CN117642518A - 金属的回收方法 - Google Patents

金属的回收方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117642518A
CN117642518A CN202280046478.0A CN202280046478A CN117642518A CN 117642518 A CN117642518 A CN 117642518A CN 202280046478 A CN202280046478 A CN 202280046478A CN 117642518 A CN117642518 A CN 117642518A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
yeast
recovering
ions
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280046478.0A
Other languages
English (en)
Inventor
石坂拓哉
田中裕志
南贵也
小西康裕
斋藤范三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Public University Legal Person Osaka
Toyo Engineering Corp
Original Assignee
Public University Legal Person Osaka
Toyo Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Public University Legal Person Osaka, Toyo Engineering Corp filed Critical Public University Legal Person Osaka
Publication of CN117642518A publication Critical patent/CN117642518A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B11/00—Obtaining noble metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/18—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes with the aid of microorganisms or enzymes, e.g. bacteria or algae
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B11/00—Obtaining noble metals
    • C22B11/04—Obtaining noble metals by wet processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/16—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in organic solutions
    • C22B3/1608—Leaching with acyclic or carbocyclic agents
    • C22B3/1616—Leaching with acyclic or carbocyclic agents of a single type
    • C22B3/165—Leaching with acyclic or carbocyclic agents of a single type with organic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/22—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/22—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition
    • C22B3/24—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition by adsorption on solid substances, e.g. by extraction with solid resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B59/00—Obtaining rare earth metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

本发明提供能够以低成本且高效地实现金属的回收的低环境负荷的金属回收方法。该金属的回收方法包括：吸附工序，将包含金属离子的液体与酵母混合，在得到的混合液中使金属离子吸附于所述酵母；分离工序，从在所述吸附工序中得到的所述混合液分离酵母；以及回收工序，从在所述分离工序中分离出的酵母回收金属离子，在吸附工序中吸附于酵母的金属离子是稀土元素离子或/和贵金属离子。

Description

金属的回收方法
技术领域
本发明涉及金属的回收方法。
背景技术
近年来，作为回收金属的方法，研究了将微生物等生物材料用作吸附剂的生物吸附的回收方法。通过使用廉价的生物材料，作为能够以低成本、低环境负荷实现从低质量的矿物、工厂废水、电子设备的废弃物等回收金属的方法而被期待。
提出了通过这样的基于生物吸附的回收方法来回收贵金属、稀土元素(rareearth)(稀土类元素)的各种技术。
例如，在专利文献1中公开了一种贵金属回收方法，其包括：在含有贵金属离子的pH4以下的液体中使面包酵母与所述贵金属离子接触的工序；以及对从所述液体中分离的酵母进行烧成的工序。具体而言，作为贵金属离子，记载了回收金离子、铂离子、钯离子的例子，另外，记载了也能够从共存有pH1.2的铬离子的液体回收铂离子。
在专利文献2中公开了一种金的回收方法，其包括：使酵母在酸性条件下与包含金离子、铁离子、铜离子和卤化物离子的溶液接触的工序；进行固液分离的工序；以及对包含面包酵母及金的混合物进行烧成的工序。作为溶液的pH条件，记载了pH<0、pH0.55、pH1.12的例子。
在专利文献3中公开了一种稀土元素的回收方法，其包括：将包含稀土元素的溶液与鱼白混合，使稀土元素吸附于鱼白的工序(混合液的pH优选为3以上、更优选为pH4左右)；从混合液回收鱼白的工序；以及通过对回收的鱼白加入酸性溶液而将稀土元素与鱼白分离的工序。另外，记下了能够从共存Fe的溶液选择性地回收Nd及Dy。
在非专利文献1中记载了，通过对面包酵母进行磷酸修饰，与未进行磷酸修饰的面包酵母相比，能够增加Cd2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金属离子的吸附量。另外，记载了磷酸修饰后的面包酵母也能够高效率地吸附Ce3+、Dy3+、Gd3+、La3+、Nd3+、Y3+、Yb3+等稀土元素离子(rareearth ion)。进而，还记载了磷酸修饰后的面包酵母能够从包含重金属和稀土元素离子的水溶液选择性地吸附稀土元素离子(Nd3+和Yb3+)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-183371号公报
