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2013 年度 実績報告書

都市鉱山からの白金族金属のバイオ分離・濃縮・素材化システム

研究課題

研究課題/領域番号 23360406
研究機関大阪府立大学

研究代表者

小西 康裕  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90167403)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード廃棄物再資源化 / 都市鉱山 / リサイクル / 白金族金属 / レアメタル / バイオミネラリゼーション / ナノ粒子 / 金属イオン還元細菌
研究概要

都市鉱山として使用済み自動車排気ガス触媒および工業廃水を対象に、平成25年度には次の諸点を明らかにすることにより、「Shewanella属細菌を用いる白金族金属(PGM)イオンの還元・析出」をベースにしたPGM湿式バイオ分離・濃縮・素材化システムの有効性を実証した。
1.使用済み自動車用触媒からの白金族金属(PGM)のバイオ回収
(1) 連続操作によるバイオ還元・析出  使用済み触媒から調製したPGM三元素(白金、パラジウム、ロジウム)含有溶液を大量処理するために、小型槽型反応器を連続操作(PGM溶液・S. algae細胞の供給、細菌懸濁液の排出)して、バイオ還元・析出実験を行った。その結果、平均滞留時間(供給液速度/装置体積)を10 min と短時間に設定しても、定常状態でのPGM還元・析出率は90%以上となり、高速・高効率PGM回収が達成できることがわかった。
(2) 細菌細胞内に還元・析出したPGMの回収  PGM含有細胞を溶液から固液分離した後、湿潤細胞の乾燥処理(50°C、12 h)によって、乾燥細胞のPGM含有率を10 % 程度に高めることができた。さらに、乾燥細胞の焼成によって、PGM金属塊を回収できることを示した。
2.工場廃液からの白金のバイオ回収
ある企業から提供された白金含有廃液(白金濃度が50 ppm 以下、重金属イオンが共存、強酸性)を対象に、Shewanella属細菌による白金イオンの分離・回収の適用可能性を検討した。その結果、本廃液は従来技術を用いて白金を回収することが困難であったが、Shewanella属細菌を用いて廃液中の白金を選択的に高効率(短時間の回分操作で回収率90%以上)で細菌細胞内に分離・回収できることを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Challenges to the Biotechnological Recycling of Precious and Rare Metals Sourced from Post-consumer Products2014

    • 著者名/発表者名
      N. Saitoh and Y. Konishi
    • 雑誌名

      Proceedings of TMS 2014 143rd Annual Meeting & Exhibition, EDP Congress 2014

      ページ: 521-528

    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオミネラリゼーションによる希薄溶液からのレアメタル・貴金属回収2014

    • 著者名/発表者名
      小西康裕
    • 雑誌名

      用水と廃水

      巻: 56 ページ: 47-53

  • [雑誌論文] Shewanella属細菌を利用する都市鉱山(溶解液)からのレアメタル・貴金属の回収2014

    • 著者名/発表者名
      小西康裕
    • 雑誌名

      水環境学会誌

      巻: 37 ページ: 61-65

  • [雑誌論文] 使用済み自動車触媒からの白金族金属のバイオ回収システム2014

    • 著者名/発表者名
      小西康裕,登 操生
    • 雑誌名

      バイオインダストリー

      巻: 31 ページ: 49-55

  • [雑誌論文] バイオミネラリゼーションを応用した都市鉱山からのレアメタル・貴金属リサイクル技術2014

    • 著者名/発表者名
      小西康裕
    • 雑誌名

      研究開発リーダー

      巻: 10 ページ: 13-17

  • [雑誌論文] Microbial Recovery of Rhodium from Dilute Solutions by the Metal Ion-reducing Bacterium Shewanella algae2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tamaoki, N. Saito, T. Nomura and Y. Konishi
    • 雑誌名

      Hydrometallurgy

      巻: 139(7) ページ: 26-29

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 金属イオン還元細菌を用いるバイオミネラリゼーションによる貴金属ナノ粒子触媒の創製2013

    • 著者名/発表者名
      小西康裕
    • 雑誌名

      触媒

      巻: 55(4) ページ: 232-238

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 金属イオン還元細菌による貴金属・レアメタルの分離と回収2013

    • 著者名/発表者名
      小西康裕
    • 雑誌名

      環境資源工学

      巻: 60(2) ページ: 90-95

    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオ技術をベースにしたレアメタル・貴金属回収プロセス2013

    • 著者名/発表者名
      小西康裕
    • 雑誌名

      分離技術

      巻: 43(3) ページ: 150-155

  • [雑誌論文] バイオ技術をベースにしたレアメタル・貴金属リサイクル2013

    • 著者名/発表者名
      小西康裕
    • 雑誌名

      環境技術

      巻: 42 ページ: 661-668

  • [学会発表] 金属イオン還元細菌による貴金属・レアメタルの分離と回収

    • 著者名/発表者名
      小西康裕
    • 学会等名
      環境資源工学会
    • 発表場所
      関西大学
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオ技術をベースにした希薄溶液(排水)からのレアメタル・貴金属の回収

    • 著者名/発表者名
      小西康裕
    • 学会等名
      国際資源ビジネスサミット(JOGMEC主催)
    • 発表場所
      ザ・プリンス パー クタワー東京
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオ技術をベースにした貴金属リサイクルに挑戦

    • 著者名/発表者名
      小西康裕
    • 学会等名
      貴金属シンポジウム「貴金属の製錬・リサイクル技術の最前線」
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 招待講演
  • [学会発表] Microbial Biomineralization and Their Catalytic Activity of Palladium Nanoparticles by Metal-reducing Microorganisms

    • 著者名/発表者名
      K. Tamaoki, N. Saitoh, T. Nomura and Y. Konishi
    • 学会等名
      Materials Science & Technology 2013
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 招待講演
  • [学会発表] Challenges to the Biotechnological Recycling of Precious and Rare Metals Sourced from Post-consumer Products

    • 著者名/発表者名
      N. Saitoh and Y. Konishi
    • 学会等名
      TMS2014 143rd Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      San Diego, USA
  • [学会発表] Microbial Synthesis and Fabrication of Palladium Nanoparticle Catalysts by Using the Metal Ion-reducing Bacterium Shewanella algae

    • 著者名/発表者名
      R. Tanaka, K. Tamaoki, N. Saitoh, T. Nomura and Y. Konishi
    • 学会等名
      TMS2014 143rd Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      San Diego, USA
  • [学会発表] Bioreductive Recovery of Platinum Group Metals by the Metal-ion Reducing Bacterium Shewanella algae

    • 著者名/発表者名
      N. Saitoh, R. Tanaka, S. Maeda, T. Nomura and Y. Konishi
    • 学会等名
      TMS2014 143rd Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      San Diego, USA
  • [図書] リサイクルバイオテクノロジーの最前線、第4章 金属イオン還元細菌を活用したレアメタル・貴金属の回収2013

    • 著者名/発表者名
      小西康裕
    • 総ページ数
      239(159-169)
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [備考] 大阪府立大学小西研究室

    • URL

      http://www.konishi-labo.chemeng.osakafu-u.ac.jp/

  • [産業財産権] 白金族金属の回収方法2013

    • 発明者名
      小西康裕、斎藤範三、登 操生
    • 権利者名
      小西康裕、斎藤範三、登 操生
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-118982
    • 出願年月日
      2013-06-05

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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