JP7029190B2 - 放射性の白金族金属の回収方法 - Google Patents
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Description
前記原料溶液と、金属イオン還元細菌および酵母から選択される少なくとも1種の微生物と、を含む反応液中で、前記白金族金属イオンまたは前記白金族金属を前記微生物に捕集させる、バイオ処理工程と、
前記バイオ処理工程後の前記微生物を前記反応液から分離する、分離工程と、
前記微生物から前記白金族金属を回収する、回収工程と、
を含むことを特徴とする、放射性の白金族金属の回収方法である。
バイオ処理工程では、金属イオン還元細菌および酵母から選択される少なくとも1種の微生物と、を含む反応液中で、放射性の白金族金属イオンまたは放射性の白金族金属を微生物に捕集させる。
金属イオン還元細菌とは、金属イオンを還元する能力を有する細菌である。金属イオン還元細菌は、電子供与体等から電子の供給を受けて(例えば有機物を酸化して発生する電子を利用して)、金属イオンを金属に還元し、金属を析出させる機能を持つ。例えば、自然界の水環境の底泥などに生息する嫌気性細菌が挙げられる。
本発明において、「酵母」とは、出芽酵母、分裂酵母などを意味する。出芽酵母としては、例えば、Saccharomyces属(Saccharomyces cerevisiaeなど)、Zygosaccharomyces属(Zygosaccharomyces rouxiiなど)が挙げられる。分裂酵母としては、例えば、Zygosaccharomyces属(Zygosaccharomyces rouxiiなど)が挙げられる。これらのうちでも特に好ましい酵母は、Saccharomyces cerevisiaeである。酵母(特に、Saccharomyces cerevisiae)は食品分野等での普及品であるため、菌体の入手が容易であり廉価である。このため、酵母を用いる場合、本発明の放射性の白金族金属の回収方法を容易に実施することができ、回収コストも削減することができる。
反応液は、上記の微生物による捕集機能が発揮される環境であれば、特に限定されない。反応液は、例えば、水、または、pH調整剤(リン酸水素カリウムなど)、水酸化ナトリウム、塩化ナトリウムなどを含む水溶液に、上記原料溶液と、上記微生物の懸濁液とを添加してなる液である。
本発明の一実施形態において、バイオ処理工程で用いる反応液のpHは5~8、好ましくは6~8(中性領域)である。この場合、白金族金属イオンを還元して白金族金属を析出させると共に、白金族金属を微生物に捕集させることができる(バイオミネラリゼーション)。
本発明の別の実施形態において、バイオ処理工程で用いる反応液のpHは0~4であり、好ましくは0.5~4(酸性領域)である。この場合、放射性の白金族金属イオンがイオンのまま微生物に捕集される(バイオソープション)。「バイオソープション」とは、微生物が金属イオンを吸着する現象を意味する。金属イオンは、例えば、細胞表層を構成するリン脂質やリポ多糖類(官能基としてカルボキシル基やリン酸基等)に捕集される。
バイオ処理工程の処理時間は、特に制限されないが、白金族金属イオンまたは白金族金属の菌体による捕集効率が高くなるように調整すればよい。一例として、バイオ還元工程の処理時間は10~120分間程度である。
分離工程では、バイオ処理工程後の微生物を反応液から分離(固液分離)する。具体的には、例えば、反応液に対してろ過や遠心分離等の処理を施すことにより、上記微生物の菌体を反応液中から分離する。これにより、バイオ処理工程によって上記微生物に捕集された白金族金属イオンまたは白金族金属を、反応液から分離することができる。
回収工程では、微生物から白金族金属を回収する。具体的には、例えば、分離工程で分離した菌体を乾燥させた後、焼成等により菌体等の有機物を除去することで、白金族金属を回収することができる。なお、分離工程で白金族金属イオンが微生物に捕集された場合でも、回収工程で焼成等の処理を行うことで、白金族金属イオンが還元されて白金族金属となるため、回収工程で白金族金属を回収することができる。
以下では、放射線照射後の酵母を用いて、白金族金属(Pd)イオンを含む原料溶液から白金族金属(Pd)を回収する実験を行った。
公立大学法人大阪府立大学内の放射線研究センター
線源:60Co(350TBq)
線量率:0.5~17kGy/h
(なお、配置(線源からの距離)を調整することで、非照射体に対する放射線の線量を調整することができる。)
照射温度:室温。
次に、上記の原料溶液を対象に、バイオ処理工程を回分操作で行った。すなわち、原料溶液、KH2PO4/NaOH緩衝溶液(pH7)、および、50mMの電子供与体(ギ酸ナトリウム)を混合し、放射線照射後の上記菌体懸濁液を添加することで反応液(pH6.7)を調製した。なお、反応液中の細胞濃度が5.0×1014cells/m3となるように、緩衝溶液の添加量を調整した。また、反応液中のPdイオンの初期濃度が1.0mol/m3となるように各溶液の配合量を調整した。バイオ処理工程は、室温下および嫌気環境下で実施した。
上記(1)とは別に、塩酸を用いて反応液のpHを酸性(pH1.8)となるように調整し、電子供与体(ギ酸ナトリウム)を添加しなかったこと以外は、本実施例の上記(1)と同様にして、バイオ処理工程を実施した。結果を図1(a)および(b)に黒四角でプロットしたグラフで示す。
以下では、放射線照射後の金属イオン還元細菌を用いて、白金族金属(Pd)イオンを含む原料溶液から白金族金属(Pd)を回収する実験を行った。
実施例1および実施例2では、菌体懸濁液のみに対して放射線を照射したのに対して、本実施例3では、原料溶液と菌体懸濁液を含む反応液に対して放射線を照射した。それ以外の点は、基本的に実施例1と同様にしてPd回収実験を行った。
Claims (4)
- 放射性の白金族金属イオンを含む原料溶液から、前記白金族金属イオンの還元体である放射性の白金族金属を回収する方法であって、
前記原料溶液と、金属イオン還元細菌および酵母から選択される少なくとも1種の微生物と、を含む反応液中で、前記白金族金属イオンを前記微生物に捕集させる、バイオ処理工程と、
前記バイオ処理工程後の前記微生物を前記反応液から分離する、分離工程と、
前記微生物から前記白金族金属を回収する、回収工程と、
を含み、
前記バイオ処理工程において、前記反応液のpHが4以下である、放射性の白金族金属の回収方法。 - 前記反応液中に電子供与体を添加する工程を含まない、請求項1に記載の放射性の白金族金属の回収方法。
- 前記白金族金属イオンまたは前記白金族金属から前記微生物に照射される放射線の線量が3kGy以下である、請求項1または2に記載の放射性の白金族金属の回収方法。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の放射性の白金族金属の回収方法を用いる、白金族金属の製造方法。
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