JPS6333530A

JPS6333530A - ニツケルの回収方法

Info

Publication number: JPS6333530A
Application number: JP61173476A
Authority: JP
Inventors: Norisue Takeshita; 竹下　徳末; Koji Osumi; 大隅　孝治
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-07-23
Filing date: 1986-07-23
Publication date: 1988-02-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ニッケルの回収方法、特に酸化ニッケルなど
のニッケル化合物を含む製鉄所ダストからの硫黄酸化細
菌を使ったニッケルの回収方法に関する。

（従来の技術）ニッケルは従来より合金または触媒の成分金属としであ
るいはメツキ等の用途で使用されているが、しかし鉱物
としてその存在量が少ないため、資源の有効利用を図る
には、低品位鉱石からの回収とともに、各種廃棄物に少
量台まれるニッケル分の回収、再利用が必要とされてき
た。

ところで、これまでにも、経済的に採算がとれないこと
からまた効率的な回収技術が確立されていないことから
、従来廃棄されていたＦｅ、　Ｃｕ等の低品位鉱石につ
いては、バクテリアリーチング法という回収技術が提案
されてきた。

例えば、ジマレー（Ｚｉｍｍｅｒｌｅｙ）らにより米国
特許筒２８２．９６４号において独立栄養細菌である鉄
酸化細菌（フェロバチルス属のチオバチルス・フェロオ
キシダンス）を用いて低品位鉱石から有用金属を効果的
に回収するバクテリアリーチング法が開示されて以来、
種々の細菌を用いて種々の金属鉱石からその金属を培養
液に溶出させる方法について研究がなされてきた。

例えば、銅含量が０．８％以下の低品位銅鉱石から金属
銅を得ることは、通常の精錬法ではコスト的に引き合わ
ないが、細菌の作用を利用して銅のみを浸出させれば採
算が可能となると言われている。

このようなバクテリアリーチング法は銅だけではなく、
ウラニウム、亜鉛、鉛、マンガン、銀、ニッケルなどの
採鉱にも適用されている。

ところで、前述のように、従来廃棄されていた低品位鉱
石については、バクテリアリーチング法により各金属の
回収が可能となったが、例えば、製鉄所内の廃棄物中の
金属の回収は、その含有量が一定ではなく、その形態も
複雑であるために、バクテリアリーチング法では回収処
理が十分に行えないものと考えられていた。

例えば、製鉄所内で発生する各種のダストつまり、製鉄
所ダスト、特に、精錬過程で発生するダストには多くの
ニッケルが含まれているが、これらダストは鉄酸化物を
主成分とする各種の金属酸化物が混合、固溶化している
状態のため、低品位鉱石の場合と異なり微生物の直接的
な作用により金属を溶出させるのが非常に困難であると
いわれてきた。

（発明が解決しようとする問題点）ここに、本発明の目的は、従来は利用されなかった製鉄
所ダスト、特に精錬ダストに多く含有されるニッケルを
ダストから回収し、再利用することにより、資源の有効
利用の上で有益なニッケルの回収方法を捉供することで
ある。

（問題点を解決するための手段）そこで、本発明者らは、従来より低品位鉱石に実施され
ている前述のバクテリアリーチング法において硫黄酸化
細菌が硫黄を酸化して硫酸を生成することに着目して、
製鉄所ダストへのバクテリアリーチング法の適用につい
て検討を重ねた結果、有益金属、特にニッケルが容易に
溶出することからニッケルの回収方法に好適であること
を知り、本発明を完成した。

よって、本発明の要旨とするところは、無機硫黄化合物
を酸化して硫酸を生成する硫黄酸化細菌を使って二・ノ
ケル化合物を含有する製鉄所ダストからニッケルを容易
に溶出させることを特徴とするニッケルの回収方法であ
る。

本発明の好適態様において無機物質の代謝により生ずる
化学エネルギーを利用して成育する独立栄養細菌である
前記硫黄酸化細菌は、チオバチルス・チオオキシダンス
菌種である。

上記硫黄酸化細菌は通常ニッケル酸化物であるニッケル
化合物に直接作用するものではなく、まず無機硫黄化合
物に作用して硫酸を生成させ、次いでこの硫酸の作用で
上記の酸化ニッケルのニッケル分を培養液中に溶出させ
るものと考えられる。

したがって、本発明は、その具体的態様にあっては、ま
ず硫黄酸化細菌を作用させて無機硫黄化合物を酸化して
硫酸を生成する段階、製鉄所ダストのように多くの種類
の金属化合物の存在下でニッケル化合物に上述のように
して生成した硫酸を作用させニッケル分を溶出させる段
階、そして、この溶出したニッケル分を回収する段階か
ら成るものと理解することができる。