专利文献2：日本特开2018-35413号公报
专利文献3：日本特开2013-213272号公报
非专利文献
非专利文献1：Yoshihiro Ojima，et al.，Recovering metals from aqueoussolutions by biosorption onto phosphorylated dry baker′s yeast，SCIENTIFICREPORTS，Published online：18，January 2019，www.nature.com/scientificreports
发明内容
发明要解决的课题
在未使用生物材料的以往的金属的回收方法中，存在由CO2排出、淤渣处理等引起的环境负荷高的问题。
另外，对于使用生物材料的以往的金属的回收方法，谋求更进一步改善回收率或/和选择率。另外，专利文献1～3及非专利文献1所记载的回收方法是间歇式且实验室试验水平的回收方法，存在生产率低的问题。
非专利文献1所记载的回收方法需要对作为吸附剂的酵母进行化学修饰，因此存在吸附剂所花费的成本变高的问题。
本发明的目的在于解决鉴于上述情况的课题，提供一种能够以低成本且高效地实现金属的回收的低环境负荷的金属回收方法。另外，本发明的另一目的在于提供适于工业化的生产率高的低环境负荷的金属回收方法。
用于解决课题的方案
本发明具有下述的方案。
[1]一种金属的回收方法，其中，
所述金属的回收方法包括：
吸附工序，将包含金属离子的液体与酵母混合，在得到的混合液中使金属离子吸附于所述酵母；
分离工序，从在所述吸附工序中得到的所述混合液分离所述酵母；以及
回收工序，从在所述分离工序中分离出的酵母回收所述金属离子，
在所述吸附工序中吸附于酵母的金属离子是稀土元素离子或/和贵金属离子。
[2]根据1项所述的金属的回收方法，其中，
所述金属离子是稀土元素离子，
所述吸附工序中的所述混合液的pH为2.5以上且小于7。
[3]根据1项所述的金属的回收方法，其中，
所述金属离子是贵金属离子，
所述吸附工序中的所述混合液的pH小于4。
[4]根据1项或2项所述的金属的回收方法，其中，
所述金属离子包含Nd离子或Dy离子。
[5]根据1项或3项所述的金属的回收方法，其中，
所述金属离子包含金离子。
[6]根据1至5项中任一项所述的金属的回收方法，其中，
混合酵母前的所述液体还包含除稀土元素或贵金属以外的金属的离子。
[7]根据6项所述的金属的回收方法，其中，
除稀土元素或贵金属以外的金属是选自铁、铜、镍、铝、锰、镁、锌中的至少一种。
[8]根据6项或7项所述的金属的回收方法，其中，
所述金属离子是贵金属离子，在所述吸附工序中，在混合酵母前的所述液体或所述混合液中添加与贵金属以外的金属离子结合的金属离子螯合剂。
[9]根据8项所述的金属的回收方法，其中，
所述金属离子螯合剂是柠檬酸或其盐。
[10]根据1至9项中任一项所述的金属的回收方法，其中，
所述酵母是面包酵母。
[11]根据1至10项中任一项所述的金属的回收方法，其中，
所述吸附工序是向混合槽连续地供给所述液体和所述酵母，将包含所述液体和所述酵母的混合液从所述混合槽连续地抽出的工序。
[12]根据1至11项中任一项所述的金属的回收方法，其中，
所述分离工序是对在所述吸附工序中得到的所述混合液进行固液分离而得到分离固体成分的工序，
所述回收工序是对在所述分离工序中得到的分离固体成分进行酸处理而回收吸附于所述酵母的金属离子的工序。
[13]根据1至11项中任一项所述的金属的回收方法，其中，
所述分离工序是对在所述吸附工序中得到的所述混合液进行固液分离而得到分离固体成分的工序，
所述回收工序是对在所述分离工序中得到的分离固体成分进行热处理，使该酵母燃烧，并将吸附于该酵母的金属离子作为其浓缩物回收的工序。
[14]根据13项所述的金属的回收方法，其中，
在所述回收工序中，通过工业炉的烧成进行所述分离固体成分的热处理。
[15]根据13项或14项所述的金属的回收方法，其中，
从所述热处理工序的排气回收粉体，将回收到的粉体与所述热处理工序前的所述分离固体成分混合。
[16]根据12至15项中任一项所述的金属的回收方法，其中，
所述固液分离通过选自离心分离、过滤、膜分离及沉降分离中的至少一种来进行。
[17]根据12至16项中任一项所述的金属的回收方法，其中，
所述金属的回收方法还包括减少所述分离固体成分的水分量的干燥工序。
[18]根据12至17项中任一项所述的金属的回收方法，其中，
将在所述分离工序的固液分离中得到的分离液体成分混合到混合所述酵母前的包含金属离子的液体中。
发明效果
根据本发明的实施方式，能够提供一种以低成本且高效地实现金属的回收的金属回收方法。另外，根据本发明的其他实施方式，能够提供适于工业化的生产率高的金属回收方法。进而，根据这些实施方式，能够与以往的方法相比提供低环境负荷的金属回收方法。
附图说明
图1是用于说明本发明的金属回收方法的一实施方式的方框流程图。
图2是用于说明本发明的金属回收方法的其他实施方式的方框流程图。
图3是能够用于本发明的金属回收方法的一实施方式的设备的结构例的概要图。
图4是能够用于本发明的金属回收方法的其他实施方式的设备的结构例的概要图。
图5是示出酵母对来自金属溶解液的金属离子(Dy离子)的吸附效果(经时变化)的图。
图6是示出酵母对来自金属溶解液的金属离子(Dy离子)的吸附效果(pH依赖性)的图。
图7是示出酵母对来自金属溶解液的金属离子(Nd离子及Dy离子)的吸附效果(经时变化)的图。
具体实施方式
以下，对本发明的优选实施方式进行说明。
需要说明的是，在以下的说明中，也将混合酵母之前的“包含金属离子的液体”适当地称为“金属溶解液”。
能够在本发明的实施方式中使用的酵母只要是能够吸附回收目标的金属的离子(优选为稀土元素离子或贵金属离子)的酵母就没有特别限定，优选为面包酵母。酵母、特别是面包酵母容易获得且处理也容易，因此能够抑制成本。另外，在本发明的实施方式中，金属离子向酵母的吸附速度快，因此能够提高金属溶解液的处理效率，另外，由此能够减小金属溶解液与酵母的混合所使用的混合槽的容量，也能够使本发明的实施方式所使用的回收装置小型化。
本发明的实施方式中使用的酵母可以使用其等电点处于pH3.5～4.5的范围内的酵母。例如面包酵母在pH4附近具有等电点。通过使用具有这样的等电点的酵母，从而将吸附工序中的包含酵母的混合液的pH控制在规定的范围，由此能够提高回收率、或者除了回收率以外还能够提高选择率。即使在酵母的等电点为pH3.5～4.5以外的情况下，也能够通过根据该等电点控制pH来对金属的回收率和选择率进行控制。
对于作为面包酵母已知的酵母，优选酵母(Saccharomyces)属的酵母，更优选酿酒酵母。
酵母属的酵母是芽殖酵母的代表性的酵母，例如可以举出：S.bayanus、S.boulardii、S.bulderi、S.cariocanus、S.cariocus、S.cerevisiae、S.chevalieri、S.dairenensis、S.ellipsoideus、S.florentinus、S.kluyveri、S.martiniae、S.monacensis、S.norbensis、S，paradoxus、S.pastorianus、S.spencerorum、S.turicensis、S.unisporus、S.uvarum、S.zonatus。
