本发明专利技术旨在能够简便、高效地浓缩含金属离子溶液中的金属，使以高回收效率从含该金属离子的溶液中回收该金属成为可能。本发明专利技术的金属浓缩方法或金属回收方法包含下列工序：使微生物和电子供体B作用于含金属离子的溶液W0，将金属离子还原成金属微粒的同时将该金属微粒捕集到该微生物内，得到含捕集有金属微粒的微生物的溶液W1的还原捕集工序；利用过滤膜浓缩所述溶液W1得到浓缩液W2的浓缩工序；将浓缩液W2送回至工序(1)进行循环的送回工序。另外，本发明专利技术的金属浓缩装置或金属回收装置具有存积溶液W1的存积部2、利用过滤膜浓缩从存积部2转移来的溶液W1的浓缩部3、和将浓缩部3中浓缩后的浓缩液W2送回至存积部2的送回部4。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属浓缩方法和金属回收方法、以及金属浓缩装置和金属回收装置
本专利技术涉及金属浓缩方法和金属回收方法、以及金属浓缩装置和金属回收装置。本申请主张基于2013年1月21日在日本提交的第2013-008537号专利申请的优先权，在本文中引用其内容。
技术介绍
除为了满足法律规定的水质标准外，也为了实现资源的再利用，普遍进行着从工业废水或粗提取液等含有金属的溶液中回收金属的事情。但是，利用一般方法从含金属离子溶液中回收金属，能耗高、环境负荷大。尤其是基于经济方面的原因一般不从含有低浓度的回收对象金属的含金属离子溶液中回收金属。对于上述问题，存在使用微生物来进行的从含金属离子溶液中有效回收金属的方法。使用微生物从含金属离子溶液中回收金属的方法可以举出例如，下述方法(i)～(ⅲ)。(i)使施万氏菌属(Shewanellaalgae)等铁还原细菌在含金属离子溶液中作用，该铁还原细菌可在将金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到铁还原细菌内，或者直接将金属离子吸附到铁还原细菌上，通过回收捕集有金属微粒或吸附有金属离子的铁还原细菌来回收金属的方法(例如，专利文献1、2)。(ⅱ)使铁氧化细菌作用于含有2价铁离子的溶液将该2价铁离子氧化为3价铁离子，调节该溶液的pH形成氢氧化铁(Ⅲ)，通过固液分离回收铁的方法(专利文献3)。(ⅲ)向含有Cu、Zn、Ni、Mg等金属杂质的胶态二氧化硅中加入施万氏属细菌，仅该含杂质金属被捕集到施万氏属细菌内，通过回收捕集有该金属的施万氏属细菌、分离胶态二氧化硅与该含杂质物的方法(专利文献4)。但是，在方法(i)中，为了提高回收效率需要加入大量作用于金属离子的微生物从而提高金属离子和微生物的接触效率，而大量使用微生物使得成本提高。因此，难以以低成本、高回收效率连续地从含金属离子溶液中回收金属。尤其是在利用微生物将水中含有的低浓度的金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到铁还原细菌内，或者直接将金属离子吸附到铁还原细菌上的情况中，为了提高回收效率，在捕集金属微粒或吸附金属离子时提高微生物浓度的方法是必需的。另外，在方法(ⅱ)中，由于溶液的pH的调节变得复杂，因而操作很繁琐。在方法(ⅲ)中，存在1天以上的将微生物与金属结合的工序、添加杀菌剂的工序、以及通过添加碱来调节pH的工序，工序繁琐且需要的时间长。另外，在回收操作中，在获得含有施万氏菌属细菌的菌群之后需要强烈搅拌，而且即使如此金属的回收率也不高。(特别参考专利文献4的实施例)现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-113116号公报专利文献2：日本特开2010-162442号公报专利文献3：日本特开2005-238181号公报专利文献4：日本特开2005-298276号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题对于从含有工业上有用的金属资源的溶液中回收金属的方法，如上所述，对多种方法进行讨论，发现这些方法存在回收效率低、为了提高回收效率，又会存在工序繁琐、导致成本提高等问题。