如果提炼对工业有用的稀有金属时能减少所消耗的大量能源，这将有助于实现脱碳。正在挑战该项课题的是日本量子科学技术研究开发机构（量研机构）与大阪大学的校办初创企业微波化学（大阪府吹田市）。两家正在挑战利用微波炉也使用的微波，在低温低压下熔化矿石，预定2022年内利用矿石启动验证实验。未来计划与资源巨头和贸易公司合作，在海外建厂。
利用微波在低温低压下成功熔化了稀有金属矿石（图片由量研机构提供）
从矿石中提取稀有金属，需要在1000～2000℃的高温和高压下进行处理。目前主要在使用化石燃料的大型工厂中提炼。考虑到初期投资、运行成本和二氧化碳排放量等，新建传统工厂的难度较大。
例如，锂需要在约1000℃的温度下熔化。微波化学公司的冢原保德董事表示：“这是一道危险的工序，需要具备一定强度的基础设施”。在澳大利亚和南美等开采的矿石大多要运到有大型工厂的中国进行提炼。
量研机构与微波化学正在开发利用微波从矿石中提取稀有金属的工厂设备。微波具有直接向特定物质传递能量，可从内部有效进行加热的性质。与燃烧化石燃料加热相比，消耗的能源少，可以大幅减少CO2的排放量。
目前的目标是提炼锂和铍。锂用于电池电极等，随着电动汽车（EV）的普及等，锂的需求正不断上升。铍有望用于未来的“核聚变发电”，但产量少，价格高，提炼技术复杂。
量研机构将这些矿石粉碎成粉末，与碱性试剂混合，并用微波加热。由此发现，利用这种方法可在常压和220℃的温度下熔化。量研机构的中道胜组长表示：“虽然还需要验证能否面向商用化扩大规模，但已经不存在需要研发的技术课题了。”
微波化学公司以化学行业为中心，建设和运营过使用微波的商用工厂。冢原董事干劲十足地表示：“希望把新技术带入低科技的矿山开发领域。”
据该公司估算，利用微波在低温低压下提炼稀有金属的话，可将工厂的设备投资和运行成本降低70～80％。利用电力驱动的新工厂还容易使用太阳能和水力发电的电力。与使用化石燃料的工厂相比，预计可将CO2排放量削减95％以上。
微波化学将以2028年实现商用化为目标推进验证实验。将来计划向从事矿山开发的资源巨头和贸易公司提供关于工厂设计和运行方法等的方案。已经“开始与几家大型贸易公司就在南美的矿山建厂事宜展开讨论”（冢原董事）。到2050年前后，全球的各类矿山都有望建设微波工厂。
还在开发回收利用技术
| 在矿山建设微波工厂的经过与前景展望 | |
| 2014年 | 微波化学公司采用微波的工厂投入商业运行 |
| 2021年 | 量子科学技术研究开发机构利用微波成功地在低温低压下熔化了稀有金属铍 |
| 2022年 | 微波化学与量研机构为向工厂导入稀有金属节能提炼技术开始进行联合研究 |
| 2028年 | 工厂投入商用，开始提炼锂 |
| 2040年前后 | 运行提炼铁矿石等的工厂 |
| 2050年前后 | 微波工厂在各种矿山开发现场普及 |
与产量较多的铁和铜等相比，稀有金属产量少，开采和提炼成本也很高。而且产地分布不均，存在供应风险，所以需要有效利用有限的资源。因此从废弃家电和电子部件中提取稀有金属进行回收利用的技术也在不断进步。
量研机构与微波化学开发的微波技术也考虑用于回收利用。以家电废弃物和金属废料为首，含不易熔化的陶瓷的废弃物也能通过微波加热有效熔化，从而提取稀有金属。
日产汽车与早稻田大学合作，开发了从废弃的电动车马达磁铁中有效回收稀有金属的方法。用于马达的稀有金属可以回收98％，并且时间和成本降至常规方法的一半左右。
日本原子力研究开发机构的初创企业Emulsion Flow Technologies（茨城县东海村）也在利用可提取溶解在水中的目标成分的独特技术。预计可缩小稀有金属提取装置的体积及降低运行成本。
日文：张耀宇、《日经产业新闻》，2022/02/25
中文：JST客观日本编辑部
