都市鉱山を扱ったフィクション

『アトム今昔物語』 – 漫画『鉄腕アトム』の続編。1967年〜1968年に連載。日本中のゴミを資源として大都市を東京湾に作るという、都市鉱山構想のさきがけ的な発想が見られる。
『太陽の黙示録』 – 近未来のSF漫画。大地震のため海中に水没した都市鉱山を復興の切り札とする、というアイディアを葛城亮(主人公の参謀役)が出す。
『SHOGUN』 – 浮浪者による立身出世物語。夢の島に廃棄されていたパソコンや冷蔵庫などから仲間の浮浪者と共に部品として使用されている金を集める描写がある。
「都市鉱山」(キリンジのアルバム「Buoyancy」に収録) – 都市鉱山を主題とした曲。歌詞にはイッテルビウム等鉱物名がそのまま並べられている。

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日本の都市鉱山(商業ベースによる活用の例)

DOWAホールディングスの小坂鉱山(秋田県)では、家電の電子基板類のリサイクルを通じて金、銀、銅のほかスズ、ニッケル、アンチモン、セレンなどの20種類を超える金属の回収を行っている。また、野村興産のイトムカ鉱業所(北海道)では、水銀灯や蛍光灯のリサイクルを通じて水銀の回収を行っている。

国内だけでなく、海外からも廃棄家電を輸入し、金属を回収する企業も出てきている。

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日本の都市鉱山

都市鉱山という観点から見ると、日本は世界有数の資源大国である。独立行政法人物質・材料研究機構が2008年1月11日に発表した数字によると、日本の都市鉱山に存在する金の総量は6,800トンで、これは全世界の現有埋蔵量の約16%にあたる。銀は60,000トンで、これは世界の埋蔵量の22%にもおよぶ。同様にインジウムは世界の16%、錫は11%、タンタルは10%と、日本の都市鉱山には全世界埋蔵量の一割を超える金属が多数存在する。

なおテレビ朝日の番組によると、富山高等専門学校准教授が廃棄パソコン100台分の金メッキ端子から2gの金を採取したとのことである。

都市鉱山からの金属回収を進めるため、日本は2013年4月に小型家電リサイクル法を施行している。

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都市鉱山

都市鉱山とは、都市でゴミとして大量に廃棄される家電製品などの中に存在する有用な資源(レアメタルなど)を鉱山に見立てたものである。そこから資源を再生し、有効活用しようというリサイクルの一環となる。地上資源の一つでもある。

1980年代、東北大学選鉱製錬研究所の南條道夫教授らが提唱したのが最初であるとされている。しかしそれ以前に、航空機に限った話ではあるものの、北原比呂志と古賀政雄によって研究がなされており、論文の最後では航空機以外の資源回収について言及されている。その後、東北大学多元物質科学研究所の中村崇教授らによって、都市鉱山開発のための人工鉱床計画などの構想も生まれた[5]。近年の産業界では、レアメタル価格の暴騰などにより、廃棄された携帯電話やパソコンの部品から希少資源を回収するなどの対策が進められており、都市鉱山という概念が再評価されている。

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鉱山(鉱害)

近年においては鉱害などの環境問題に対応するために、上記の事業以外に廃水処理場、煤煙脱硫施設等を設ける事が法律で義務付けられている。特に前者はほとんどの鉱山で必須であり、採掘・選鉱・製錬などの工程で発生した排水には重金属などが含まれている事から、そのまま河川に放流することはできない。このため、沈殿池などを設置し、石灰などの薬品で浄化し、重金属や有害物質を除去して河川に排水する。このうち、坑道から湧出する廃水は自然由来のため、鉱山が閉山した後も事業者が処理を続ける事が義務付けられている。

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鉱山(輸送手段)

鉱石の運搬においては古くは牛馬が使われていたが、近代に入ってからは鉄道・軌道・トラック・索道などが用いられることとなった。中小の鉱山では森林軌道などを用いて運搬していたが、大規模な鉱山においては専用線や独自の私鉄を設置して鉱石・地金・化学薬品(硫酸など)を運搬することもあった。特に私鉄の場合においては、周辺住民や鉱山労働者を対象に限定的な旅客輸送を行うこともあり、鉱山の閉山後も存続していることもある。北海道のイトムカ鉱山のように、既存の森林軌道を鉱山の輸送手段として利用するケースも多い。

特殊なケースとして、黒部峡谷に位置する富山県小黒部鉱山のように登山道を用いた人力による運搬、伊豆半島沿岸部に存在する静岡県縄地鉱山のようにほぼ直接貨物船による運搬も存在した。また、秋田県では鉱滓ダムの設置が難しい平野部の鉱山と、能代市に設置された鉱滓の処分場との間にパイプラインが建設されていた。

日本一の規模の私道として有名な宇部興産専用道路は、鉄道に代わって石灰石や人員の運搬を目的として石灰石鉱山とセメント工場をつないだものである。

また、貨車への積み込みに用いられるホッパーの規模は生産量の目安ともなり、その鉱山を代表する施設として取り上げられることもある。

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鉱山(排水)

