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鉄リサイクルのプロセスは、新たに鉄鉱石から鉄を製造するエネルギー消費量と比較して大幅な削減が可能であり、CO2排出の抑制にも貢献します。
本記事では、鉄リサイクルの概要と重要性、鉄を含む廃棄物の種類、鉄リサイクルの主要プロセスなどについて解説します。
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鉄のリサイクルとは、廃棄物から鉄スクラップ(鉄くず)を回収し、再生資源として活用することです。鉄スクラップは、自動車や船舶、家電製品、飲料缶など、さまざまな鉄製品から回収できます。
ここでは鉄リサイクルの重要性と鉄のリサイクル率について解説します。
鉄製品の原料は、鉱物の特性を活かした異なる素材を用います。そのため、リサイクルする際には、回収した鉄スクラップの素材に適した再生処理が必要です。
鉄は、地球上で最も多く使用されている金属資源の一つです。
主に建築物や車両、船舶、産業機械、家電製品、医療器具など、あらゆる分野で使用されており、高い汎用性を備える素材です。
また、日本鉄リサイクル工業会のデータによると、国内の鉄鋼蓄積量(国内に何らかの形で蓄積されている鉄の総量)は、2023年度末で約14億2,290万トン以上を保有しています。これは、ビルディング・橋梁・鉄道から自動車・自転車・家電製品、さらには家庭内の包丁に至るまで、あらゆる鉄製品を鉄換算した量です。
その中でも、市中スクラップ(建築物などの解体現場や使用済み製品から採取できる鉄)は、2023年度の取扱量が25,429千トンが消費されています。
この量を具体的に表現すると、東京タワー(4,000トン)6,357基分の量に相当します。1年365日休まずに処理しても1日当たり約17基分を取扱った計算になり、膨大な鉄スクラップが毎日処理されていることが分かります。
さらに注目すべきは、取り扱われた鉄スクラップの約60%以上が電気炉で甦り、残りは転炉での製鋼用や鋳物用として消費され、リサイクル可能な新たな鉄の製品に生まれ変わる点です。また、鉄鋼蓄積量とスクラップ取扱量との関係では、年間蓄積量の約2%が、鉄スクラップとして発生していることから、国内の鉄資源が持続的にリサイクルされていることが実証されています。
このような大規模なリサイクルシステムにより、素材としての汎用性や高いリサイクル率を踏まえると、鉄のリサイクルは現代の生活において重要度が高い取り組みといえます。
日本鉄鋼連盟の調査データによると、鉄のリサイクル率は現在ほぼ100%です。
金属の項目にはさまざまな金属が含まれていますが、鉄鋼だけを見れば97%で、鉄鋼は完全に廃棄されることが極めて少なく、高確率で何らかの形でリサイクルされます。
鉄のリサイクル率が高い理由として、主に不純物の除去が容易な点が挙げられます。
鉄は磁性を持つため、磁力による選別が可能です。この物理的特性により、他の素材から鉄を効率的に分離できるため、ほぼ100%のリサイクル率を維持しています。
鉄(鋼)のスクラップ価格は、2000年代初め頃は1トンあたり1〜2万円ですが、その後、リーマンショックやパンデミック、中国の経済活動再開などの影響による需要の高まりによって、価格が高騰しています。
日本鉄リサイクル工業会のデータによると、2024年1月〜8月まで4万円後半から5万円代で高水準をキープしていました。その後、2024年9月以降から3万円台後半から4万円代前半にまで価格は下落しました。この下落傾向は2024年末にかけても続き、2025年初頭も引き続き低水準での推移となりました。
価格下落の要因は、海外の鉄鋼需要の低迷により、鉄スクラップの輸出が鈍化したことや為替の円高が影響しています。
(参考元:一般社団法人 日本鉄リサイクル工業会)
鉄のリサイクル源は、主に鉄スクラップを用います。鉄スクラップを大別すると、以下の2種類です。
自家発生スクラップ | 製鋼メーカーの製鋼・加工過程で発生する鉄くず |
---|---|
市中スクラップ | 建築物や建造物の解体現場、使用済み製品などから発生する鉄くず |
市中スクラップは、さらに工場発生スクラップと老廃スクラップに分類されます。
ここでは、市中に流通している「市中スクラップ」の主要廃棄物についてご紹介します。
工場発生スクラップとは、鉄を使う工場などの加工過程から発生する鉄スクラップです。
製造過程で主に発生する鉄スクラップは、鉄を切断した際に発生する破片、旋盤加工時の切りくずなどが該当します。さらに、品質検査で不合格となった製品や、寸法精度が規格外となった不良品も工場発生スクラップとして分類されます。
以下に、工場発生スクラップの主な廃棄物を解説します。
鉄は、車両(自動車、トラック、電車など)や船舶(タンカー、大型客船など)、航空機の車体や各種部品などに多く用いられています。
鉄が主に利用される車両や船舶などのパーツ一例は、以下の通りです。