作为能够在本发明的实施方式中使用的其他酵母，例如可以举出：念珠菌属(Candida)、球拟酵母属(Torulopsis)、接合酵母属(Zygosaccharomyces)、裂殖酵母属(Schizosaccharomyces)、毕赤酵母属(Pichia)、耶罗威亚酵母属(Yarrowia)、汉逊酵母属(Hansenula)、克鲁维酵母属(Kluyveromyces)、德巴利酵母属(Debaryomyces)、地霉属(Geotrichum)、威克酵母属(Wickerhamia)、费尔氏酵母属(Fellomyces)、掷孢酵母属(Sporobolomyces)的酵母。
本发明的实施方式中使用的酵母无需存活，只要不阻碍金属离子的吸附功能，就可以使用废弃酵母等死菌。通过使用废弃酵母等死菌，不仅能够降低成本，还能够降低基于生命周期评估(LCA：Life Cycle Assessment)的环境负荷。进而，存活的酵母受到环境因素的影响(例如在外部气温低的情况下，酵母的活动停止)，但由于能够使用死菌，因此环境因素的影响小。
在本发明的实施方式的金属回收方法中，作为回收目标的金属是能够以金属离子的形式在包含于溶液的状态下吸附于酵母的金属，优选稀土元素或贵金属。
上述稀土元素也称为“稀土类元素”，是钪(Sc)、钇(Y)、镧系元素(周期表的镧(La)至镥(Lu)的15种元素)，即稀土元素是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。
上述贵金属是金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)、锇(Os)。
本发明的实施方式中的包含金属离子的液体(金属溶解液)是包含选自上述金属(上述稀土元素或/和上述贵金属)中的至少一种金属的离子的液体。
在本发明的实施方式的金属回收方法中，金属溶解液只要含有回收目标的金属的离子就没有特别限定，在回收目标的金属含有稀土元素的情况下，可以使用含有选自镧系元素的15种元素中的至少一种稀土元素的离子的液体，具体而言，可以使用含有选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的至少一种稀土元素的离子的液体，优选可以使用含有选自Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的至少一种稀土元素的离子的液体，更优选可以使用至少含有Nd离子或Dy离子的液体。
另外，在本发明的实施方式的金属回收方法中，金属溶解液只要含有回收目标的金属的离子就没有特别限定，在回收目标的金属含有贵金属的情况下，例如可以使用含有选自金离子、铂离子、钯离子中的至少一种的液体，可以使用至少含有金离子的液体。
另外，在本发明的实施方式的金属回收方法中，金属溶解液可以含有重金属离子作为稀土元素及贵金属以外的金属(不是回收目标的金属)的离子，作为重金属离子，可以举出铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌等重金属的离子。另外，本发明的实施方式中的金属溶解液可以含有铝、镁、钛等轻金属的离子。
本发明的实施方式中的金属溶解液的溶剂优选水溶剂或包含水的水系溶剂，在不损害由酵母进行的吸附的范围内，也可以含有水以外的水溶性的溶剂。作为水溶性的溶剂，可以举出甲醇、乙醇、丙醇等醇、丙酮、乙腈、二噁烷、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜等。该溶剂中的水的含有率优选为70～100容量％，更优选为80～100容量％，进一步优选为90～100容量％，该溶剂特别优选为水。
本发明的实施方式中的金属溶解液(与酵母混合的液体)可以对取出金属离子的物质(以下称“回收对象物”)进行处理来制备。
该回收对象物只要是取出金属离子的物质就没有特别限定，可以举出包含金属、金属离子或者其盐的固体或液体。
作为用于将金属离子从回收对象物取出至液中的处理方法，例如，在回收对象物为稀土元素泥等土壤、矿物资源、合金、金属废料、使用过的催化剂、被废弃的电子设备等城市矿山的情况下，可以进行酸处理而得到金属溶解液，在回收对象物为工厂废液、矿井废水的情况下，可以根据需要进行稀释或浓缩处理、溶剂置换、pH调节而得到金属溶解液。
在回收对象物中含有不是回收目标的金属、其离子或盐的情况下，从该回收对象物得到的液体中也可以含有不是回收目标的金属的离子。
对回收对象物进行处理而得到的金属溶解液优选在与酵母混合之前预先去除不溶物。
本发明的实施方式的金属回收方法是作为从例如稀土元素泥等土壤、矿物资源、合金、金属废料、使用过的催化剂、被废弃的电子设备等城市矿山、工厂废液、矿井废水、再利用处理后的低浓度的金属离子残留的金属溶液等中回收金属的方法而在产业上有用的技术。
为了对金属溶解液调节pH，可以在与酵母混合之前添加盐酸、硫酸等酸、或氢氧化钠水溶液等碱作为pH调节剂。另外，在将金属溶解液与酵母混合之后，为了调节得到的混合液的pH，也可以添加盐酸、硫酸等酸、或氢氧化钠水溶液等碱作为pH调节剂。
在本发明的实施方式中的吸附工序中，将金属溶解液与酵母混合，在得到的混合液中使金属离子对酵母吸附。吸附工序可以在大气压条件下进行。
从进一步提高金属离子对酵母的吸附效果的观点出发，优选该混合液的pH处于与回收目标的金属的种类相应的合适的pH范围。
通过使吸附工序中的上述混合液的pH处于与回收目标的金属的种类相应的pH范围，能够提高金属离子对酵母的吸附量(回收率)或/和选择率。
另外，该混合液的pH例如优选为-1以上，更优选为0以上，进一步优选为1以上，另外，优选为小于7，更优选为6.5以下。
特别是在吸附于酵母的金属离子为稀土元素离子的情况下，上述混合液的pH可以设定为2.5以上，优选为2.7以上，更优选为3以上，进一步优选为4以上，特别优选为pH5以上。pH的上限没有特别限定，从防止稀土元素离子形成氢氧化物而沉淀的观点出发，优选为小于7的酸性，更优选为6.5以下。
通过上述混合液的pH调节，除了提高稀土元素离子的回收率以外，能够提高稀土元素离子相对于不是回收目标的金属离子的吸附的选择率。例如能够期待稀土元素离子相对于Mn、Zn、Mg等2价金属离子的高选择率。对于如Cu离子那样吸附率经时地变高的金属离子，通过进一步如后述那样调整吸附工序的时间(吸附时间)，能够提高稀土元素离子的选择率。
另外，对于通过pH调节而沉淀的金属离子，也可以期待稀土元素离子的高选择率。例如3价的Fe离子通过pH调节而以氢氧化物的形式沉淀，液相的Fe离子浓度降低，因此能够降低Fe离子对酵母的吸附量，能够提高目标稀土元素离子的选择率。
另一方面，在吸附于酵母的金属离子为贵金属离子的情况下，上述混合液的pH更优选小于4。若上述混合液的pH小于4，则除了提高贵金属离子的回收率以外，还能够提高选择率。
酵母对金属离子的吸附受到pH的影响的理由推测如下。
酵母的等电点处于pH4附近，因此在小于pH4的条件下，酵母的表面带正电的官能团变多，在pH4以上的条件下，酵母的表面带负电的官能团变多。
