| 研究課題/領域番号 |
05555282
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
資源開発工学
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
浅井 悟 大阪府立大学, 工学部, 教授 (90081348)
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| 研究分担者 |
白鳥 寿一 同和鉱業(株), 環境事業本部, 課長
小西 泰裕 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (90167403)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1995
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| キーワード | バイオリーチング / 槽型反応器 / 浸出モデル / 好熱性細菌 / 硫黄酸化細菌 / 黄鉄鉱 / 元素硫黄 / 硫化鉱物 |
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| 研究概要 |
各種方式で操作された槽型反応器を用いて、好酸性・硫黄酸化細菌による硫化鉱物のバイオリーチングに関する生物化学工学的アプローチを行い、次の諸点を明らかにした。
1.元素硫黄を基質としてT.ferrooxidansの回分培養実験を行い、実験データを我々の既往の回分モデルに基づいて速度解析し、中温菌の比増殖速度や菌体収率を求めた。元素硫黄に対する増殖パラメータの値は、黄鉄鉱や閃亜鉛鉱に対する値とほぼ同様になることがわかった。さらに黄鉄鉱の浸出において、中温菌T.ferrooxidansに比べて、好熱性細菌A.brierleyiの場合には比増殖速度が4倍程度大きくなり、バイオリーチングにおける好熱性細菌の有用性が明らかになった。
2.反復回分操作(間欠的に液培地の半分を交換)や半回分操作(鉱物:回分式、液:連続式)を採用して、黄鉄鉱のバイオリーチング実験を行った。その結果、両方の液交換操作ともに回分操作の場合に比べて浸出速度の向上を図ることができた。この両操作で観察された興味ある浸出挙動は、回分モデルに液交換に伴う液相菌体の除去効果を考慮することで、合理的に説明することができた。
3.鉱物および溶液ともに連続操作の単一槽型反応器(内容積10,000cm^3)を用いてA.brierleyiによる黄鉄鉱の浸出実験を行い、希釈率の増加に伴って液相菌体濃度や平均浸出率が急激に減少することを示した。浸出速度は、ある希釈率において最大値を示し、固液混合比には必ずしも正比例して変化しなかった。これら実験結果は、広範な希釈率と固液混合比に亘って、回分モデルを拡張した連続操作モデルで定量的に説明できた。
以上の研究成果は、鉱物資源のバイオリーチング・プロセスに対して、槽型反応器の合理的な設計や操作方式の選定において有益な情報を与えるものと確信する。
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