上記の鉄製品を製造加工する際に発生する鉄くずが、工場発生スクラップとなります。
多くの産業用機械に鉄が使用されており、産業用機械の製造過程で発生する鉄の破片や切りくず、不良品なども工場発生スクラップに分類されます。
鉄を使用している産業用機械には、以下のようなものがあります。
これらの機械製造では、精密加工が要求されるため、切削加工による切粉(きりこ)が大量に発生します。特に、ターニングセンターやマシニングセンターでの加工では、材料の30-40%がスクラップとして発生することがあります。
電気機器類には鉄が使用されており、製造・加工過程で発生するすべての鉄くずが工場発生スクラップです。
電気機器類には、主に以下の製品があります。
上記のような製品製造をする際に発生する鉄スクラップは、以下が想定されます。
さらに、電気配線の鉄心材料にも電磁鋼板や純鉄などが使われています。これらすべてが工場発生スクラップであり、製作加工時に発生する鉄くずです。
2050年カーボンニュートラル実現に向けて、CO2削減の主要課題として鉄スクラップを使用した電炉生産の促進が重要視されており、工場発生スクラップの効率的な利用が循環型社会構築の鍵となっています。
老廃スクラップとは、鉄製の使用済み製品から発生する鉄スクラップです。主な老廃スクラップを以下でご紹介します。
不動車や廃車など、使われず廃棄される車両や船舶などは老廃スクラップです。
廃車や廃船などから発生する老廃スクラップには、以下のようなものが含まれます。
経済産業省のデータによれば、使用済み自動車の引取台数は、令和4年度で274万台にも上ります。
また、一般社団法人日本自動車工業会の調査によると、自動車に使用されている鋼板は、自動車の重量比で約40%程度と示されています。
274万台を単純に1トン/台で計算すると、老廃スクラップから回収できる鉄は、年間約110万トンとなります。
老朽化した建築物や構造物からも老廃スクラップは回収が可能で、以下のような建築物や建造物の一部から回収できます。
廃車や建築物、構造物以外にも産業廃棄物や家電製品、電気部品などの老廃スクラップもあります。
廃棄物の中には、鉄以外の素材も含まれるため、純粋に鉄だけを抽出するには、廃棄物の選別や特別な施設が必要です。
ここでは、鉄を含む廃棄物の処理方法について解説します。
鉄を使った製品を製造しているメーカーの場合、自社で廃棄物を選別し、リサイクル業者に引き取ってもらう方法があります。
自社で選別すれば委託費用を30-50%削減でき、廃棄物排出量を低減する新たな製品開発にも役立ちます。
【自社リサイクルの技術的要件】
さらに廃棄物の回収方法や効率的な選別手段を確立できれば、資源の有効利用だけでなく、業務効率化につながる場合もあります。特に、JIS規格に準拠した品質管理体制を構築することで、有価物としての買取価格向上も期待できます。
鉄を含む廃棄物を自社で処理できない場合は、外部委託を検討する必要があります。
地域の自治体が運営するリサイクルセンターに持ち込めば、鉄のリサイクルに貢献できます。リサイクルセンターでは、廃棄物を有料で引き取るケースが一般的で、処理費用は地域によって異なります。
また産業廃棄物の場合、廃棄物処理法(参考:廃棄物の処理および清掃に関する法律)に基づくマニフェスト(産業廃棄物管理票)の作成が必要です。マニフェストの保存期間は5年間で、電子マニフェストの普及率は現在約70%に達しています。
リサイクルセンターへの持ち込みは、選別の手間を省ける利点があり、月間排出量が10トン未満程度の限られた量の鉄を含む廃棄物を処理する場合におすすめです。
鉄を含む廃棄物が日常的に発生し、自社対応できない場合には、専門回収業者に依頼する方法もあります。
地域の廃棄物回収業者に依頼すれば、毎日・週何回など、廃棄物の回収日を決めて定期回収されることが一般的です。
なお、専門回収業者選定のポイントは3つあります。
業者に回収を依頼する場合にも、廃棄物処理法に基づくマニフェストの交付が求められます。
マニフェストは、専門回収業者が作成するので事務的負担はほとんどありませんが、作成が義務付けられている点を認識しておく必要があります。
廃棄物回収をアウトソーシングすると、費用の支払いが発生しますが、鉄リサイクルの企業パートナーを探せば、無料引取または有料で買い取ってもらえる可能性があります。
ただし、買い取りは有価物として処理する場合に限定されます。
有価物とは、自分や他社にとって価値のある廃棄物のことです。例えば、鉄くずや分別済みの金属スクラップなどが該当します。
なお、アウトソーシングする場合にも到着物有価物に該当するならマニフェストが必要です。環境省の「有価物の判断基準について」(参考:廃棄物の定義について)に基づき、適切な判断が求められます。
パートナー企業によっては双方にとってメリットがあるため、処理技術力や財務安定性などの側面から好相性の企業を見つけることが大切です。特に、日本鉄リサイクル工業会加盟企業など、業界団体に所属する信頼性の高い企業との提携を検討することをお勧めします。