例如稀土元素离子以价数多的阳离子(例如Dy3+、Nd3+)的状态存在于液中，因此在回收稀土元素离子的情况下，优选在酵母的表面带正电的官能团少，即优选带正电的官能团少的pH3或比其大的pH的条件下，更优选等电点附近的pH4或比其大的pH的条件下，优选带负电的官能团多的pH5或比其大的pH的条件下，进一步优选pH5.5或比其大的pH的条件下。在回收稀土元素离子的情况下，吸附工序的所述混合液的pH例如可以设定为pH2.5以上(优选pH4以上)、小于pH7(优选pH6.5以下)的范围。
另一方面，贵金属离子在pH4以下形成阴离子性络合物(例如[AuCl4]-、[PtCl6]2-)，因此在带正电的官能团变多的小于pH4的条件下容易被吸附。实际上，在小于pH4时贵金属离子被酵母充分吸附，因此优选将包含酵母的混合液的pH调节为小于4。在回收贵金属离子的情况下，吸附工序的所述混合液的pH例如可以设定为pH-1以上(优选pH0以上)、小于pH4(优选pH3以下)的范围。
在回收目标的金属为贵金属的情况下，也可以在金属溶解液中添加与贵金属以外的金属的离子结合的金属离子螯合剂。这样的金属离子螯合剂与不是回收目标的金属(例如重金属)的离子结合而形成络合物。通过该络合物的形成，难以引起对酵母的吸附，能够提高回收目标的金属离子的选择性。作为金属离子螯合剂，例如可以举出选自柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸中的至少一种羟基羧酸或其盐，在这样的金属离子螯合剂中，从容易获得、价格低的观点出发，优选柠檬酸或其盐。
金属离子螯合剂的添加量优选与不作为回收目标的金属离子的浓度相同或比其多，相对于该金属离子更优选为1.5倍量以上，特别优选为1.7倍量以上，另外，金属离子螯合剂的添加量的上限没有特别限定，在2倍量以下时能够获得充分的效果。
作为通过这样的金属离子螯合剂形成阻碍对酵母的吸附的络合物的金属(不是回收目标的金属)，只要是在溶液中成为阳离子、与柠檬酸络合形成的金属就没有特别限定，例如可以举出铁、镍、铜等重金属。
通过向金属溶解液添加金属离子螯合剂，在回收目标的金属离子与不是回收目标的其他金属离子共存的金属溶解液中，能够提高回收目标的金属离子的选择性。
吸附工序中的金属溶解液与酵母的混合液的温度例如可以设定为1～40℃的范围，从温度管理的能源成本、酵母的吸附性能、液体中的酵母、金属离子的稳定性的观点出发，优选为10℃以上，更优选为15℃以上，进一步优选为20℃以上，另一方面，作为温度的上限，优选为35℃以下。
吸附工序中的用于金属离子向酵母的吸附的时间(以下称“吸附时间”)根据混合液的pH、金属离子的含量、种类、以及在包含不是回收目标的其他金属离子的情况下的其含量、种类等而适当设定，例如可以设定为10分钟～24小时的范围。从使金属离子充分吸附于酵母的观点出发，该吸附时间优选为30分钟以上，另一方面，从效率化的观点出发，优选为12小时以下，更优选为8小时以下，进一步优选为6小时以下。
作为在能够以比较短的时间进行金属离子向酵母的吸附的条件下回收该金属离子时的吸附时间，例如可以设定为2小时以下，可以设定为1小时以下，进而可以设定为30分钟以下。另外，在该混合液中，在对酵母的吸附花费时间的不是回收目标的其他金属离子与对酵母的吸附以比较短的时间进行的回收目标的金属离子共存的情况下，通过调整吸附时间，能够提高回收目标的金属离子的选择率。
在吸附工序中，金属溶解液中或金属溶解与酵母的混合液中的回收目标的金属离子的浓度、以及在包含不是回收目标的其他金属离子的情况下该金属离子的浓度可以根据酵母的细胞浓度来适当调整，例如可以在1×10-6mol/m3～1×103mol/m3的范围内适当设定，从回收的效率化的观点出发，优选为1×10-3mol/m3以上，更优选为1×10-2mol/m3以上，从回收率或/和选择率的观点出发，优选为1×102mol/m3以下，更优选为10mol/m3以下，进一步优选为5mol/m3以下。
在吸附工序中，金属溶解液与酵母的混合液中的细胞浓度(菌体浓度)可以根据吸附于酵母的金属离子的浓度来适当设定，例如可以设定为1.0×106cells/m3～1.0×1018cells/m3的范围，优选为1.0×1010cells/m3～1×1016cells/m3，更优选为1.0×1012cells/m3～1×1016cells/m3。
吸附工序可以为如下工序：向混合槽连续地供给所述金属溶解液和所述酵母，从所述混合槽连续地抽出包含所述金属溶解液和所述酵母的混合液。通过使供给量与抽出量相同，能够连续地进行吸附处理。稳定状态下的平均滞留时间可以根据上述的吸附工序的条件来适当设定。
在本发明的实施方式中的分离工序中，从金属溶解液与酵母的混合液分离吸附有金属离子的酵母。
该分离能够通过通常的用于固液分离的方法来进行，例如可以举出离心分离、过滤、膜分离、沉降分离。也可以组合这些分离方法的2种以上。
在本发明的实施方式中的分离工序后的回收工序中，从在分离工序中分离出的酵母回收金属离子。
关于吸附于酵母的金属离子的回收，通过将酵母燃烧，能够将吸附于酵母的金属离子作为其浓缩物回收，在金属离子为贵金属离子的情况下，能够作为其还原体的金属块回收。
另外，通过对酵母进行酸处理，能够使吸附于酵母的金属离子脱离。作为该酸处理中使用的酸性溶液，例如可以使用盐酸、硫酸、王水等pH2以下的酸性溶液。
在分离工序中进行固液分离的情况下，可以进行包含酵母的分离固体成分的热处理而使酵母燃烧。包含酵母的分离固体成分可以根据需要进行干燥处理而减少水分量后，进行热处理。
用于使酵母燃烧的热处理可以使用焚烧炉、烧成炉、燃烧炉等通常的工业炉。从适于工业化的工艺的连续化的观点出发，优选使用回转炉。
作为用于使酵母燃烧的温度，只要是酵母能够燃烧的温度就可以适当设定，例如可以设定为300℃以上，从使酵母更充分燃烧的观点出发，优选为400℃以上，更优选为500℃以上，另一方面，从防止金属的氧化、能源成本的观点出发，优选为800℃以下，更优选为750℃以下。
向炉内供给的酵母可以是刚分离后的湿润的状态，也可以是在分离后进行了干燥处理的粉体状。
燃烧后的酵母升华或灰化，吸附于酵母的金属离子能够作为其浓缩物回收。在金属离子为贵金属离子的情况下，成为其还原体的金属块，能够作为金属块回收。
如以上说明那样，本发明的实施方式的金属的回收方法包括吸附工序、分离工序及回收工序，依次进行。
这些各工序可以分别进行，但从生产率的观点出发，优选连续进行。另外，包含这些工序的工艺可以以间歇式反复进行多次，但从生产率的观点出发，优选连续进行。
以下，使用附图对本发明的实施方式的金属的回收方法的工艺进行说明。
图1及图2中示出用于说明本发明的实施方式的金属回收方法的方框流程图。
如图1所示，首先，制备包含金属离子的液体(金属溶解液)。
接着，将该金属溶解液与酵母混合，在规定的pH及温度的条件下使金属离子向酵母吸附。
此时，在金属溶解液的pH不处于规定的范围的情况下，可以向酵母混合前的金属溶解液或酵母混合后的混合液添加pH调节剂(酸或碱)而调节至规定的范围。图2的(a)示出向酵母混合前的金属溶解液添加pH调节剂的情况。在金属溶解液的pH处于规定的范围的情况下，也可以不进行pH调节，但在吸附工序中混合液的pH发生变化而偏离规定的范围的情况下，优选进行pH调节。在吸附工序中混合液的pH不处于规定的范围的情况下，可以向混合液添加pH调节剂(酸或碱)而调节至规定的范围。
在金属溶解液包含不是回收目标的金属离子的情况下，可以添加柠檬酸或其盐等金属离子螯合剂。在添加pH调节剂的情况下，可以在pH调节剂的添加前后或同时添加金属离子螯合剂。图2的(b)示出向酵母混合前的金属溶解液添加pH调节剂和金属离子螯合剂的情况。
