青ヶ島沖の深海から高濃度の「金」回収成功 銀も吸着 今後は?

海洋研究開発機構などの研究グループは東京・青ヶ島沖の深海の熱水から、高濃度の「金」を特殊なシートに吸着させて回収することに成功しました。

なぜ青ヶ島?回収方法は?そして商業化の可能性は?

詳しく解説します。

水深700メートルの深海で…

東京・青ヶ島沖の水深700メートルの深海では、270度ほどの熱水が噴き出す熱水噴出孔が見つかっていて、周辺の岩石には高濃度の金が含まれていることがわかっています。

海洋研究開発機構と大手機械メーカーIHIの研究グループは、この熱水から金を回収しようと金を吸着する特殊な藻を加工したシートを開発しました。

「藻」をシート状に加工したもの

研究グループはおととし(2021年)8月、青ヶ島沖の熱水噴出孔の周辺にこのシートを設置し、2年近く経過したことし6月に引き揚げました。

世界でも高濃度の金!さらに銀も吸着

分析の結果、シートには最大でおよそ20ppm=1トンあたり20グラム相当の「金」が吸着していて、これは世界の主要な金山の鉱石に含まれる金の濃度のおよそ5倍にあたるということです。

さらに金だけでなく「銀」も最大でおよそ7000ppmと「金」の300倍以上の濃度で吸着できていたことが明らかになりました。

研究グループによりますと、深海の熱水に含まれる「金」を藻のシートに吸着させて回収に成功したのは世界で初めてだということです。

海洋研究開発機構の野崎達生主任研究員は、こう話します。

野崎達生主任研究員
「想定以上の金を吸着させることに成功し安心した一方で、銀がこれほど吸着していたのは予想外で驚きだ。深海というハードルからすぐに商業化に結び付く話ではないが、この技術は温泉や下水など、熱水以外でも応用でき、新たな金の採取方法となる可能性がある」

なぜ青ヶ島で?

2015年、東京大学の研究チームが東京の都心から南へ400キロにある青ヶ島沖の水深700メートルの海底から、高温の熱水が噴き出す「熱水噴出孔」を発見しました。

熱水噴出孔は国内ではほかにも伊豆諸島や沖縄周辺の深海でいくつも確認されていますが、青ヶ島沖の熱水噴出孔の周辺で採取された岩石からは平均で17ppm=1トンあたり17グラム相当と世界でもトップクラスの高濃度の金が含まれていることが大きな特徴です。

金の濃度が高い理由について、海洋研究開発機構の野崎達生主任研究員は「青ヶ島の熱水の温度は270度ほどと他の地域の熱水よりもやや低くこの温度が、ちょうど金が溶け出しやすく熱水が海底下の金を集める役割を果たしているのではないか」と推測していますが、それだけでは説明がつかないほど濃度が高く、まだ詳しい理由はわかっていないということです。

研究グループは熱水に高濃度の金が含まれていることに加えて、都心から400キロとアクセスが比較的よいことから青ヶ島沖の深海で金の回収実験を行うことにしました。

どうやって回収?カギは温泉地の「藻」だった

研究グループが金を回収するために注目したのが「ラン藻」と呼ばれる原始的な藻の一種で、東北地方の限られた温泉地でしか見つかっていないものです。

開発に携わったIHIの福島康之主任研究員によりますと、熱水に溶け込んでいる「金」はおもに塩化物イオンと結合して「塩化金」という化合物の形で存在していますが、この「ラン藻」を使うことで、まず「金」と「塩化物イオン」の結合がはずれるといいます。

横浜市で培養された金を吸着する「藻」

「金」はプラスの電気を帯びていて、「藻」はマイナスの電気を帯びているのでお互いに強く引き寄せ合うことになります。

この状態で1000度の高温で加熱すると「藻」が燃え尽きて、「金」だけを取り出せるようになるということです。

実験で「藻」で吸着した金

さらに藻を化学処理してシート状に加工したり、光を当てたりすることで金の吸着効率が上がることも明らかになっています。

福島さんによりますと今回は「銀」も高濃度で吸着していますが、メカニズムは基本的には金と同じとみられるということです。

商業化の可能性は?

国内の金の小売価格はことし8月に1グラムあたり1万円を超え最高値を更新するなど、高騰し続けています。

研究グループによりますと今回の方法を使って水深700メートルを超える深海から金を回収するためには1回の潜航あたりおよそ700万円の費用がかかるため、現状では採算は合わないと考えています。

「藻」を約2年ぶりに回収した瞬間の画像

回収された「藻」のシート

一方、研究グループはすでに陸上の温泉からも同じ方法で「金」を回収することに成功したほか、今後は都市部の下水や廃鉱となった鉱山の廃水などでも金が回収できないか試験を行う予定で、将来的には藻のシートを使った方法が有効な金の回収方法になる可能性があるとしています。

また金の採掘に、海外では水銀など有毒な化学物質を使っている地域もあり周辺の環境汚染や人体への影響が深刻な問題となっていますが、研究グループは藻のシートを使った手法はこうした課題の解決にもつながるのではないかとしています。