鉄リサイクルの主要プロセスを紹介します。
この処理プロセスは、資源循環と環境負荷低減において極めて重要な役割を担っています。
回収された廃棄物から鉄を選別する工程は、最終製品の品質を左右する最も重要なプロセスです。
鉄を含む廃棄物は鉄単体の製品もあれば、非鉄やプラスチック、ゴムなどが取り付けられたままの製品もあり、さらに鉄と非鉄などを一緒に溶解すると不純物が増加します。
鉄と非鉄金属を混合して溶解処理した場合、不純物含有率が5%以上に達すると、製品品質の著しい低下とスラグ発生量の増加(通常の1.3~1.5倍)が確認されています。
リサイクル工程の非効率などの要因になり得る場合があるため、廃棄物の鉄を高純度の再生資源として活用するには、できる限り選別時に鉄のみを取り出す仕組みを構築する必要があります。
選別された鉄材料は、大型シュレッダーによって2~10cm程度の均一サイズに粉砕されます。
粉砕処理後に、鉄とシュレッダーダストに分別します。
シュレッダーダストとは、シュレッダーにかけた際に発生するプラスチックやゴム、スポンジなど鉄以外の素材です。分別作業でシュレッダーダストをきれいに除去できれば、高純度の鉄を生成できます。
また、鉄工場や建築物の解体現場、大型廃船などから発生する廃棄物は、不純物の混入が比較的少ない傾向にあります。そのため、大型の鉄処理に適したギロチンシャーと言われる処理機械を使用します。
【処理設備の使い分け基準】
シュレッダー処理 | 薄板材、小型部品、複合材料(純度要求:85%以上) |
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ギロチンシャー処理 | 厚板材、大型構造物(純度要求:90%以上) |
鉄の大きさや不純物の多さなどにより、シュレッダーとギロチンシャーの2機種を使い分けます。
スクラップされた鉄は、電気炉や溶鉱炉などで約1,600℃以上の高温で溶解します。
国内では電気炉による処理が主流で、2023年度には2,297万9千トンの粗鋼が生産されています。(参考:日本鉄リサイクル工業会会)溶解時に、鉄の融点(1,538℃)より低い融点の不純物は溶けてスラグとなり、鉄より融点の高い不純物は鉄に含有します。
不純物の含有量が多いほど純度の低い鉄となってしまうため、リサイクル時に品質を維持したい場合には不純物の混入に注意が必要です。
融解された鉄スクラップは、電気炉などで溶かされ「溶鋼」となります。この溶鋼に炭素などを加えて強度や性質を調整することで、新たな「鋼」が作られます。
鋼は、建築物や自動車など、様々な製品の材料として使われる鉄の一般的な形態です。
次に、作られた鋼は、熱間圧延や冷却圧延といった工程を経て、H型鋼や丸棒、鋼板など、用途に応じた様々な形状に成形されます。
熱間圧延では高温で鋼を加工し、大まかな形に整えて強度を高める形です。その後冷却圧延でさらに精度を高めたり、表面を滑らかにしたりして、最終的な形状に仕上げます。最後に、必要に応じて表面処理などが施され、高品質な再生鉄素材が完成します。
こうして再生された鋼材は、建築物の骨組みや自動車部品、家電製品など、再び様々な製品の材料として生まれ変わるのです。
鉄製品は、理論上はここまで工程を繰り返すことで何度もリサイクルが可能です。そのため、鉄リサイクルは別名「Closed Loop Recycl(クローズド・ループ・リサイクル)」(参考:日本製鋼連盟リサイクルの種類)とも呼ばれます。
クローズド・ループ・リサイクルとは、リサイクルされた鉄が再び元の製品に使用され、品質が劣化することなく繰り返し利用される仕組みを指します。
クローズド・ループ・リサイクルは、サーキュラーエコノミーの基本的な概念でもあり、半永久的にリサイクル可能な素材として鉄は非常に優れた素材です。これにより、鉄製品のリサイクルは、環境への負担を軽減しながら持続可能な社会を支える重要な要素となります。
鉄は建築物や自動車など、私たちの暮らしに不可欠な素材であり、そのリサイクル率はほぼ100%と非常に高い水準です。この高いリサイクル率は、鉄が磁性を持つため他の素材から容易に選別できることに起因します。
鉄のリサイクルは、鉄鉱石から新しく鉄を製造する場合に比べ、エネルギー消費とCO2排出量を大幅に削減できるため、環境負荷を低減する上で極めて重要です。
また、リサイクルしても品質が劣化しにくく、繰り返し資源として活用できる「クローズド・ループ・リサイクル」が可能なため、貴重な資源を有効に使い、持続可能な社会の実現に大きく貢献しています。
鉄のリサイクルは、環境保護と資源循環の両面から見て、極めて価値の高い取り組みと言えます。
産業廃棄物・リサイクル事業を主軸とする法人を経営しながら、フリーランスのライター・ディレクターとして情報発信にも携わっている。産業廃棄物分野での現場経験とデータ分析力を活かした情報発信に強みがある。