ここに、「製鉄所ダスト」は製鉄所から排出されるダス
ト一般を指称するもので、その主成分は酸化鉄である。

（作用）ここで、本発明をさらに詳細に説明する。

本発明は、その具体的態様にあっては、上述のように、
硫酸生成段階、ニッケル分の溶出段階、そして、溶出ニ
ッケル分の回収段階から成るものであって、これらにつ
いて順次詳述する。

（１）硫酸生成段階：本発明に使用できる細菌は、硫黄または硫黄化合物を、
下記式に示すように硫酸にまで酸化して成育エネルギー
を得る独立栄養細菌に属するものであれば、特にその種
類を問わない。

Ｓ　＋　１＋ＡＯｚ　＋ＨｚＯ→）ＩｚＳＯｉＮａｚＳ
ｇＯｉ−＋　ＨｚＯ＋　２０ｘ　＝ＮａｔＳＯ＋　＋　
ＨｇＳＯ４かかる硫黄酸化細菌としては、具体的には、
チオバチルス・チオオキシダンスであり、それにはＩＦ
Ｏ−１３７０１、ＩＦＯ−１３７２４，０Ｎ−１０６、
ＡＴＣＣ１５４９４等の菌株がある。このチオバチルス
・チオオキシダンス（Ｔｈｉｏｂａｃｉ！Ｉｕｓ　ｔｈ
ｉｏｏｘｉｄａｎｓ）は好気性細菌であり、生育適温２
８〜３０℃、最適ｐＨ２，ＦＪ〜３．５である、ｐＨ０
，６の強酸性にも耐える特徴をもつ細菌である。

これら独立栄養細菌は、通常の細菌とは異なり有機物含
有の培地では生育できないため、例えば第１表に示すＯ
ＮＭ培地（今井和民他、醗工誌、４２．７６２　（１９
６４））で培養および反応を行う必要がある。

ｉｆ　　　ＯＮＭｊｆＬｊの　　（重　％）硫酸アンモ
ニウム　　　　　　　　０．２％リン酸二水素カリウム
　　　　　０．４％硫酸マグネシウム・７水和物　　０
．０３％塩化カルシウム　　　　　　　　　０．０２５
％硫酸第一鉄・７水和物　　　　　０．００１％硫黄（
粉末）＊　　　　　　　　　　　１．０％この第り表に
示すＯＮＭ培地は基本的な組成であり、使用する細菌に
よっては、他の利用可能な硫黄化合物、たとえば、チオ
硫酸塩等を添加してもよい。

このＯＮＭ培地の無機塩類は第１表の組成例に示すもの
が挙げられ、これを水溶液として本発明の培養液に使用
するものである。

また、これらＯＮＭ培地の組成は好適−例であって、本
発明をそれにのみ限定するものではない。

換言すれば、前述の硫黄酸化細菌が生育できるものであ
れば、特に制限されないのである。

さらに、本発明に用いる硫黄酸化細菌はその生育が非常
に遅く、また菌体収量も低いため、大量の菌体を得るた
めには長時間の培養を必要とする。

この培養の時期は、硫黄酸化細菌によって生成する硫酸
が、培地のｐＨを徐々に下げるため、そのｐＨの変化を
追跡することにより硫黄酸化細菌の生育状態が確認でき
る。

上述のような意思外に、この細菌の増殖のためには、好
適実施態様として、次の事項について注意する必要があ
る。つまり、この細菌は好気性菌であるため静置培養で
も増殖するが、さらに増殖を促進させるために、多くの
酸素と接触できる振とう培養法または通気攪拌培養法を
利用し、培養温度を２０〜３５℃、好ましくは２８〜３
０℃、ｐＨ５以下、好ましくは２．８〜３．０の条件で
の培養を行うのが好適である。また、水酸化ナトリウム
等の酸を中和する物質の添加によって、培養液のｐＨを
上記の範囲内に制御することによって硫黄酸化細菌の増
殖は促進される。

（２）ニッケル分の溶出段階：次に、ニッケル酸化物を含む試料の添加の態様であるが
、第１表に示したＯＮＭ培地で硫黄酸化細菌を増殖させ
た後に製鉄所ダストを添加する方法または最初から培地
中に製鉄所ダストを添加してその存在下で硫黄酸化細菌
を培養する方法のどちらで行ってもよい。好ましくは、
前者の硫黄酸化細菌を増殖させて硫酸を生成させ、ｐ）
ｌを１以下に下げてからその培地に製鉄所ダストを添加
する方法のほうがよい。

培養時間を少な（とも３０日以上で、３０℃の培養温度
により細菌の作用で容易にニッケルを主成分である鉄よ
りも多く培養液に溶出させることができる。

製鉄所ダストの場合、Ｆｅ分などと比較してＮｉ分が容
易に溶出する理由および機構については未だ十分な理解
は得られない。本発明はニッケルを含む種々の金属酸化
物の存在下においてＮｉ分を容易に溶出させる方法、特
にＦｅ分に比較してＮｉ分を容易に溶出させる方法であ
る。

（３）溶出ニッケル分の回収段階：さらに、前述のようにして溶出させたニッケル含有液を
公知方法、たとえば、イオン交換樹脂等を用いて吸着・
分離を行う方法、またはジメチルグリオキシム等の沈殿
材によってニッケルを選択的に沈殿させた後に溶媒抽出
する方法等によりニッケルの回収を容易に行うことがで
きる。

ニッケルイオンの回収方法としては既にいずれも公知で
あって特にこれ以上の説明を要しないであろう。

次に、本発明を実施例をもって説明する。なお、次の実
施例は本発明を単に例示するものであって、それによっ
て本発明が限定されるものではない。

実施例１硫黄酸化細菌として、チオバチルス・チオオキシダンス
（Ｔｈｉｏｂａｅｉｌｌｕｓ　ｔｈｉｏｏｘｉｄａｎｓ
）　０Ｎ−１０６を用いて、第１表に示すＯＮＭ培地（
１００ｃｍ’）に菌を植込み、ｐＨ試験紙でｐＨが２〜
３になるまで３０℃で振とう培養を行った。

このｐＨの測定は菌の増殖により生成する硫酸に起因す
るｐＨの低下から菌の増殖度をみるために行うものであ
る。

得られた培！に液の濾紙による濾過を行って硫黄を除い
た後、遠心分離器で培養菌体を分離し、硫黄を除いたＯ
ＮＭ培地で懸濁した後に、再度ＯＮＭ培地に添加して、
第１回目の培養と同様にｐＨ２〜３になるまで３０℃で
振とう培養を行った。

この第２回目の培養液より遠心分離によって得られた細
体を用いて、第３回目の培養を行った。

この時に、製鉄所ダストとして第２表に示す組成を有す
る電気炉ダストを使用培地量に対して１％添加した。

」じし表ニッケル酸化物（Ｎｉｐ）　　　３．３％マンガン酸化
物（ＭｎＯ）　　　４．２％酸化クロム（ＣｒｚＯ＊）
　　　　１５．９％亜鉛　　　　　　　　　　４．４％酸化カルシウム　　　　　６．６％二酸化ケイ素　　　　　　１６．５％ｉ　　　Ｅ　　　　　　　２０．ユ％（Ｆｅト一はチル
３０℃で３０日間の振とう培養を行った結果、培養液中
のニッケル濃度は１５μｇ／ｃｍ３であった。この時の
ニッケルの溶出量は添加電気炉ダスト中のニッケル量に
対して５．５％の溶出率であった。鉄の溶出濃度は２μ
ｇ／ｃａ＋ｆｆであった。

Ｆｅ分が著しく多量に存在していたにもががゎらず、Ｆ
ｅ溶出量は著しく少なく、Ｎｉ分が選択的に溶出された
のが分かる。

実施例２実施例１と同様にして、第３回目の培養を行ない、ｐＨ
がｌ以下になったことを確認した上で、第２表の電気炉
ダストを使用培地量に対して１％添加した０次いで、３
０℃で３０日間の振とう培養を行うた結果、培養液中の
ニッケル濃度は５５μｇ／ｃｍｆｆであり、これに対し
て、鉄の４度は８μｇ／ｃｍ”であった。この時のニッ
ケルの溶出量は添加電気炉ダスト中のニッケル量に対し
て２０％の溶出率であった。したがって、本発明方法に
より、各種金属化合物を含有する製鉄所ダストからのニ
ッケル回収が十分実用可能であることが分かる。

参考例本例では、実施例１と同様にしてチオバチルス・チオオ
キシダンスＯＮ−１０６を培養し、第３回目の培養液に
、電気炉ダストの代りに、−酸化ニッケル（Ｎｉｐ）　
、三酸化二鉄（Ｆｅｔｄｓ）の粉末をそれぞれ１％添加
した。３０℃での振とう培養を行ったところ、３０日後
には、ニッケルの濃度は、１３μｇ７ｃｍ３、鉄の濃度
は６９０μｇ７ｃｍ３であった。

単に酸化ニッケル、酸化鉄を単独で溶出を行った場合、
Ｆｅ分が容易に溶出されてしまい、本発明の目的が達成
されない。

（発明の効果）以上、説明してきたように、本発明を天施することによ
り、硫黄酸化細菌の作用により、従来、はとんど再利用
されずに廃棄されていた製鉄所内で発生する廃棄物、特
にダス）［に多く含有されるニッケル分を細菌が生成し
た硫酸により特異的に培養液中に溶出させ、回収できる
。これは、資源の有効利用という面で、非常に存益な回
収方法である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）無機硫黄化合物を酸化して硫酸を生成する硫黄酸
化細菌を使って、ニッケル化合物を含有する製鉄所ダス
トからニッケルを容易に溶出させることを特徴とするニ
ッケルの回収方法。
（２）前記硫黄酸化細菌が、チオバチルス・チオオキシ
タンス菌種である特許請求の範囲第１項記載の回収方法
。