在将金属溶解液与酵母混合并经过规定的时间后(吸附工序结束后)，对上述混合液进行固液分离，得到固体成分和残留液体(固液分离工序)。
接着，对得到的固体成分进行热处理，使固体成分所包含的酵母燃烧，将吸附于酵母的金属离子作为其浓缩物或金属锭回收(回收工序)。
通过固液分离得到的固体成分可以根据需要在清洗后向热处理炉供给。另外，通过固液分离得到的固体成分也可以在进行干燥处理而减少水分量后，向热处理炉供给。
需要说明的是，在以间歇式进行多次金属离子的回收工艺的情况下、例如使用后述的设备连续进行的情况下，通过固液分离得到的残留液体可以根据需要与混合酵母前的金属溶解液混合。根据固液分离的分离效率，也可以使残留液体向固液分离工序的混合液返回。
图3及图4示出能够用于本发明的实施方式的金属回收方法的设备的结构例的概要图。
图3所示的设备作为主要的结构，具有用于进行吸附工序的混合槽11、用于进行分离工序的固液分离机31、用于进行回收工序的热处理炉51。在固液分离机31与热处理炉51之间，为了在热处理炉51内高效地进行酵母的燃烧，具备用于对由固液分离机31分离的固体成分进行干燥的干燥机41。另外，在热处理炉51的排气的出口侧(分离固体成分的供给口侧)连接有用于回收排气中的粉体的集尘机61，通过了集尘机61的排气由鼓风机63向火炬烟囱64送风。
混合槽11具备搅拌机12和用于控制槽内的温度的温度调节单元(未图示)。通过搅拌机12，能够以酵母均匀地分散于金属溶解液中的方式进行混合。作为温度调节单元，例如可以使用热介质循环系统，该热介质循环系统具备配置于槽内的配管和对在配管中流动的用于冷却或加热的热介质的温度进行调整的温度调节机。
金属溶解液经由控制阀13b从注入口13供给至混合槽11。另外，pH调节剂经由控制阀15b从注入口15供给至混合槽11。
进而，如图4所示，也可以经由控制阀17b从注入口17供给金属离子螯合剂。需要说明的是，图4所示的设备的结构除了与离子螯合剂的注入相关的部分以外，与图3相同。
酵母在贮存于贮存部21后，经由贮存部21正下方的旋转阀等粉体流量调节机，通过来自气泵22的空气向送料器23移送，接着，经由送料器23正下方的旋转阀等粉体流量调节机，从酵母投入口14向混合槽11内供给。
作为送料器23，可以使用带式、台式、螺旋式、振动式、旋转重力式等的粉体供给装置。
能够自混合槽11将槽内的混合液从抽出部16抽出，抽出的混合液通过送液泵16p向固液分离机31送液。
作为固液分离机31，可以使用沉降分离机、离心分离机、膜分离机、过滤机等，也可以组合它们中的2种以上。
作为固液分离，在使用加压过滤、离心过滤那样的过滤的情况下，酵母的粒径为1μm～50μm，平均粒径非常小约为7μm，因此滤布的通气度优选为30cc/cm2/分钟以下，但若减少滤布的通气度，则过滤时间非常长，因此优选具有适度的通气度。另外，若酵母的粒径小、滤布的通气度大，则有时从滤布泄漏，因此在该情况下，优选将泄漏的浆料供给至固液分离机或供给至其他批次的固液分离机进行再利用。由此，能够减少酵母的回收损失。
为了减少来自滤布的泄漏量，也可以在混合液中添加过滤助剂。在使用过滤助剂的情况下，优选使用纤维素等来自生物且能够在下游的烧成设备中烧成的助剂。另外，通过使用过滤助剂，也可以期待过滤时间的削减。
作为使用滤布时的注意点，酵母具有若长时间与溶剂接触则更容易穿过滤布的性质。认为这是由于酵母与溶剂融合或通过长时间的搅拌而受到剪切力，从而容易发生形状变化，受到离心力、加压产生的力的酵母容易从滤布的网眼漏出。根据酵母的浓度而变化，但如果接触时间为几小时左右，则能够维持分离性能，因此根据滤布的通气度而不同，但酵母与溶剂的接触优选为几小时左右。
需要说明的是，在离心过滤的情况下，如果离心力为600G，则吸附有金属离子的酵母的分离充分，例如可以设定为500～700G。
在固液分离中使用小于pH2的溶液的情况下，优选使用特氟龙(注册商标)涂层、钛、哈斯特洛依合金(注册商标)这样的耐酸性材质。在使用pH3以上或pH4以上的溶液的情况下，可以使用SUS制的材质。
在使用离心沉降机作为固液分离机的情况下，优选离心力为600G以上。优选的处理时间根据离心力而不同，如果是600G，则处理时间优选为5分钟～10分钟，如果是1000G以上，则处理时间优选几分钟左右(例如1分钟～4分钟)。在降低固液分离后的固体成分的含水率的情况下，优选使离心力为1000G以上。
另一方面，根据之后的工序(例如想要清洗固液分离后的固体成分的情况下)，也可以以如下方式进行根据目的改变了离心力的多级分离：以600G左右的离心力将溶剂粗分离，在含水率高的状态下将清洗液加入流动性高的固体成分(滤饼)中进行清洗，然后提高离心力以进行固液分离。
如果离心力为1000G以上，则即使处理时间为1分钟以内，固液分离也充分，但如果想要使酵母向滤液的泄漏稳定在几％以内，则优选将处理时间设定为几分钟。
另外，在固液分离中使用小于pH2的溶液的情况下，优选使用特氟龙(注册商标)涂层、钛、哈斯特洛依合金(注册商标)的耐酸性材质。在使用pH3以上或pH4以上的溶液的情况下，可以使用SUS制的材质。
关于固液分离后的固体成分(酵母)的取出，在进行离心过滤的情况下及进行离心沉降的情况中的任一情况下，均能够通过送风进行推出。但是，在离心力低的条件下进行固液分离的情况下，有时通过送风的排出越困难则固体成分的粘度越高，此时优选通过手动进行刮取。在提高离心力进行固液分离而降低固体成分的含水率的情况下，能够自动刮取固体成分，自动化至之后的热处理工序变得容易。
另外，固液分离后的固体成分(酵母)具有随着时间经过而流动性提高的特性。通过利用该特性降低固体成分的粘性，也能够用泵向下一工序输送。
由固液分离机31分离的残留液体可以经由控制阀32b通过残留液体再利用管线32与向混合槽11供给前的金属溶解液混合。
另外，在酵母的含量多的情况下，由固液分离机31分离的残留液体也可以向固液分离机31返回(未图示)。
由固液分离机31分离出的固体成分(分离固体成分)在由干燥机41干燥后，向热处理炉51移送。作为干燥机41，能够使用通气式、旋转式等通常的粉体干燥所使用的干燥机。
也可以不进行基于干燥机41的干燥处理而将分离固体成分向热处理炉51供给，在热处理炉51中也可以进行分离固体成分的干燥处理和热处理(燃烧)这两者，但从提高热处理的效率的观点出发，优选预先进行分离固体成分的干燥处理。
特别是在分离固体成分的酸度高的情况下(例如为pH5以下的情况下)，优选预先进行干燥处理。通过进行干燥处理，能够去除分离固体成分所包含的酸性成分，因此能够防止由热处理炉51的酸引起的腐蚀。
另外，在分离固体成分的酸度高的情况下(例如为pH5以下的情况下)，在不进行干燥处理而供给至热处理炉51的情况下，优选预先清洗分离固体成分而降低酸度，优选预先设为pH5.2～7，更优选设为pH6～7。
作为热处理炉51，可以使用通常的焚烧炉、电炉等工业炉，只要能够使酵母燃烧就没有特别限制，优选回转炉。根据回转炉，能够连续地进行分离固体成分的干燥和酵母的燃烧、金属的回收。
供给到热处理炉51(例如回转炉)的分离固体成分一边缓慢地旋转一边逐渐输送，另一方面，通过由从与分离固体成分的供给侧相反一侧供给的空气和燃料进行的燃烧，逐渐输送来的分离固体成分被干燥，接着固体成分中的酵母燃烧。结果是，酵母升华或灰化，吸附于酵母的金属离子作为其浓缩物被回收。在金属离子为贵金属离子的情况下，成为其还原体的金属，通过冷却以金属锭的形态回收。