坑道では地下水が湧き出るため、様々な排水器具が用いられた。前近代では金桶・釣瓶を用いた排水が行われており、江戸時代初期に佐渡金銀山ではスポイトの原理を応用した寸法樋(すぽんとい)やアルキメデス・ポンプを応用した水上輪(すいしょうりん)などの排水器具が導入された。江戸後期にはオランダ水突輪も導入されている。ただし、これらの排水器具は故障した場合に坑道内での修理が困難であったため、旧来の釣瓶による排水も併用されていた。

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廃坑の管理事例

2011年4月、常磐炭鉱立て坑跡地で、東日本大震災の余震後に温泉水が湧水[2]。

2012年4月4日、岐阜県御嵩町生沢地区内、亜炭廃坑による陥没[3]。

中には一部の廃坑跡をリサイクル工場、再生可能エネルギーの研究所として活用している廃坑跡の地域もある。

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鉱山の事業(閉山)

採掘できる鉱物が枯渇すれば閉山(もしくは休山)に至る。単純に鉱物を採り尽くした場合もあるが、まだ鉱脈が残っていて、その確認もできているが、「深度が深すぎる」「地熱の影響が大きい」などの何らかの理由により、現在の採掘技術では不可能であるために閉山に至ることもある(豊羽鉱山、河津鉱山、草津温泉の万代鉱での温泉噴出など)。

1960-70年代には、高度経済成長に伴う人件費の上昇や鉱物の輸入自由化により、競争力を失った鉱山の多くが閉山もしくは休山に至った。石油などからの回収硫黄の増加による硫黄鉱山の閉山、水俣病をきっかけとした水銀使用の大幅減少による水銀鉱山の閉山など、世界的な環境問題が閉山理由となったケースもある。

廃坑は、監視・管理コストがかるが、地熱温度が利用できる可能性がある、未開発の地熱資源でもある。

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鉱山の事業(製錬)

精鉱を主に化学的に処理し、有用な元素を取り出す事を製錬という。非鉄金属が主な対象となっており、非金属元素は省略されることが多い。なお、鉄の(乾式)製錬の事を特に製鉄と呼ぶ。

製錬方法としては、火力を用いて溶融・揮発させて元素を抽出させる乾式製錬(鉄、銅、鉛、水銀、アンチモンなど)と、薬品の水溶液を用い、精鉱から元素を抽出して分解させる湿式製錬(金、銀など)がある。こうして抽出された元素は溶融された後、成形・冷却されて地金となる。ただし、こうした工程を経ても地金は未だに不純物を多く含むことから、電気分解して純度を99%以上にする事が多い。これを電解製錬と呼ぶ。

こうした金属製錬に並行して、硫化分の多い鉱石を採掘する鉱山では硫酸の製造が行なわれることもある。製錬工程から出る煤煙は有害であり鉱害の要因になるため、電気集塵機等によって塵を回収することになるが、この塵も重要な資源であり、製錬工程に組み込んでビスマス、三酸化ヒ素、カドミウムなどを生産することもあった。また、銅山においては硫酸銅を含む排水が問題になった事があり、廃水処理も兼ねて沈殿銅の採集が行なわれる事もある。

こうした3つの事業を全て行っている鉱山は大規模なケースが多く、中規模の鉱山は採鉱・選鉱を、小規模な鉱山は採鉱のみを行っているケースが多い。ただし、経営者の判断により、大規模な鉱山でも製錬は行われず、その事業のみ都市部に設置された製錬所に集約されたりすることもある(例:菱刈鉱山)。また、逆に水銀のように、独特の製錬設備を必要とする場合には規模が小さくても、鉱山内に製錬所まで設けている事が多い(例:大和水銀鉱山、丹生鉱山)。石灰石、陶石など非金属の鉱石の場合は、明確な選鉱・製錬が行われず、非金属を原料とする工場が近場に存在することも多い。

こうした鉱山における3つの事業はいずれも単独で行われることは難しい。このため、鉱山においてはこれらに付随する形で機械工場、車両整備工場、化学工場、発電所、変電所、ポンプ場、廃水処理場、貨物鉄道などが設置される。こうした付随事業が整備されていることにより、鉱山の主要事業は円滑に進めることができる。

大規模な鉱山においては、これら周辺事業が大規模化し、やがて鉱山とは独立化することもある。例えば、茨城県日立市の日立鉱山の機械整備部門は、後に日立製作所として独立することとなった。小松製作所も同様であり、古河機械金属やラサ工業の土木機器部門のように独立とまではいかなくとも、会社を支える重要な事業になることもある。

鉱山機械は大量の電気を必要とするため、一般の電力会社からの給電では間に合わないこともある。このため、水力発電所や火力発電所など独自に小規模な発電所を建設して自家用に供給することもある。余剰となった電力の一部は電力会社に売電されたり、周辺地区に供給されることもあった。

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