本专利技术旨在解决这些过去存在的问题。解决问题的方法本专利技术提供可以简便、高效地浓缩含金属离子溶液中的金属，并可以高回收率从含该金属离子溶液中回收金属的金属浓缩方法和金属回收方法，以及金属浓缩装置和金属回收装置。即，本专利技术具有下述内容。1.含金属离子的溶液中的金属浓缩方法，其包含下述工序(1)～(3)。(1)还原捕集工序：使微生物和电子供体作用于含金属离子的溶液，将金属离子还原成金属微粒的同时将该金属微粒捕集到该微生物内，获得包含捕集到金属微粒的微生物的溶液。(2)浓缩工序：利用过滤膜浓缩上述包含捕集到上述金属微粒的微生物的溶液从而得到浓缩液。(3)送回工序：将上述浓缩液送回至上述工序(1)中进行循环。2.如1所述的金属浓缩方法，上述金属离子是选自Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru和Os中的至少一种元素的离子。3.如1或2所述的金属浓缩方法，在上述工序(1)中，微生物和电子供体作用于含金属离子的溶液时，使由金属离子还原得到的金属共存于所述溶液中。4.如1～3中任一项所述的金属浓缩方法，上述电子供体是碳原子数为1～7的有机物。5.如1～4中任一项所述的金属浓缩方法，上述电子供体是碳原子数为1～3的脂肪族羧酸及其盐中的至少一种或两种。6.如1～5中任一项所述的金属浓缩方法，上述电子供体为甲酸及其盐中的至少一种或两种。7.如1～6中任一项所述的金属浓缩方法，上述微生物为铁还原细菌。8.如7所述的金属浓缩方法，上述铁还原细菌为施万氏菌属(Shewanella)的细菌。9.如8所述的金属浓缩方法，上述施万氏菌属的细菌为海藻施万氏菌(Shewanellaalgae)或奥奈达施万氏菌(Shewanellaoneidensis)。10.如1～9中任一项所述的金属浓缩方法，上述过滤膜的平均孔径为0.01～1.0μm。11.金属回收方法，是将通过1～10中任一项所述的金属浓缩方法获得的、上述捕集有金属微粒的微生物进行回收的方法，还包含下述工序(4)。(4)回收工序：回收含有上述捕集有金属微粒的微生物的溶液以使菌体浓度为1.0×1017个细胞/m3以下。12.含金属离子的溶液中的金属回收方法，其包含下述工序(1’)～(4’)。(1’)捕集工序：使微生物作用于含金属离子的溶液，将金属离子捕集到该微生物上，获得包含捕集有该金属离子的微生物的溶液。(2’)浓缩工序：利用过滤膜浓缩上述包含捕集到金属离子的微生物的溶液，得到浓缩液。(3’)送回工序：将上述浓缩液送回至上述工序(1’)中进行循环。(4’)回收工序：回收含有上述捕集有金属微粒的微生物的溶液以使菌体浓度为1.0×1017个细胞/m3以下。13.如12所述的金属回收方法，上述金属离子为选自Ga、In、Zn、Sn以及镧系元素中至少一种元素的离子。14.如12或13所述的金属回收方法，上述微生物为铁还原细菌。15.如14所述的金属回收方法，上述铁还原细菌为施万氏菌属(Shewanella)的细菌。16.如15所述的金属回收方法，上述施万氏菌属的细菌为海藻施万氏菌(Shewanellaalgae)或奥奈达施万氏菌(Shewanellaoneidensis)。17.如12～16中任一项所述的金属浓缩方法，上述过滤膜的平均孔径为0.01～1.0μm。18.具有下述(a)～(c)的金属浓缩装置。(a)存积部：使微生物和电子供体作用于含金属离子的溶液，将金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到微生物内，或者使微生物作用于含金属离子的溶液，将金属离子捕集到该微生物上，存积包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液；(b)浓缩部：利用过滤膜浓缩由上述存积部转移来的上述包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液。(c)送回部，用于将在上述浓缩部浓缩的浓缩液送回至上述存积部。19.如18所述的金属浓缩装置，还具有下述(e)。(e)测定部：测定来自于上述浓缩部的上述包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液的菌体浓度。20.金属回收装置，其具有上述(a)～(c)以及下述(d)。(d)回收部：从上述存积部以及浓缩部中的至少一个或两个中，回收上述包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液。21.如20所述的金属回收装置，还具有下述(e)。(e)测定部本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含金属离子的溶液的金属浓缩方法，其包含下述工序(1)～(3)，(1)还原捕集工序：使微生物和电子供体作用于含金属离子的溶液，将金属离子还原成金属微粒的同时将该金属微粒捕集到该微生物内，得到包含捕集有金属微粒的微生物的溶液；(2)浓缩工序：利用过滤膜浓缩所述包含捕集有金属微粒的微生物的溶液，得到浓缩液；(3)送回工序：将所述浓缩液送回至所述工序(1)中进行循环。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.01.21 JP 2013-0085371.一种含金属离子的溶液的金属浓缩方法，其包含下述工序(1)～(3)，(1)还原捕集工序：使铁还原细菌和电子供体作用于含金属离子的溶液，将金属离子还原成金属微粒的同时将该金属微粒捕集到该铁还原细菌内，得到包含捕集有金属微粒的铁还原细菌的溶液；(2)浓缩工序：利用过滤膜浓缩所述包含捕集有金属微粒的铁还原细菌的溶液，得到浓缩液；(3)送回工序：将所述浓缩液送回至所述工序(1)中进行循环。2.如权利要求1中所述的金属浓缩方法，所述金属离子为选自由Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru和Os形成的组中的一种以上的元素的离子。3.如权利要求1或2所述的金属浓缩方法，在所述工序(1)中，铁还原细菌和电子供体作用于含金属离子的溶液时，使由所述金属离子还原得到的金属共存于所述溶液中。4.如权利要求1或2所述的金属浓缩方法，所述电子供体是碳原子数为1～7的有机物。5.如权利要求1或2所述的金属浓缩方法，所述电子供体是碳原子数为1～3的脂肪族羧酸及其盐中的至少一种或两种。6.如权利要求1或2所述的金属浓缩方法，所述电子供体为甲酸及其盐中的至少一种或两种。7.如权利要求1或2所述的金属浓缩方法，所述铁还原细菌为属于施万氏菌属(Shewanella)的细菌。8.如权利要求7所述的金属浓缩方法，所述属于施万氏菌属的细菌为海藻施万氏菌(Shewanellaalgae)或奥奈达施万氏菌(Shewanellaoneidensis)。9.如权利要求1或2所述的金属浓缩方法，所述过滤膜的平均孔径为0.01μm～1.0μm。10.一种金属回收方法，该方法是回收通过权利要求1～9中任一项所述的金属浓缩方法得到的所述捕集有金属微粒的铁还原细菌的方法，该方法包含下述工序(4)，(4)回收工序：回收所述包含捕集有金属微粒的铁还原细菌的溶液，以使菌体浓度达到1.0×1017个细胞/m3以下。11.一种含金属离子的溶液的金属回收方法，其包含下述工序(1’)～(4’)，(1’)捕集工序：使微生物作用于含金属离子的溶液，将金属离子捕集到该微生物内，得到包含捕集有该金属离子的微生物的溶液；(2’)浓缩工序：利用过滤膜浓缩所述包含捕集有金属离子的微生物的溶液，得到浓缩液；(3’)送回工序：将所述浓缩液送回至所述工序(1’)...
【专利技术属性】
技术研发人员：小西康裕，斎藤范三，安保贵永，寺泽薰，龙野孝一郎，二宫康裕，
申请(专利权)人：三菱丽阳株式会社，公立大学法人大阪府立大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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