来自热处理炉51的排气经由集尘机61被鼓风机63向火炬烟囱64送风。由集尘机61回收的粉体通过带式输送机等搬运管线62与向热处理炉51供给前的分离固体成分混合。该回收粉体中包含吸附有金属离子的酵母，因此通过与分离固体成分混合，能够提高金属的回收率。
实施例
以下，通过实施例及比较例对本发明进行详细说明，但本发明并不限定于这些实施例。
(实施例1)
首先，作为金属溶解液，如下制备含有Dy离子的水溶液。将DyCl3溶解于纯水，添加盐酸将pH调节为4.5～5，制备了1.0mol/m3的DyCl3水溶液。
接着，以细胞浓度成为5.0×1014cells/m3(干燥面包酵母18g/L)的方式向得到的DyCl3水溶液添加干燥面包酵母(Oriental Yeast Co.，ltd.制，商品名：干酵母500G)来制备试验溶液，将得到的试验溶液在培养箱(34℃)内进行振荡搅拌。细胞浓度通过血球计(hematometer)法来测定。
接着，以规定的时间间隔采集试验溶液的一部分，用细孔径为0.2μm的过滤器进行过滤。
如以上那样进行Dy离子的回收处理后，通过ICP(Inductively Coupled Plasma)发光分光法测定得到的滤液(液相)中的Dy离子浓度(Dy(III)浓度)。将结果示于图5。由图5可知，液相的Dy(III)浓度降低，因此通过过滤得到的固体成分(回收后的面包酵母)吸附有Dy离子。
(实施例2)
除了将细胞浓度变更为2.5×1014cells/m3(干燥面包酵母9g/L)以外，与实施例1同样地进行酵母对Dy离子的回收处理。与实施例1同样地进行滤液中的Dy离子浓度的测定，将得到的结果示于图5。
(实施例3)
除了将细胞浓度变更为1.0×1014cells/m3(干燥面包酵母3.6g/L)以外，与实施例1同样地进行酵母对Dy离子的回收处理。与实施例1同样地进行滤液中的Dy离子浓度的测定，将得到的结果示于图5。
(比较例1)
除了不添加干燥面包酵母以外，与实施例1同样地制备试验溶液，将得到的试验溶液与实施例1同样地处理，测定Dy离子浓度。将结果示于图5。
(实施例4)
首先，作为金属溶解液，如下制备含有Dy离子的水溶液。将DyCl3溶解于纯水，添加盐酸将pH调节为3.0，制备了1.0mol/m3的DyCl3水溶液。
接着，以细胞浓度成为4.4×1014cells/m3(干燥面包酵母16g/L(1.6wt％))的方式向得到的DyCl3水溶液添加干燥面包酵母(Oriental Yeast Co.，ltd.制，商品名：干酵母500G)来制备试验溶液，将得到的试验溶液在培养箱(34℃)内进行振荡搅拌。细胞浓度通过血球计法测定。
接着，在规定的时间后(10分钟后)采集试验溶液的一部分，用细孔径为0.2μm的过滤器进行过滤。
如以上那样进行Dy离子的回收处理后，通过ICP(Inductively Coupled Plasma)发光分光法测定得到的滤液中的Dy离子浓度，基于得到的测定结果，求出Dy回收率(吸附于酵母的Dy离子量相对于添加酵母前的金属溶解液中的Dy离子量的比率(％))。将结果示于图6。
需要说明的是，该回收率(吸附率)按照以下的计算式求出。
回收率(％)＝(添加酵母前的金属溶解液中的Dy离子浓度-滤液中的Dy离子浓度)/添加酵母前的金属溶解液中的Dy离子浓度×100
(实施例5)
除了使DyCl3水溶液的pH为4.0以外，与实施例4同样地进行酵母对Dy离子的回收处理。将基于滤液中的Dy离子浓度的测定结果的Dy回收率示于图6。
(实施例6)
除了使DyCl3水溶液的pH为5.0以外，与实施例4同样地进行酵母对Dy离子的回收处理。将基于滤液中的Dy离子浓度的测定结果的Dy回收率示于图6。
(实施例7)
除了使DyCl3水溶液的pH为2.5以外，与实施例4同样地进行酵母对Dy离子的回收处理。将基于滤液中的Dy离子浓度的测定结果的Dy回收率示于图6。
(实施例8)
除了使DyCl3水溶液的pH为2.7以外，与实施例4同样地进行酵母对Dy离子的回收处理。将基于滤液中的Dy离子浓度的测定结果的Dy回收率示于图6。
(实施例9)
首先，作为金属溶解液，准备电气电子设备废弃物(E-waste)的王水浸出液，添加氢氧化钠溶液而调节为pH3.5。该金属溶解液(pH调节后的王水浸出液)含有Au离子，其浓度为183ppm(mg/L)。
接着，以细胞浓度成为5.0×1014cells/m3(干燥面包酵母18g/L)的方式添加干燥面包酵母(Oriental Yeast Co.，ltd.制，商品名：干酵母500G)来制备试验溶液，在培养箱(34℃)内进行振荡搅拌。
接着，以规定的时间间隔采集试验溶液的一部分，用细孔径为0.2μm的过滤器进行过滤。
如以上那样进行Au离子的回收处理后，通过ICP(Inductively Coupled Plasma)发光分光法测定得到的滤液中的Au离子浓度，基于得到的测定结果，求出Au回收率(吸附于酵母的Au离子量相对于添加酵母前的金属溶解液中的Au离子量的比率(％))。
该回收率(吸附率)按照以下的计算式求出。
回收率(％)＝(添加酵母前的金属溶解液中的Au离子浓度-滤液中的Au离子浓度)/添加酵母前的金属溶解液中的Au离子浓度×100
从添加有酵母的试验溶液的振荡搅拌开始时间点起10分钟后、1小时后、2小时后、6小时后的Au回收率(吸附率)均为约64％。
(实施例10)
除了不进行基于氢氧化钠水溶液的pH调节以外，与实施例9同样地制备试验溶液(pH<0)，进行振荡搅拌、过滤，测定滤液中的Au离子浓度。从振荡搅拌开始时间点起1小时后的Au回收率(吸附率)为34％。
(实施例11)
首先，作为金属溶解液，准备电气电子设备废弃物(E-waste)的王水浸出液，添加氢氧化钠溶液而调节为pH3.5。该金属溶解液(pH调节后的王水浸出液)含有Au离子、Cu离子、Fe离子、Ni离子，将各自的含量(mg/1L)示于表1。
接着，以细胞浓度成为5.0×1014cells/m3(干燥面包酵母18g/L)的方式添加干燥面包酵母(Oriental Yeast Co.，ltd.制，商品名：干酵母500G)来制备试验溶液，在温度34℃下进行振荡搅拌。
接着，1小时后，将含有酵母的处理液离心分离而回收酵母，进行水洗。接着，用王水处理该酵母而使酵母细胞中的金属洗脱，通过ICP(Inductively Coupled Plasma)发光分光法测定液相中的各金属离子的含量(mg/L)。基于该测定结果求出吸附于酵母的金属量(mg/干燥面包酵母18g)，得到回收率。将得到的结果示于表1。
(实施例12)
在王水浸出液中添加柠檬酸钠，以使pH调节后的溶液中柠檬酸钠的浓度为0.5M，除此以外，与实施例11同样地进行各金属离子向酵母的吸附处理、酵母的回收及酸处理，测定处理液及面包酵母中的各金属离子的含量。将结果示于表1。可知：通过添加柠檬酸钠，Au回收率是与未添加柠檬酸钠的实施例11的Au回收率58％相同程度的57％，但Cu和Fe的回收率变低，Au回收的选择率变高。
[表1]
表中的实施例的金属量(mg/L)表示相对于干燥酵母18g的吸附量。
表中的实施例的括号内的数值(％)表示金属的回收率。
(实施例13)
作为金属溶解液，使用如下制备的NdCl3水溶液来代替DyCl3水溶液，除此以外，与实施例1同样地进行酵母对Nd离子的回收处理。
关于NdCl3水溶液的制备，首先将NdCl3溶解于纯水，接着添加盐酸而调节为pH5，得到1.0mol/m3的NdCl3水溶液。
使用该NdCl3水溶液，与实施例1同样地进行酵母对Nd离子的回收处理，测定以规定的时间间隔采集的试验溶液的滤液中的Nd离子浓度。
将得到的结果示于图7。需要说明的是，图7中也示出了实施例1的Dy离子浓度的测定结果。可知Nd离子也与Dy离子同样地吸附于面包酵母。
(实施例14)
作为金属溶解液，使用如下制备的NdCl3水溶液来代替DyCl3水溶液，除此以外，与实施例4同样地进行酵母对Nd离子的回收处理。
关于NdCl3水溶液的制备，首先将NdCl3溶解于纯水，接着添加盐酸调节pH，得到pH2.5、pH2.7、pH3.0、pH4.0及pH5.0的1.0mol/m3的NdCl3水溶液。
使用得到的NdCl3水溶液，与实施例4同样地进行酵母对Nd离子的回收处理。将基于滤液中的Nd离子浓度的测定结果的Nd回收率示于表2。需要说明的是，表2中也示出了实施例4～8的Dy回收率的测定结果。可知：Nd离子的回收率(吸附率)与Dy离子的情况同样地，在pH2.5时为10％左右，但随着pH变高而提高，在pH4～5时得到80％以上的高回收率。另外，可知Nd离子的回收率(吸附率)在pH3时也能够获得比较高的回收率。
[表2]
(实施例15)
首先，作为金属溶解液，准备电气电子设备废弃物(E-waste)的盐酸浸出液，添加氢氧化钠溶液而调节为pH1.0。该金属溶解液(pH调节后的盐酸浸出液)含有Au离子、Cu离子、Fe离子及Ni离子，各自的浓度为44.8ppm(mg/L)、156ppm、771ppm、544ppm。
接着，将金属溶解液放入1L的混合槽中，接着以细胞浓度成为3.3×1014cells/m3(干燥面包酵母12g/L)的方式添加干燥面包酵母(Oriental Yeast Co.，ltd.制，商品名：干酵母500G)，将面包酵母与金属溶解液的混合液搅拌30分钟直至达到吸附平衡状态。
接着，向混合槽中的混合液以16.7mL/分钟(1L/h)定量供给金属溶解液、以0.2g/分钟定量供给干燥面包酵母，同时从反应槽以16.7mL/分钟(1L/h)定量抽出混合液，将混合液的平均滞留时间调整为1小时，进行连续的吸附处理。
在上述连续的吸附处理中，为了确认能够连续地回收Au离子的情况，进行了以下的操作。以规定的时间间隔采集从混合槽抽出的混合液的一部分，利用细孔径0.2μm的过滤器进行过滤，通过ICP(Inductively Coupled Plasma)发光分光法测定得到的滤液中的金属离子浓度。基于得到的测定结果，求出Au回收率(吸附于酵母的Au离子量相对于添加酵母前的金属溶解液中的Au离子量的比率(％))。对于其他金属离子也同样地求出回收率(Cu回收率、Fe回收率、Ni回收率)。
该回收率(吸附率)按照以下的计算式求出。
回收率(％)＝(添加酵母前的金属溶解液中的金属离子浓度-滤液中的金属离子浓度)/添加酵母前的金属溶解液中的金属离子浓度×100
将从定量供给开始时间点起经过规定时间后的滤液中的各金属离子的浓度(Au浓度、Cu浓度、Fe浓度及Ni浓度)及回收率(吸附率)示于表3。
需要说明的是，表中的“时间”表示从定量供给开始时间点起的时间(分钟)。表中的左端列的金属浓度的数值表示添加酵母前的金属溶解液中的各金属离子的浓度(mg/L)。
如表3所示，Au回收率(吸附率)在任一时间经过后大致恒定，在混合液的平均滞留时间为1小时的情况下，作为稳定状态的Au回收率，得到了约96％的结果。此时的Au回收速度为0.043kg-Au/h/m3。
另外，可知：关于Cu离子、Fe离子及Ni离子，金属离子浓度的降低均小，本实施例的吸附处理中，Au离子相对于这些重金属离子的选择率高。
[表3]
附图标记说明：
11 混合槽
12 搅拌机
13 金属溶解液注入口
13b 金属溶解液注入控制阀
14 酵母投入口
15 pH调节剂注入口
15b pH调节剂注入控制阀
16 混合液抽出部
16p 混合液送液泵
17 离子螯合剂注入口
17b 离子螯合剂注入控制阀
21 贮存部
22 气泵
23 送料器
31 固液分离机
32 残留液体再利用管线
32b 残留液体控制阀
41 干燥机
51 热处理炉
61 集尘机
62 回收粉体的搬运管线(带式输送机)
63 鼓风机
64 火炬烟囱
FIC 流量指示调节计
MCC 马达控制中心
M 原动机。

Claims (18)

1.一种金属的回收方法，其中，
所述金属的回收方法包括：
吸附工序，将包含金属离子的液体与酵母混合，在得到的混合液中使金属离子吸附于所述酵母；
分离工序，从在所述吸附工序中得到的所述混合液分离所述酵母；以及
回收工序，从在所述分离工序中分离出的酵母回收所述金属离子，
在所述吸附工序中吸附于酵母的金属离子是稀土元素离子或/和贵金属离子。
2.根据权利要求1所述的金属的回收方法，其中，
所述金属离子是稀土元素离子，
所述吸附工序中的所述混合液的pH为2.5以上且小于7。
3.根据权利要求1所述的金属的回收方法，其中，
所述金属离子是贵金属离子，
所述吸附工序中的所述混合液的pH小于4。
4.根据权利要求1或2所述的金属的回收方法，其中，
所述金属离子包含Nd离子或Dy离子。
5.根据权利要求1或3所述的金属的回收方法，其中，
所述金属离子包含金离子。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的金属的回收方法，其中，
混合酵母前的所述液体还包含除稀土元素或贵金属以外的金属的离子。
7.根据权利要求6所述的金属的回收方法，其中，
除稀土元素或贵金属以外的金属是选自铁、铜、镍、铝、锰、镁、锌中的至少一种。
8.根据权利要求6或7所述的金属的回收方法，其中，
所述金属离子是贵金属离子，在所述吸附工序中，在混合酵母前的所述液体或所述混合液中添加与贵金属以外的金属离子结合的金属离子螯合剂。
9.根据权利要求8所述的金属的回收方法，其中，
所述金属离子螯合剂是柠檬酸或其盐。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的金属的回收方法，其中，
所述酵母是面包酵母。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的金属的回收方法，其中，
所述吸附工序是向混合槽连续地供给所述液体和所述酵母，将包含所述液体和所述酵母的混合液从所述混合槽连续地抽出的工序。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的金属的回收方法，其中，
所述分离工序是对在所述吸附工序中得到的所述混合液进行固液分离而得到分离固体成分的工序，
所述回收工序是对在所述分离工序中得到的分离固体成分进行酸处理而回收吸附于所述酵母的金属离子的工序。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的金属的回收方法，其中，
所述分离工序是对在所述吸附工序中得到的所述混合液进行固液分离而得到分离固体成分的工序，
所述回收工序是对在所述分离工序中得到的分离固体成分进行热处理，使该酵母燃烧，并将吸附于该酵母的金属离子作为其浓缩物回收的工序。
14.根据权利要求13所述的金属的回收方法，其中，
在所述回收工序中，通过工业炉的烧成进行所述分离固体成分的热处理。
15.根据权利要求13或14所述的金属的回收方法，其中，
从所述热处理工序的排气回收粉体，将回收到的粉体与所述热处理工序前的所述分离固体成分混合。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的金属的回收方法，其中，
所述固液分离通过选自离心分离、过滤、膜分离及沉降分离中的至少一种来进行。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的金属的回收方法，其中，
所述金属的回收方法还包括减少所述分离固体成分的水分量的干燥工序。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的金属的回收方法，其中，
将在所述分离工序的固液分离中得到的分离液体成分混合到混合所述酵母前的包含金属离子的液体中。
CN202280046478.0A 2021-07-14 2022-07-14 金属的回收方法 Pending CN117642518A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021116555 2021-07-14
JP2021-116555 2021-07-14
PCT/JP2022/027778 WO2023286850A1 (ja) 2021-07-14 2022-07-14 金属の回収方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117642518A true CN117642518A (zh) 2024-03-01

Family

ID=84920279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280046478.0A Pending CN117642518A (zh) 2021-07-14 2022-07-14 金属的回收方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240344169A1 (zh)
EP (1) EP4372111A1 (zh)
JP (1) JPWO2023286850A1 (zh)
CN (1) CN117642518A (zh)
WO (1) WO2023286850A1 (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5924085B2 (ja) 2012-04-04 2016-05-25 アイシン精機株式会社 レアアースの回収方法
TWI580647B (zh) * 2013-12-28 2017-05-01 公立大學法人大阪府立大學 Precious metal recovery method
JP6586690B2 (ja) 2015-03-25 2019-10-09 公立大学法人大阪 貴金属の回収方法
JP2018035413A (ja) 2016-09-01 2018-03-08 Ｊｘ金属株式会社 貴金属の回収方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4372111A1 (en) 2024-05-22
US20240344169A1 (en) 2024-10-17
JPWO2023286850A1 (zh) 2023-01-19
WO2023286850A1 (ja) 2023-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6355175B1 (en) Method for separating and isolating precious metals from non precious metals dissolved in solutions
JP6874547B2 (ja) スカンジウムの回収方法
JP4589748B2 (ja) 鉄とクロムを含む酸性廃液の処理方法
WO2017010437A1 (ja) バナジウムの回収方法、及びレドックス・フロー電池用電解液の製造方法、並びにバナジウムの回収装置、及びレドックス・フロー電池用電解液の製造装置
JP6304087B2 (ja) 廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法及び廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収装置
WO2017105551A1 (en) Hydrometallurgical electrowinning of lead from spent lead-acid batteries
JP6172099B2 (ja) スカンジウムの回収方法
CN117642518A (zh) 金属的回收方法
JP6193603B2 (ja) 非鉄製錬煙灰からのスコロダイト製造方法
RU2749792C2 (ru) Способ извлечения золота из руд
JP2021080511A (ja) 金の回収方法、金の回収剤および金の回収装置
WO2024128055A1 (ja) レアアースの回収方法
KR101776657B1 (ko) 탈황폐촉매로부터 바나듐 전해액의 제조방법
RU2744291C1 (ru) Способ выделения оксида меди (I) Cu2O из многокомпонентных сульфатных растворов тяжелых цветных металлов
JP4369793B2 (ja) 廃液からの鉄含有脱水ケーキの製造方法
Otgonbayar et al. Process Development for the Separation of Pt, Ru, and Ir by Solvent Extraction
CN111621809A (zh) 一种电化学处理泥料和渣料中有价金属的装置及方法
AU2010236985B2 (en) Methods and systems for recoverying rhenium from a copper leach
RU2639394C1 (ru) Способ комплексной переработки фосфогипса
JP6835577B2 (ja) 有価物の回収方法
RU2806351C1 (ru) Способ гидрометаллургической переработки кека бактериального окисления
JP2003306329A (ja) 高純度バナジウムの回収方法
Kim et al. Bismuth recovery from hydrochloric acid solution
RU2119964C1 (ru) Способ извлечения благородных металлов и установка для его осуществления
CN112458291B (zh) 一种离子型稀土矿放射性废渣的逐步浸出方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination