(57)【要約】  本発明は、非鉄金属を収集することができる非鉄金属収集用カプセルおよびこれを用いた非鉄金属を収集する方法を提供する。本発明の非鉄金属収集用カプセルは、カプセル内容物およびこのカプセル内容物を被覆する被覆部からなる非鉄金属収集用カプセルであって、非鉄金属を含む溶液中にこの非鉄金属収集用カプセルを浸漬させることによって、この非鉄金属収集用カプセル内に非鉄金属が収集される。
2012060417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カプセル内容物および該カプセル内容物を被覆する被覆部からなる非鉄金属収集用カプセルであって、
非鉄金属を含む溶液中に該非鉄金属収集用カプセルを浸漬させることによって、該非鉄金属収集用カプセル内に非鉄金属が収集される、
非鉄金属収集用カプセル。
【請求項２】
前記カプセル内容物が、ゲオバクター属、デスルフォモナス属、デスルフォムサ属、ペロバクター属、シワネラ属、フェリモナス属、エアロモナス属、スルフロスピリルム属、ウォリネラ属、デスルフォビブリオ属、ゲオトリクス属、デフェリバクター属、ゲオビブリオ属、ピロバクルム属、テルモトガ属、アルカエグロブス属、ピロコックス属およびピロディクティウム属からなる群から選択される細菌を１種またはそれ以上含む、請求項１記載の非鉄金属収集用カプセル。
【請求項３】
前記カプセル内容物が、シワネラ属の細菌を含む、請求項１または２記載の非鉄金属収集用カプセル。
【請求項４】
前記カプセル内容物が、シワネラ オネイデンシス(Shewanella oneidensis)またはシワネラ アルゲ(Shewanella algae)の細菌を含む、請求項１〜３いずれかに記載の非鉄金属収集用カプセル。
【請求項５】
収集される非鉄金属が、希少金属および希少貴金属からなる群から選択される１種またはそれ以上である、請求項１〜４いずれかに記載の非鉄金属収集用カプセル。
【請求項６】
収集される非鉄金属が、パラジウム、白金、ロジウム、金、銀、インジウム、ガリウムまたは希土類元素である、請求項１〜５いずれかに記載の非鉄金属収集用カプセル。
【請求項７】
前記カプセル内容物はさらに、電子供与性成分、電子受容性成分および液体培地からなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１〜６いずれかに記載の非鉄金属収集用カプセル。
【請求項８】
前記非鉄金属収集用カプセルがシームレスカプセルである、請求項１〜７いずれかに記載の非鉄金属収集用カプセル。
【請求項９】
前記被覆部は、光硬化性成分および被覆部透過助剤を含む被覆部形成組成物が硬化することにより得られた被覆部で構成される、請求項１〜８いずれかに記載の非鉄金属収集用カプセル。
【請求項１０】
前記光硬化性成分が、アクリレート系オリゴマー、不飽和ポリエステル系オリゴマー、ポリエン・チオール系オリゴマー、ケイ皮酸系オリゴマー、エポキシ系オリゴマー、ビニルエーテル系オリゴマー、不飽和ポリアミド系オリゴマーからなる群から選択される１種またはそれ以上であり、前記被覆部透過助剤が、アルギン酸、ポリビニルアルコール、寒天、カラギーナン、ジェランガム、ペクチン、澱粉、澱粉誘導体、デキストリン、セルロース、タンパク質からなる群から選択される１種またはそれ以上である、請求項９記載の非鉄金属収集用カプセル。
【請求項１１】
前記カプセル内容物が、シワネラ属の細菌を含む油性部を含む、請求項１〜１０いずれかに記載の非鉄金属収集用カプセル。
【請求項１２】
前記カプセル内容物が、油性物質からなるカプセル調製時中間層部およびシワネラ属の細菌を含む親水性部を含む、請求項１〜１０いずれかに記載の非鉄金属収集用カプセル。
【請求項１３】
順次増大する半径を有して同心円状に配設された第１ノズルおよび第２ノズルを用いて、該第１ノズルからシワネラ属の細菌を含む油性組成物を、および該第２ノズルから被覆部形成組成物を同時にキャリア流体中に押し出し、次いで光照射して被覆部形成組成物を硬化させることによって得られた、請求項１１記載の非鉄金属収集用カプセル。
【請求項１４】
順次増大する半径を有して同心円状に配設された第１ノズル、第２ノズルおよび第３ノズルを用いて、該第１ノズルからシワネラ属の細菌を含む親水性組成物を、該第２ノズルから油性組成物を、および該第３ノズルから被覆部形成組成物を同時にキャリア流体中に押し出し、次いで光照射して被覆部形成組成物を硬化させることによって得られた、請求項１２記載の非鉄金属収集用カプセル。
【請求項１５】
請求項１〜１４いずれかに記載の非鉄金属収集用カプセルを、非鉄金属を含む溶液中に浸漬する浸漬工程、
前記浸漬工程において浸漬した非鉄金属収集用カプセルを分離する分離工程、
を包含する、非鉄金属を収集する方法。
【請求項１６】
収集される非鉄金属が、希少金属および希少貴金属からなる群から選択される１種またはそれ以上である、請求項１５記載の非鉄金属を収集する方法。
【請求項１７】
収集される非鉄金属が、パラジウム、白金、ロジウム、金、銀、インジウム、ガリウムまたは希土類元素である、請求項１５記載の非鉄金属を収集する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非鉄金属を収集することができる非鉄金属収集用カプセルおよびこれを用いた非鉄金属を収集する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼材料（鉄および鉄を主成分とした合金）以外の非鉄金属は、産業上における有用性が高くなりつつあり、使用量も増加しつつある。そのため、非鉄金属の資源枯渇を回避する観点から、家電製品などの廃棄物中に含まれる非鉄金属資源を有効活用するリサイクルの重要性が高まりつつある。例えば、廃棄された携帯電話、パソコン、自動車などの部品から、有用な希少金属または希少貴金属などの希少資源を回収する、都市鉱山という概念が再評価されている。【０００３】
有用な希少金属または希少貴金属などを回収する方法として、化学反応を用いた回収方法、または溶媒抽出を用いた回収方法などが、従来から提案されている。例えば特開２０１０−１５０５６９号公報（特許文献１）には、白金族元素を含む廃材を溶融塩浴中で塩素化し、回収用金属の塩化物を形成し、次に該得られた金属塩化物を還元処理に付して高純度金属粉末を得ることを特徴とする白金族元素金属粉末製造法が開示されている。この方法においては、塩素ガスを溶融塩浴中に吹き込み、３００〜１０００℃で反応させることによって、回収用金属の塩化物が形成されている。このように化学反応を用いた回収方法は、多量のエネルギー消費を伴うという問題がある。さらには、回収システムの建設コストがかかるという問題もある。【０００４】
溶媒抽出を用いた回収方法として、例えば特開２００７−２７０２５０号公報（特許文献２）には、水溶液中から白金族金属を選択的に回収する方法として、アンモニア水溶液によりパラジウムを逆抽出し、このパラジウム含有アンモニア水溶液からパラジウムを晶析する手順などが開示されている。このような溶媒抽出方法は、目的対象である金属成分の濃度が低い場合であっても回収することができるという利点がある。一方でこれらの溶媒抽出方法においては、有機溶媒などの様々な溶媒を多量に用いる必要がある。そのため廃液溶媒が多量に生じ、環境負荷が大きいという問題がある。【０００５】
特開２００８−１２７６０４７号公報（特許文献３）には、貴金属の回収方法において、卵殻膜などの生物膜が用いられる態様が記載されている。一方でこの回収方法は、金電解方法などの電気的還元回収方法によるものであり、本発明の方法とは発明の構成が異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１５０５６９号公報
【特許文献２】特開２００７−２７０２５０号公報
【特許文献３】特開２００８−１２７６０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
有用な希少金属または希少貴金属などを回収する方法として、上記の通り種々の方法が検討されている。しかしながらこれらの方法は、エネルギー消費または環境負荷の点などにおける幾つかの課題があった。他の方法として、例えば吸着剤または微生物を用いた回収方法が検討されているものの、これらの方法は回収率が低いという問題もある。本発明はこのような従来の課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明は、非鉄金属を容易にかつ良好に収集することができる非鉄金属収集用カプセル、およびこれを用いた非鉄金属を収集する方法、を提供する。【０００９】
本発明は、
カプセル内容物およびこのカプセル内容物を被覆する被覆部からなる非鉄金属収集用カプセルであって、
非鉄金属を含む溶液中にこの非鉄金属収集用カプセルを浸漬させることによって、この非鉄金属収集用カプセル内に非鉄金属が収集される、
非鉄金属収集用カプセル、を提供するものであり、これにより上記課題が解決される。【００１０】
上記カプセル内容物が、ゲオバクター属、デスルフォモナス属、デスルフォムサ属、ペロバクター属、シワネラ属、フェリモナス属、エアロモナス属、スルフロスピリルム属、ウォリネラ属、デスルフォビブリオ属、ゲオトリクス属、デフェリバクター属、ゲオビブリオ属、ピロバクルム属、テルモトガ属、アルカエグロブス属、ピロコックス属およびピロディクティウム属からなる群から選択される細菌を１種またはそれ以上含むのが、より好ましい。【００１１】
また、上記カプセル内容物がシワネラ属の細菌を含むのがより好ましい。【００１２】
また、上記カプセル内容物が、シワネラ オネイデンシス(Shewanella oneidensis)またはシワネラ アルゲ(Shewanella algae)の細菌を含むのがより好ましい。【００１３】
また、収集される非鉄金属が、希少金属および希少貴金属からなる群から選択される１種またはそれ以上であるのがより好ましい。【００１４】
また、収集される非鉄金属が、パラジウム、白金、ロジウム、金、銀、インジウム、ガリウムまたは希土類元素であるのがより好ましい。【００１５】
上記カプセル内容物はさらに、電子供与性成分、電子受容性成分および液体培地からなる群から選択される少なくとも１種を含むのがより好ましい。【００１６】
また、上記非鉄金属収集用カプセルがシームレスカプセルであるのがより好ましい。【００１７】
上記被覆部は、光硬化性成分および被覆部透過助剤を含む被覆部形成組成物が硬化することにより得られた被覆部で構成されるのがより好ましい。【００１８】
上記光硬化性成分が、アクリレート系オリゴマー、不飽和ポリエステル系オリゴマー、ポリエン・チオール系オリゴマー、ケイ皮酸系オリゴマー、エポキシ系オリゴマー、ビニルエーテル系オリゴマー、不飽和ポリアミド系オリゴマーからなる群から選択される１種またはそれ以上であり、上記被覆部透過助剤が、アルギン酸、ポリビニルアルコール、寒天、カラギーナン、ジェランガム、ペクチン、澱粉、澱粉誘導体、デキストリン、セルロース、タンパク質からなる群から選択される１種またはそれ以上であるのがより好ましい。【００１９】
上記非鉄金属収集用カプセルの１態様として、カプセル内容物が、シワネラ属の細菌を含む油性部を含む態様が挙げられる。そしてこの非鉄金属収集用カプセルは、順次増大する半径を有して同心円状に配設された第１ノズルおよび第２ノズルを用いて、この第１ノズルからシワネラ属の細菌を含む油性組成物を、およびこの第２ノズルから被覆部形成組成物を同時にキャリア流体中に押し出し、次いで光照射して被覆部形成組成物を硬化させることによって得られたものであるのがより好ましい。【００２０】
上記非鉄金属収集用カプセルの他の１態様として、カプセル内容物が、油性物質からなるカプセル調製時中間層部およびシワネラ属の細菌を含む親水性部を含む態様が挙げられる。そしてこの非鉄金属収集用カプセルは、順次増大する半径を有して同心円状に配設された第１ノズル、第２ノズルおよび第３ノズルを用いて、この第１ノズルからシワネラ属の細菌を含む親水性組成物を、この第２ノズルから油性組成物を、およびこの第３ノズルから被覆部形成組成物を同時にキャリア流体中に押し出し、次いで光照射して被覆部形成組成物を硬化させることによって得られたものであるのがより好ましい。【００２１】
本発明はさらに、
上記非鉄金属収集用カプセルを、非鉄金属を含む溶液中に浸漬する浸漬工程、
上記浸漬工程において浸漬した非鉄金属収集用カプセルを分離する分離工程、
を包含する、非鉄金属を収集する方法も提供する。【００２２】
ここで、収集される非鉄金属が、希少金属および希少貴金属からなる群から選択される１種またはそれ以上であるのが好ましい。収集される非鉄金属が、パラジウム、白金、ロジウム、金、銀、インジウム、ガリウムまたは希土類元素であるのがより好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の非鉄金属収集用カプセルは、非鉄金属を含む溶液中に一定時間浸漬させるという極めて簡便な操作によって、非鉄金属を容易に収集することができるという利点がある。そしてこの非鉄金属の収集においては、非鉄金属の含有量が少ない場合であっても、効率よく、非鉄金属を濃縮収集することができる。
本発明の非鉄金属収集用カプセルを用いた非鉄金属の収集は、化学反応を用いる方法のような多量のエネルギー消費を伴うことなく、非鉄金属を収集することができる。また、溶媒抽出法のように多量の廃棄溶媒を伴うこともなく、環境に対する負荷も少ないという利点がある。さらに本発明においては、非鉄金属収集用カプセルを溶液中に一定期間浸漬して、その後に濾過などの手段によって取り出すという極めて簡便な操作によって非鉄金属を収集することができるため、多額の設備投資を伴うことなく簡便に実施することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の非鉄金属収集用カプセルの好ましい実施形態の１例を示す模式図であり、製造直後の状態において２層構造を有する非鉄金属収集用カプセルを示す模式図である。
【図２】本発明の非鉄金属収集用カプセルの好ましい実施形態の他の１例を示す模式図であり、製造直後の状態において３層構造を有する非鉄金属収集用カプセルを示す模式図である。
【図３】図１に示す２層構造を有する本発明の非鉄金属収集用カプセルの製造方法を示す概略図である。
【図４】実施例３および参考比較例における、水溶液中のＰｄ（II）イオン濃度の変化を示すグラフ図である。
【図５】実施例４で用いた、溶液浸漬操作前の非鉄金属収集用カプセル（培養操作後、溶液浸漬前）、および溶液浸漬から２４時間経過後に取り出した非鉄金属収集用カプセルの写真である。
【図６】実施例５および比較試験における、水溶液中のインジウムイオン濃度の変化を示すグラフ図である。
【図７】実施例６および比較試験における、ＩＣチップ浸出液中の金元素濃度の変化を示すグラフ図である。
【図８】実施例７および比較試験における、水溶液中の白金（IV）イオン濃度の変化を示すグラフ図である。
【図９】実施例８および比較試験における、水溶液中のガリウム（III）イオン濃度の変化を示すグラフ図である。
【図１０】実施例９および比較試験における、水溶液中のロジウム（III）イオン濃度の変化を示すグラフ図である。
【図１１】実施例１０および比較試験における、水溶液中のジスプロシウム（III）イオン濃度の変化を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
非鉄金属収集用カプセルおよびその製造方法
本発明の非鉄金属収集用カプセルは、カプセル内容物、およびこのカプセル内容物を被覆する被覆部、によって構成される。そしてこの非鉄金属収集用カプセルは、非鉄金属を含む溶液中に非鉄金属収集用カプセルを浸漬させるという極めて簡便な操作によって、非鉄金属収集用カプセル内に非鉄金属を収集することができるという特徴を有する。なお本明細書において、「収集」の用語は「回収」を意味も含むものし、また「非鉄金属を収集する」という用語は「非鉄金属を回収する」ことも含むものとする。
【００２６】
本明細書において「非鉄金属」とは、鉄および鉄を主成分とした合金を除いた金属を意味する。本発明において収集される非鉄金属の具体例として、希少金属（レアメタル）および希少貴金属が挙げられる。
ここで、希少金属（レアメタル）とは、鉄、銅、亜鉛、アルミニウム等のベースメタル（コモンメタル、メジャーメタルとも呼ばれる）以外の金属であって、金、銀などの貴金属に属しない金属であり、産業に利用されている非鉄金属を意味する。希少金属（レアメタル）の具体例として、リチウム、ベリリウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、ガリウム、ゲルマニウム、セレン、ルビジウム、ストロンチウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、インジウム、アンチモン、テルル、セシウム、バリウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、タリウム、ビスマスおよび希土類元素などが挙げられる。ここで希土類元素として、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウムおよびルテチウムが挙げられる。なお希少金属には、パラジウム、白金、なども含まれるが、本明細書においては、パラジウムおよび白金は希少貴金属に含まれるものとする。
希少貴金属とは、第８族〜第１１族の金属のうち、特に埋蔵量が少なく、耐腐食性に優れた金属を意味する。希少貴金属の具体例として、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウムが挙げられる。
【００２７】
本発明の非鉄金属収集用カプセルによって収集される金属は、より好ましくは、パラジウム、白金、ロジウム、金、銀、インジウム、ガリウムまたは希土類元素などが挙げられる。
【００２８】
本発明の非鉄金属収集用カプセルは、カプセル内容物、およびこのカプセル内容物を被覆する被覆部、によって構成される。以下、各構成について記載する。
【００２９】
カプセル内容物
本発明の非鉄金属収集用カプセルを構成するカプセル内容物は、下記群：
ゲオバクター属（代表種：Geobacter metallireducens：ゲオバクター メタリレデューセンス、ＡＴＣＣ（American Type Culture Collection）５３７７４株）、
デスルフォモナス属（代表種：Desulfuromonas palmitatis：デスルフォモナス パルミタティス：ＡＴＣＣ５１７０１株）、
デスルフォムサ属（代表種：Desulfuromusa kysingii：デスルフォムサ キシンリＤＳＭ（Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen）７３４３株）、
ペロバクター属（代表種：Pelobacter venetianus：ペロバクター ベネティアヌス：ＡＴＣＣ２３９４株）、
シワネラ属（Shewanella algae：シワネラ アルゲ：ＡＴＣＣ５１１８１株、Shewanella oneidensis：シワネラ オネイデンシスなど）、
フェリモナス属（Ferrimonas balearica：フェリモナス バレアリカ：ＤＳＭ９７９９株）、
エアロモナス属（Aeromonas hydrophila：エアロモナス ヒドロフィラ：ＡＴＣＣ１５４６７株）、
スルフロスピリルム属（代表種：Sulfurospirillum barnesii：スルフロスピリルム バーネシイ：ＡＴＣＣ７０００３２株）、
ウォリネラ属（代表種：ウォリネラ スシノゲネス：Wolinella succinogenes：ＡＴＣＣ２９５４３株）、
デスルフォビブリオ属（代表種：Desulfovibrio desulfuricans：デスルフォビブリオ デスルフリカンス：ＡＴＣＣ２９５７７株）、
ゲオトリクス属（代表種：Geothrix fermentans：ゲオトリクス フェルメンタンス：ＡＴＣＣ７００６６５株）、
デフェリバクター属（代表種：Deferribacter thermophilus：デフェリバクター テルモフィルス：ＤＳＭ１４８１３株）、
ゲオビブリオ属（代表種：Geovibrio ferrireducens：ゲオビブリオ フェリレデューセンス：ＡＴＣＣ５１９９６株）、
ピロバクルム属（代表種：Pyrobaculum islandicum：テルモプロテウス アイランディカム：ＤＳＭ４１８４株）、
テルモトガ属（代表種：Thermotoga maritima：テルモトガ マリティマ：ＤＳＭ３１０９株）、
アルカエグロブス属（代表種：Archaeoglobus fulgidus：アルカエグロブス フルギダス：ＡＴＣＣ４９５５８株）、
ピロコックス属（代表種：Pyrococcus furiosus：ピロコックス フリオサス：ＡＴＣＣ４３５８７株）、
ピロディクティウム属（代表種：Pyrodictium abyssi：ピロディクティウム アビーシイ：ＤＳＭ６１５８株）、
から選択される細菌を含むのが好ましい。非鉄金属収集用カプセルのカプセル内容物に、これらの細菌が含まれることによって、非鉄金属を良好に収集することができる。
【００３０】
本発明においては、カプセル内容物がシワネラ属の細菌を含むことが好ましい。シワネラ属に含まれる細菌として、例えば、Shewanella algae、Shewanella oneidensis、Shewanella algidipiscicola、Shewanella amazonensis、Shewanella baltica、Shewanella benthica、Shewanella colwelliana、Shewanella denitrificans、Shewanella fidelis、Shewanella frigidimarina、Shewanella gelidimarina、Shewanella glacialipiscicola、Shewanella hafniensis、Shewanella hanedai、Shewanella japonica、Shewanella loihica、Shewanella marinintestina、Shewanella morhuae、Shewanella pealeana、Shewanella putrefaciens、Shewanella sp.(KMM 3587)、Shewanella woodyi等を挙げることができる。これらの中でも、Shewanella algae（シワネラ アルゲ）またはShewanella oneidensis（シワネラ オネイデンシス）がカプセル内容物中に含まれるのがより好ましい。
【００３１】
なお上記細菌は、生きた状態で非鉄金属収集用カプセル中に含まれてもよく、あるいは死んだ菌体の状態で非鉄金属収集用カプセル中に含まれてもよい。例えばShewanella algae（シワネラ アルゲ）およびShewanella oneidensis（シワネラ オネイデンシス）は、死んだ菌体の状態であっても、非鉄金属を良好の収集することができるという特徴を有する。
【００３２】
本発明において、カプセル内容物は、上記細菌を、カプセル内容物の質量１００質量部に対して０．０１〜３０質量部の量で含むのが好ましく、０．１〜２０質量部の量で含むのがより好ましい。例えば、カプセル内容物に対して（カプセル１個に対して）、上記細菌が１cells／capsule〜５×１０１１cells／capsuleの割合で含まれるのが好ましく、１×１０３cells／capsule〜１×１０１１cells／capsuleの割合で含まれるのがより好ましい。
【００３３】
本発明の非鉄金属収集用カプセルにおいて、上記細菌は、水溶液などの親水性組成物中に分散させた状態でカプセル内容物中に含まれてもよく、油性組成物中に分散させた状態でカプセル内容物中に含まれてもよい。
【００３４】
カプセル内容物の調製に用いることができる親水性組成物として、例えば、各種水溶液が挙げられる。カプセル内容物の調製に用いることができる油性組成物として、例えば、オリーブ油、ホホバ油、コーン油、ナタネ油、豚脂、牛脂、鯨油、ヒマシ油、大豆油、米油、米胚芽油、ヤシ油、パーム油、カカオ油、アボガド油、マカデミアナッツ油、スクワラン、ミンク油、タートル油、コーン油、炭素数が８〜３０の炭化水素類、ミツロウ、カルナウバロウ、ライスワックス、ラノリン、流動パラフィン、ワセリン、炭素数が４〜３０の脂肪酸、炭素数が４〜３０の脂肪酸とショ糖とのエステル、炭素数が４〜３０の脂肪酸とグリセロールとのエステル、炭素数が４〜３０の脂肪族アルコール、炭素数が４〜３０の脂肪酸と炭素数が４〜３０の脂肪族アルコールとのエステル、およびシリコーンオイルなどが挙げられる。これらの１種のみで用いてもよく、また２種以上を混合して用いてもよい。これらの油性組成物のうち、−３０℃〜６０℃の温度範囲において粘度が２００ｍＰａ．ｓ以下である液状油脂がより好ましい。
【００３５】
上記カプセル内容物は、必要に応じて、上記細菌の状態を良好に保つことができる添加成分を含んでもよい。このような添加成分として、例えば、電子供与性成分、電子受容性成分、各種液体培地などが挙げられる。上記細菌が、親水性組成物中に分散させた状態でカプセル内容物中に含まれる場合は、下記の電子供与性成分などをカプセル内容物中に良好に含めることができるため、より好ましい。
【００３６】
本明細書における電子供与性成分とは、上記細菌に電子を供与する性質を有する成分を意味する。上記細菌は、例えば、電子供与性成分および電子受容性成分の両方が存在することによって、酸化・還元反応を起こして、生育エネルギーを良好に獲得することができるという利点がある。
ここで、電子供与性成分として、例えば、
・炭素数１〜７であるカルボン酸およびその誘導体、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、乳酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタン酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸、およびその塩など、
・炭素数５〜１０の芳香族カルボン酸およびその誘導体、例えば、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、サリチル酸、没食子酸、メリト酸、ケイ皮酸、およびその塩など、
・炭素数１〜１０のアルコール、例えばメタノール、エタノールなど、
・不飽和芳香族、例えばトルエンフェノールなど、
・水素ガス、
などが挙げられる。
また、電子受容性成分として、例えば、Ｆｅ（III）イオンなどの金属イオンなどが挙げられる。
【００３７】
本発明において用いることができる電子供与性成分は、使用する細菌の種類に応じたものを適宜選択することができる。例えばシワネラ アルゲ(Shewanella algae)を用いる場合は、ギ酸、乳酸またはこれらの塩などの、炭素数１〜７であるカルボン酸またはその誘導体を、電子供与性成分として好ましく用いることができる。また、必要に応じて、電子受容性成分としてＦｅ（III）イオンを用いてもよい。電子受容性成分を用いることによって、細胞内での酸化・還元反応に由来する生育エネルギーをより良好に獲得することができるという利点がある。
また、シワネラ オネイデンシス(Shewanella oneidensis)を用いる場合は、電子供与性成分として、ギ酸またはその塩などの、炭素数１〜７であるカルボン酸またはその誘導体を好ましく用いることができる。
【００３８】
本発明において、下記する製造方法において、上記細菌を水性組成物中に分散させた状態でカプセルを製造する場合は、製造時において、細菌を含む水性組成物と、被覆部形成組成物との間に、油性物質を中間層部として介在させる必要がある。ここで、中間層部として用いることができる油性物質として、上述した油性組成物を用いることができる。中間層部として介在させることができる油性物質の好ましい例として、融点が６０℃以下であるもの（例えばオリーブ油、ホホバ油、コーン油、ナタネ油、豚脂、牛脂、鯨油、ヒマシ油、大豆油、米油、米胚芽油、ヤシ油、パーム油、カカオ油、アボガド油、マカデミアナッツ油、スクワラン、ミンク油、タートル油、コーン油など）、イソ酪酸酢酸スクロース(SAIB)等が挙げられる。
【００３９】
油性物質を中間層部として介在させる場合は、非鉄金属収集用カプセルの質量１００質量部に対して５〜４０質量部の割合で形成されるのが好ましく、１０〜３０質量部の割合で形成されるのがより好ましい。
【００４０】
被覆部
本発明の非金属収集用カプセルを構成する被覆部は、上記カプセル内容物を良好に被覆できる成分であれば、特に限定なく用いることができる。本発明においては、光硬化性成分を含む被覆部形成組成物を用いて被覆部を形成するのがより好ましい。光硬化性成分を含む被覆部形成組成物を用いて被覆部を形成することによって、カプセル、特にシームレスカプセルを、より良好かつ簡便に製造することができるという利点がある。
【００４１】
本発明で使用することのできる光硬化性成分としては、光照射により重合する成分であれば特に限定されることなく用いることができる。本発明においては、光硬化性成分として、水性（親水性）の光硬化性成分を用いるのがより好ましい。水性（親水性）の光硬化性成分を用いて被覆部を形成することによって、得られる非金属収集用カプセルの表面の水親和性が向上し、非鉄金属を含む水溶液中における非鉄金属収集性が優れた非鉄金属収集用カプセルを得ることができるという利点がある。光硬化性成分として、例えば、光重合性オリゴマーおよびその付加重合物などが挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を組みあわせて用いてもよい。
【００４２】
光重合性オリゴマーとして、例えば、アクリレート系オリゴマー、不飽和ポリエステル系オリゴマー、ポリエン・チオール系オリゴマー、ケイ皮酸系オリゴマー、エポキシ系オリゴマー、ビニルエーテル系オリゴマー、不飽和ポリアミド系オリゴマーなどが好ましく用いることができる。より具体的には、１分子中に少なくとも２個のエチレン性不飽和結合および親水性基を有するアクリレート系オリゴマー、高酸価不飽和ポリエステル系オリゴマー、高酸価不飽和エポキシ系オリゴマー、アニオン性不飽和アクリルオリゴマー、不飽和ポリアミド系オリゴマーなどが好適に用いられる。これらの中でも、１分子中に少なくとも２個のエチレン性不飽和結合および親水性基を有するアクリレート系オリゴマーが好ましく用いられる。
【００４３】
１分子中に少なくとも２個のエチレン性不飽和結合および親水性基を有するアクリレート系オリゴマーとしては、ポリアルキレングリコールの両末端に光重合可能なエチレン性不飽和基を有するオリゴマーが挙げられる。このようなアクリレート系オリゴマーとして、例えば、
（１）分子量４００〜６０００のポリエチレングリコールの両末端水酸基を、（メタ）アクリル酸２モルでエステル化したポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート類；
（２）分子量２００〜４０００のポリプロピレングリコールの両末端水酸基を、（メタ）アクリル酸２モルでエステル化したポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート類；
（３）分子量４００〜６０００のポリエチレングリコール１モルの両末端水酸基を、ジイソシアネート化合物（トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなど）２モルでウレタン化し、さらに不飽和モノヒドロキシ化合物（（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートなど）２モルを付加した不飽和ポリエチレングリコールウレタン化物；および
（４）分子量２００〜４０００のポリプロピレングリコール１モルの両末端水酸基を、ジイソシアネート化合物２モルでウレタン化し、さらに不飽和モノヒドロキシ化合物２モルを付加した不飽和ポリプロピレングリコールウレタン化物；
などが挙げられる。
【００４４】
高酸価不飽和ポリエステル系オリゴマーとしては、例えば、不飽和結合を有する多価カルボン酸と、多価アルコールとのエステル化により得られる、酸価が４０〜２００の不飽和ポリエステルの塩類などが挙げられる。
【００４５】
高酸価不飽和エポキシ系オリゴマーとしては、例えば、酸価４０〜２００の不飽和エポキシオリゴマーなどが挙げられる。このようなオリゴマーは、例えば、エポキシ化合物と不飽和カルボキシル化合物（（メタ）アクリル酸など）との付加反応物を調製し、この付加反応物に残存するヒドロキシル基に、酸無水物を付加することによって得られる。
【００４６】
アニオン性不飽和アクリルオリゴマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸および（メタ）アクリル酸エステルのうちの少なくとも２種の（メタ）アクリル系モノマー由来であって、かつカルボキシル基、リン酸基および／またはスルホン酸基を有する共重合体に、光重合可能なエチレン性不飽和基を導入したオリゴマーなどが挙げられる。
【００４７】
不飽和ポリアミド系オリゴマーは、例えば、ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなど）とエチレン性不飽和ヒドロキシ化合物（アクリル酸２−ヒドロキシエチルなど）との付加物を、ゼラチンなどの水溶性ポリアミドに付加することにより得られる。
【００４８】
これらの光重合性オリゴマーの数平均分子量は、３００〜３０，０００であるのが好ましく、５００〜２０，０００であるのがより好ましい。なお、数平均分子量は、ＧＰＣ法によって測定することができる。
【００４９】
これらの光硬化性成分のうち、ポリアルキレングリコールの両末端に重合可能なエチレン性不飽和基を有するアクリレート系オリゴマーが特に好ましく用いることができる。
【００５０】
アクリレート系オリゴマーとして、市販品を用いてもよい。本発明において用いることができるアクリレート系オリゴマーとして、例えば、
サンユレック株式会社から、ＲＭ−６５７２、ＲＭ−６５６０、ＲＭ−６５５０、ＲＭ−６５５１、ＲＬ−６５２７などの商品名で販売されている、アクリレート系オリゴマー、
関西ペイント株式会社からＥＮＴ−１０００、ＥＮＴ−２０００、ＥＮＴ−３４００、ＥＮＴ−４０００、ＥＮＴＧ−２０００、ＥＮＴＧ−３８００などの商品名で販売されているアクリレート系オリゴマー、および
新中村化学工業株式会社から、ＵＡ−７１００、ＵＡ−７０００、ＵＡ−Ｗ２Ａなどの商品名で販売されているアクリレート系オリゴマー、
などが挙げられる。
【００５１】
上記光硬化性成分は、被覆部形成組成物中に、固形分として、好ましくは１０〜９９質量％、より好ましくは２０〜９０質量％、さらに好ましくは４０〜９０質量％含有される。
【００５２】
本発明では、好ましくは上記光硬化性成分を含む組成物、すなわち、被覆部形成組成物を用いて被覆部を形成する。被覆部形成組成物は、必要に応じて、重合開始剤、光増感剤、着色剤、重合性モノマー、被覆部透過助剤、電荷調整剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。添加剤の使用量は、固形分として、被覆部形成組成物の質量に対して３０質量％以下であるのが好ましく、２０質量％以下であるのがより好ましい。
【００５３】
重合開始剤は、使用する光硬化性成分に応じた従来公知の重合開始剤を、特に限定されることなく用いることができる。重合開始剤として、光重合開始剤が好適に用いられる。光重合開始剤とは、光照射によって重合開始種を発生し、重合反応または架橋反応を促進させることのできる化合物を意味する。光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、アセトイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾフェノン、ベンジルミヒラーズケトン、キサントン、クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ナフトール、アントラキノン、ヒドロキシアントラセン、アセトフェノンジエチルケタール、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチルフェニルプロパン、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリフルオロカーボンスルホニウム塩などが挙げられる。重合開始剤は、単独で用いてもよいし、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。重合開始剤は、固形分として、被覆部形成組成物の質量に対して、０．００１〜２０質量％含まれるのが好ましく、０．１〜１０質量％含まれるのがより好ましい。重合開始剤の使用量が０．００１質量％未満であると、重合反応が完全に進まず皮膜強度を出すことができない等の問題のおそれがあり、２０質量％を超えると開始反応が過剰に進み、重合反応が進まず皮膜強度の減少につながる等の問題のおそれがある。本発明では、上記光硬化性成分と重合開始剤、特に光重合開始剤とを適宜組み合わせて使用することが好ましい。
【００５４】
可視光領域で光硬化性成分を硬化させて被覆部を形成する場合は、被覆部形成組成物に光増感剤を配合することが望ましい。光増感剤としては、例えば、ルテニウム錯体、ポルフィリン系化合物などが挙げられる。光増感剤の使用量は、固形分として、被覆部形成組成物の質量に対して、０．００１〜５質量％であるのが好ましく、０．０１〜１質量％であるのがより好ましい。
【００５５】
必要に応じて、被覆部形成組成物に、８０℃以下で水性溶媒に溶解する不飽和結合を有する水溶性モノマー（例えば、イタコン酸、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリロイルモルフォリン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミドなど）を単独または２種以上を組み合せて添加してもよい。水溶性モノマーを用いることによって、重合反応に悪影響を及ぼす反応を抑制することができ、被覆部の強度をさらに高めることができる。水溶性モノマーの使用量は、固形分として、被覆部形成組成物の質量に対して、０．０１〜３０質量％であるのが好ましく、０．１〜２５質量％であるのがより好ましい。
【００５６】
被覆部形成組成物は、被覆部透過助剤を含むのがより好ましい。光硬化性成分および被覆部透過助剤を含む被覆部形成組成物が硬化することにより得られた被覆部は、非鉄金属イオンの透過性が高く、そのため非鉄金属をより良好に収集することができるという利点がある。被覆部透過助剤として、例えば、アルギン酸、ポリビニルアルコール、寒天、カラギーナン、ジェランガム、ペクチン、澱粉、澱粉誘導体（アルキル化澱粉、エーテル化澱粉など）、デキストリン、セルロース、タンパク質など等が挙げられる。被覆部透過助剤は、被覆部形成組成物に対して、固形分割合で０．１〜３０質量％含まれるのが好ましく、０．５〜３０質量％含まれるのがより好ましい。
【００５７】
被覆部形成組成物に被覆部透過助剤が含まれる場合は、被覆部形成組成物を硬化させた後に、酵素処理、アルカリ処理または酸処理などの処理を行うことによって、被覆部の透過性をさらに高めることができる。これらの処理を行うことによって、被覆部を形成する高分子の一部を切断、分解または溶解することができ、これにより被覆部の透過性を向上させることができる。
【００５８】
他の態様として、本発明の非金属収集用カプセルを構成する被覆部を、熱硬化性成分を含む被覆部形成組成物を用いて形成することもできる。熱硬化性成分として、当業者において一般的に用いられる熱硬化性成分を用いることができる。熱硬化性成分の具体例として、例えば、光重合性オリゴマーとして挙げた、アクリレート系オリゴマー、不飽和ポリエステル系オリゴマー、ポリエン・チオール系オリゴマー、ケイ皮酸系オリゴマー、エポキシ系オリゴマー、ビニルエーテル系オリゴマー、不飽和ポリアミド系オリゴマーなどが挙げられる。
【００５９】
熱硬化性成分を含む被覆部形成組成物を用いて被覆部を形成する場合は、熱重合開始剤を併せて用いるのが好ましい。熱重合開始剤として、当業者において一般的に用いられる熱重合開始剤を用いることができる。熱重合開始剤の具体例として、例えば、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオン酸）ジメチルなどのアゾ化合物、過酸化ジベンゾイル、tert−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシドなどの過酸化化合物などが挙げられる。熱重合開始剤は、固形分として、被覆部形成組成物の質量に対して０．００１〜２０質量％含まれるのが好ましく、０．１〜１０質量％含まれるのがより好ましい。
【００６０】
熱硬化性分を含む被覆部形成組成物を用いて被覆部を形成する場合においても、上述の被覆部透過助剤を上記と同様に用いることができる。
【００６１】
本発明の非鉄金属収集用カプセルにおいて、熱可塑性樹脂を含む被覆部形成組成物を用いて被覆部を形成することもできる。被覆部の形成において用いることができる熱可塑性樹脂として、例えば、ポリエチレン樹脂またはポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、（メタ）アクリル酸メチル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはポリブチレンテレフタレート樹脂などのポリエステル樹脂などの、当業者において一般的に用いられる熱可塑性樹脂が挙げられる。なお、熱可塑性樹脂を含む被覆部形成組成物を用いて被覆部を形成する場合においても、上述の被覆部透過助剤を上記と同様に用いることができる。
【００６２】
本発明の非鉄金属収集用カプセルは、細菌などがカプセル内に封じ込められた状態を有する。そしてこの非鉄金属収集用カプセルを、非鉄金属を含む溶液中に一定時間浸漬させることによって、溶液が被覆部を透過し、カプセル内に入り込む。これによりカプセル内において細菌が活性化し、非鉄金属収集活動が開始される。こうして、非鉄金属がカプセル内に収集されることとなる。本発明の非鉄金属収集用カプセルにおいては、非鉄金属を含む溶液中に浸漬することによって初めて細菌が活性化される。そのため、細菌を、浸漬直前まで良好な状態に保持することができるという、ハンドリング上の利点がある。また、非鉄金属収集用カプセル保存時における細菌のダメージを軽減することができるという利点もある。また非鉄金属収集用カプセルがシームレスカプセルである場合は、球状構造を有していることから、非鉄金属を含む溶液に対する接触面積が大きいため、非鉄金属をより良好に収集できるという利点がある。
【００６３】
そして本発明の非鉄金属収集用カプセルを用いた非鉄金属の収集は、従来の方法の１種である化学反応を用いる方法のような多量のエネルギー消費を伴うことなく、非鉄金属を収集することができる。また、溶媒抽出法のように多量の廃棄溶媒を伴うこともなく、環境に対する負荷も少ないという利点がある。さらに本発明においては、非鉄金属収集用カプセルを溶液中に一定期間浸漬して、その後に濾過などの手段によって取り出すという極めて簡便な操作によって非鉄金属を収集することができるため、多額の設備投資を伴うことなく簡便に実施することができるという利点がある。
【００６４】
非鉄金属収集用カプセルの製造方法
本発明の非鉄金属収集用カプセルは、上記の被覆部形成組成物およびカプセル内容物を、二重ノズルまたは三重ノズルを用いてキャリア流体中に押し出し、次いで光照射して被覆部形成組成物を硬化させることにより、製造することができる。
この製造方法においては、調製時において接しあう成分の極性は互いに相違するものを用いる必要がある。例えば、図１に示される第１の実施態様においては、被覆部形成組成物は親水性であるのが好ましいため、カプセル内容物として、シワネラ属などの細菌を含む油性組成物を用いるのが好ましい。
【００６５】
図１、２は、本発明の非鉄金属収集用カプセルの好ましい実施形態（それぞれ、第１および第２の実施形態）を示す。それぞれの実施形態に従って、本発明の非鉄金属収集用カプセルの製造方法を詳細に説明する。
【００６６】
２層構造を有する非鉄金属収集用カプセル（第１の実施形態）の製造方法
図１の左図は、製造直後の状態において２層構造を有する非鉄金属収集用カプセルを示す模式図である。この図１に示される２層構造を有する本発明の非鉄金属収集用カプセル（第１の実施形態）は、例えば、図３に示す同心二重ノズル（１０）を備えた従来公知のカプセル製造装置を用いて、液中滴下法によって製造することができる。具体的には、図３に示す通り、第１ノズル（内側）および第２ノズル（外側）を有する同心二重ノズル（１０）を備えたカプセル製造装置を用いて、内側の第１ノズルから、カプセル内容物である、細菌を含む油性組成物（１１）を、そして外側の第２ノズルから被覆部形成組成物（１２）を同時にキャリア流体（１６）中に押し出し、次いで光照射して被覆部形成組成物を硬化させることによって、２層構造を有する非鉄金属収集用カプセルを製造することができる。
【００６７】
第１の実施形態の非鉄金属収集用カプセルの製造方法では、同心二重ノズル（１０）を通して、内側の第１ノズルからカプセル内容物である細菌を含む油性組成物（１１）を、そして内側の第２ノズルから被覆部形成組成物（１２）を同時に押し出す。そして、カプセル内容物と被覆部形成組成物とがキャリア流体（１６）内で接触する際に、カプセル内容物の極性と被覆部形成組成物の極性との差により、２層構造のシームレスカプセルが構築される。より詳しくは、キャリア流体（１６）と被覆部形成組成物（１２）との間に作用する界面張力によって、２層構造のジェット流が形成される。ジェット流は、その後、重力の作用によって、２層構造を有する球状の液滴を形成する。このとき、ジェット流に振動を加えることによって、液滴の粒径をより均一にすることができ、より好ましい。ここでキャリア流体（１６）は、ポンプなどの駆動手段（１７）によって、望ましくは一定速度で装置内を循環する。
【００６８】
なお、キャリア流体（１６）は、被覆部形成組成物の極性とは異なる極性を有していることが望ましい。上記被覆部形成組成物として親水性のものが好ましく用いられるため、キャリア流体（１６）として油性組成物が好ましく用いられる。キャリア流体として、例えば、オリーブ油、ホホバ油、コーン油、ナタネ油、豚脂、牛脂、鯨油、ヒマシ油、大豆油、米油、米胚芽油、ヤシ油、パーム油、カカオ油、アボガド油、マカデミアナッツ油、スクワラン、ミンク油、タートル油、コーン油、炭素数が８〜３０の炭化水素類、ミツロウ、カルナウバロウ、ライスワックス、ラノリン、流動パラフィン、ワセリン、炭素数が４〜３０の脂肪酸、炭素数が４〜３０の脂肪酸とショ糖とのエステル、炭素数が４〜３０の脂肪酸とグリセロールとのエステル、炭素数が４〜３０の脂肪族アルコール、炭素数が４〜３０の脂肪酸と炭素数が４〜３０の脂肪族アルコールとのエステル、およびシリコーンオイルなどが挙げられる。これらの１種のみで用いてもよく、また２種以上を混合して用いてもよい。キャリア流体として、０℃〜３０℃の温度範囲で粘度が１０〜３００ｍＰａ・ｓであるものが好ましく、３０〜２００ｍＰａ・ｓであるものがより好ましい。
【００６９】
次いで、２層構造を有する球状の液滴に対して、光源（１４）を用いて光を照射する。この光照射はいずれの段階で行ってもよく、例えば、キャリア流体（１６）中であってもよく、あるいはネットなどの分離手段（１５）を介して液滴とキャリア流体（１６）とを分離した後であってもよい。このようにして、図１の左図に示される、２層構造を有する非鉄金属収集用カプセルを得ることができる。
【００７０】
光源（１４）としては、例えば、水銀灯、蛍光灯、ゼノン灯、カーボンアーク灯、メタルハライド灯などの約２００ｎｍ〜約８００ｎｍの波長の光を照射することのできる光源であれば特に限定はなく、使用する光硬化性成分に応じて適宜選択することができる。また、上述の被覆部形成組成物に光増感剤を配合すると、可視光によって光硬化性成分を硬化させることができる。照射時間は、光源の強さまたは光源との距離に依存して設定することができる。照射時間は一般には０．０５秒間〜１０分間であり、好ましくは０．１秒間〜２分間である。
【００７１】
上記光照射によって、被覆部形成組成物が硬化して被覆部が形成され、非鉄金属収集用カプセルが得られる。得られた非鉄金属収集用カプセルは、必要に応じて、常圧乾燥法または減圧乾燥法などにより乾燥させてもよい。
【００７２】
このような第１の実施形態（図１）では、カプセル内容物（２）の極性と、被覆部（１）を形成する被覆部形成組成物の極性とが相違するため、非鉄金属収集用カプセルを簡便に製造することができる。また、粒径分布を狭く設定することができるという利点もある。
【００７３】
こうして得られた非鉄金属収集用カプセルは、非鉄金属を含む溶液中に浸漬させることによって、非鉄金属を含む溶液が被覆部を透過して、カプセル内に入り込む。図１の右図は、浸漬後、溶液が透過し、カプセル内部に、非鉄金属を含む溶液（５）が存在する状態を示す図である。これによりカプセル内の細菌と溶液とが接触することとなり、細菌が活性化する。そして細菌による非鉄金属収集活動が開始され、非鉄金属がカプセル内に収集されることとなる。
【００７４】
上記非鉄金属収集用カプセルは、必要に応じて、非鉄金属を含む溶液中に浸漬させる前に、液体培地中に浸漬して、非鉄金属収集用カプセル中の細菌を培養してもよい。例えば、ＴＳＢ（Trypticase Soy Broth）などの液体培地中に、非鉄金属収集用カプセルを、ｐＨ約７、３０℃で、６〜７２時間浸漬することによって、カプセル中の細菌を培養し、増やすことができる。
【００７５】
３層構造を有する非鉄金属収集用カプセル（第２の実施形態）の製造方法
図２の左図は、製造直後の状態において３層構造を有する非鉄金属収集用カプセルを示す模式図である。この図２に示される３層構造を有する本発明の非鉄金属収集用カプセル（第２の実施態様）は、例えば、図３に示される同心二重ノズルを、同心三重ノズルに変更した、従来公知のカプセル製造装置を用いて、液中滴下法によって製造することができる。具体的には、第１ノズル（最内部）、第２ノズル（中間部）および第３ノズル（最外部）を有する同心三重ノズルを備えたカプセル製造装置を用いて、第１ノズルからシワネラ属などの細菌を含む親水性組成物を、第２ノズルから油性組成物を、および第３ノズルから被覆部形成組成物を、同時にキャリア流体（１６）中に押し出し、次いで光照射して被覆部形成組成物を硬化させることによって、３層構造を有する非鉄金属収集用カプセルを製造することができる。この方法における具体的な手順などは、同心二重ノズルの代わりに同心三重ノズルを用いること以外は、上述と同様である。
【００７６】
この製造方法によって得られる非鉄金属収集用カプセルは、製造直後においては、油性物質からなるカプセル調製時中間層部（４）が、シワネラ属などの細菌を含む親水性組成物（６）を被覆した状態で存在する。中間層部（４）がこのような状態で存在することによって、シワネラ属などの細菌を含む親水性組成物（６）と、被覆部形成組成物（１）とが、同じ極性（親水性）であっても、良好にシームレスカプセルを製造することができることとなる。
【００７７】
こうして得られた３層構造を有する非鉄金属収集用カプセルは、経時により、上述の細菌培養処理を行うことにより、または非鉄金属を含む溶液中に浸漬することにより、図２の右図に示されるように、油性物質（４）が局在した状態となってよい。これにより、カプセル内の細菌と溶液とが良好に接触することとなり、細菌が良好に活性化することができる。そして細菌による非鉄金属収集活動が開始され、非鉄金属がカプセル内に収集されることとなる。
【００７８】
このような製造直後の状態において３層構造を有する非鉄金属収集用カプセルにおいては、シワネラ属などの細菌を含む親水性組成物として、細菌を親水性物質中で濃縮したものをそのまま用いることができるという。これにより、細菌を含む親水性組成物をより容易に調製することができるという利点がある。また、カプセル内容物として親水性組成物を用いることができるため、カプセル内容物中に、電子供与性成分および／または電子受容性成分などを良好に含めることができるという利点もある。
【００７９】
本発明の非鉄金属収集用カプセルの粒径は、例えば０．１〜１０ｍｍであるのが好ましく、０．１〜５ｍｍであるのがより好ましい。非鉄金属収集用カプセルの粒径は、溶液中に含まれる非鉄金属の種類および／または濃度、非鉄金属収集用カプセル中に含まれる菌の濃度などに応じて適宜選択することができる。
【００８０】
なお、熱硬化性分を含む被覆部形成組成物を用いて被覆部を形成する場合は、上記製造方法において、光を照射する光源を用いる代わりに、加熱されたキャリア流体を用いることによって、非鉄金属収集用カプセルを製造することができる。
【００８１】
また、熱可塑性樹脂を含む被覆部形成組成物を用いて被覆部を形成する場合は、上記製造方法において、光を照射する光源を用いる代わりに、冷却されたキャリア流体を用いることによって、非鉄金属収集用カプセルを製造することができる。熱可塑性樹脂を含む被覆部形成組成物を用いる場合においては、カプセル製造装置におけるノズル部などにおいて加熱手段を設けるのが好ましい。
【００８２】
非鉄金属を収集する方法
上記非鉄金属収集用カプセルを用いることによって、非鉄金属を収集することができる。本発明における、非鉄金属を収集する方法は、以下の工程：
上記非鉄金属収集用カプセルを、非鉄金属を含む溶液中に浸漬する浸漬工程、
上記浸漬工程において浸漬した非鉄金属収集用カプセルを分離する分離工程、
を包含する。
【００８３】
本発明の方法において用いることができる、非鉄金属を含む溶液としては、上記希少金属および希少貴金属からなる群から選択される非鉄金属を１種またはそれ以上を含む溶液であれば、特に制限されることなく用いることができる。このような溶液として、例えば、
・コバルトリッチクラスト、マンガンクラスト、マンガン団塊、海底熱水鉱床などの海底鉱物資源、
・海水などの海洋鉱物資源、
・金属含有酸化鉱（例えばラテライト、モナザイトなど）などの陸上鉱物資源、
・廃棄物などを焼却した際に得られる金属含有焼却残渣、都市鉱山などの廃棄成分含有リサイクル資源、
などを用いて調製した、非鉄金属含有水溶液（浸出液）などが挙げられる。
【００８４】
これらの溶液中に含まれる、非鉄金属などの鉱物成分は、予め破砕・粉砕されているのが好ましい。鉱物成分の粒度が大きい場合は、比表面積が小さくなるため固液接触面積が減少し、非鉄金属収集効率が劣ることとなり好ましくない。鉱物成分の粒度が大きい場合はさらに、鉱物成分が沈殿しやすくなるため、非鉄金属の収集操作に不具合が生じるおそれがある。
【００８５】
本発明の方法においては、このような非鉄金属を含む溶液中に、上記非鉄金属収集用カプセルを浸漬することによって、溶液中に含まれる非鉄金属が、カプセルを構成する被覆部を透過する。これにより、カプセル内に非鉄金属が収集されることとなる。
【００８６】
必要に応じて、非鉄金属を含む溶液に、上述の電子供与性成分および／または電子受容性成分を溶液中に加えてもよい。これらの成分を加えることによって、非鉄金属の収集効率を高めることができる。例えば、電子供与性成分を１〜５００ｍＭの濃度となるように、非鉄金属を含む溶液中に加えることができる。
【００８７】
また、必要に応じて、非鉄金属を含む溶液のｐＨを調整してもよい。非鉄金属を含む溶液はｐＨ６〜９の範囲であるのがより好ましい。
【００８８】
非鉄金属を含む溶液中に、上記非鉄金属収集用カプセルを浸漬する浸漬時間は、溶液中における非鉄金属の濃度などに応じて適宜選択することができる。浸漬時間として、例えば６〜２４０時間などが挙げられる。
【００８９】
このような浸漬によってカプセル内に非鉄金属が収集された、非鉄金属収集用カプセルを、溶液から分離することによって、カプセルを取り出すことができる。ここでの分離操作は、例えば濾過またはふるいわけといった、極めて簡便な操作によって、非鉄金属収集用カプセルを分離することができるという利点がある。こうして分離したカプセルは、カプセル構造を壊す処理、または、収集された金属に悪影響を及ぼさない範囲の温度下におけるカプセル成分の焼却処理などを行うことによって、収集された金属を容易に取り出すことができる。
【００９０】
本発明の非鉄金属収集用カプセルは、非鉄金属を含む溶液中に一定時間浸漬させるという極めて簡便な操作によって、非鉄金属を容易に収集することができるという利点がある。そしてこの非鉄金属の収集においては、非鉄金属の含有量が少ない場合であっても、効率よく、非鉄金属を濃縮収集することができるという利点がある。
【実施例】
【００９１】
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。実施例中、「部」および「％」は、ことわりのない限り、質量基準による。【００９２】
実施例１
実施例１は、カプセル内容物がシワネラ属の細菌を含む油性部であり、カプセル内容物を被覆する被覆部が、親水性の光硬化性成分を含む被覆部形成組成物が硬化することにより得られた被覆部で構成された、製造直後の状態において２層構造を有する非鉄金属収集用カプセルである。
被覆部を形成する被覆部形成組成物として、ＥＮＴＧ−３８００（関西ペイント（株）社製）４０％水溶液 ６０質量部％、アセトイン ０．６質量部、ポバール０．５％水溶液 ２０質量部を混合した組成物を調製した。
カプセル内容物として、高濃度培養した還元細菌であるシワネラ（Shewanella）属オネイデンシス（oneidensis）を、油性物質であるヤシ油に分散懸濁し、カプセル１粒当たり１．２×１０８cells／capsuleとなるように濃度調整した懸濁組成物を調製した。
次に、図３に示す、同心二重ノズルを有する装置（森下仁丹（株）社製、シームレスカプセル製造装置）を用いて、二重ノズルの内側ノズルから懸濁組成物を、その外側ノズルから被覆部形成組成物を流下するキャリア流体中に同時に射出し、油性流体中でカプセル粒子を形成させ、カプセル粒子形成直後に波長３２０〜４００ｎｍの高圧水銀灯を用いて紫外線を照射し、被覆部形成組成物の光硬化性成分（ＥＮＴＧ−３８００）を重合させて、粒径４ｍｍの２層構造の非鉄金属収集用シームレスカプセルを得た。キャリア流体として流動パラフィンを用いた。【００９３】
実施例２
実施例２は、カプセル内容物がシワネラ属の細菌を含む親水性部であり、カプセル内容物を被覆する被覆部が、親水性の光硬化性成分を含む被覆部形成組成物が硬化することにより得られた被覆部で構成されており、そしてカプセル製造直後の状態では油性物質からなる中間層が存在する、製造直後の状態において３層構造を有する非鉄金属収集用カプセルである。
被覆部を形成する被覆部形成組成物として、ＥＮＴＧ−３８００（関西ペイント（株）社製）４０％水溶液 ６０質量部％、アセトイン ０．６質量部、ポバール０．５％水溶液 ２０質量部を混合した組成物を調製した。
カプセル内容物として、高濃度培養した還元細菌であるシワネラ（Shewanella）属オネイデンシス（oneidensis）を、親水性溶液培地中にカプセル１粒当たり１．２×１０８cells／capsuleで含まれるように濃度調整した親水性内層組成物を調製した。
更に中間層としてイソ酪酸酢酸スクロース(SAIB)とヤシ油を５０：５０で混合した油性組成物を調製した。
次に、図３に示す同心二重ノズルを有する装置から、同心二重ノズルを同心三重ノズルに置き換えた装置（森下仁丹（株）社製、シームレスカプセル製造装置）を用いて、三重ノズルの最内側ノズルからカプセル内容物を、その外側ノズルから中間層組成物を、最外側ノズルから被覆部形成組成物を流下する油性流体中に同時に射出し、油性流体中でカプセル粒子を形成させ、カプセル粒子形成直後に波長３２０〜４００ｎｍの高圧水銀灯を用いて紫外線を照射し、被覆部形成組成物の光硬化性成分（ＥＮＴＧ−３８００）を重合させて、粒径４ｍｍの３層構造の非鉄金属収集用シームレスカプセルを得た。キャリア流体としてシリコーンオイルを用いた。【００９４】
実施例３
実施例１で得られた２層構造の非鉄金属収集用シームレスカプセルを、ＴＳＢ液体培地中に、ｐＨ７．２、３０℃で４８時間浸漬して、カプセル内に含まれるシワネラ（Shewanella）属オネイデンシス（oneidensis）の培養操作を行った。
培養したカプセルを、緩衝液（ＫＨ２ＰＯ４／ＮａＯＨ）を用いて洗浄した。次いで、カプセルを、１ｍＭ Ｐｄ（II）イオンおよび５０ｍＭ ギ酸を含む水溶液（２５℃、ｐＨ７．０）中に浸漬した。水溶液中に浸漬されたカプセルの個数は、１．２×１０７ｃａｐｓｕｌｅｓ／ｍ３であった。
カプセル浸漬から、３分、１時間、２時間、３時間、４時間５時間および２４時間経過した時点における、水溶液中のＰｄ（II）イオン濃度を、ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ：Inductively Coupled Plasma）発光分析装置を用いて測定した。
カプセル浸漬から２４時間経過後に、カプセルを含む水溶液を濾過して、浸漬したカプセルを取り出した。
この実験において、培養操作後、浸漬操作前のカプセルは乳白色であった。一方、カプセル浸漬から２４時間経過後に取り出したカプセルは、灰色〜黒色であった。【００９５】
なお、比較試験として、上記水溶液そのままの例、上記水溶液にシワネラ（Shewanella）属オネイデンシス（oneidensis）をそのまま６．７×１０１５ｃｅｌｌｓ／ｍ３の濃度で加えて懸濁させた例、および上記水溶液にシワネラ（Shewanella）属オネイデンシス（oneidensis）をそのまま６．７×１０１５ｃｅｌｌｓ／ｍ３の濃度で加えて懸濁させ、かつ、ギ酸の濃度を２００ｍＭに調整した例、の３種について、３分、１時間、２時間、３時間、４時間５時間および２４時間経過した時点における、水溶液中のＰｄ（II）イオン濃度を、ＩＣＰ発光分析装置を用いて測定した。
実施例３およびこれらの比較試験における、水溶液中のＰｄ（II）イオン濃度の変化を示すグラフを、図４に示す。
なお、シワネラ（Shewanella）属オネイデンシス（oneidensis）をそのまま加えて懸濁させた２つの比較試験においては、２時間経過後においてＰｄ（II）イオン濃度が大幅に減少したため、この時点で測定を中断した。【００９６】
実施例４
実施例１で得られた２層構造の非鉄金属収集用シームレスカプセルを、ＴＳＢ液体培地中に、ｐＨ７．２、３０℃で４８時間浸漬して、カプセル内に含まれるＳ．ｏｎｅｉｄｅｎｓｉｓの培養操作を行った。
培養したカプセルを、緩衝液（ＫＨ２ＰＯ４／ＮａＯＨ）を用いて洗浄した。次いで、カプセルを、５ｍＭ Ｐｄ（II）イオンおよび２００ｍＭ ギ酸を含む水溶液（２５℃、ｐＨ７．０）中に浸漬した。水溶液中に浸漬されたカプセルの個数は、１．２×１０７ｃａｐｓｕｌｅｓ／ｍ３であった。
カプセル浸漬から２４時間経過後に、カプセルを含む水溶液を濾過して、浸漬したカプセルを取り出した。
この実験において、培養操作後、浸漬操作前のカプセルは乳白色であった。一方、カプセル浸漬から２４時間経過後に取り出したカプセルは、黒色であった。
浸漬操作前のカプセル（培養操作後、浸漬実験操作前、左）、およびカプセル浸漬から２４時間経過後に取り出したカプセル（右）の写真を、図５に示す。【００９７】
上記実施例３に示されるように、本発明の非鉄金属収集用カプセルを、パラジウムイオンを含む水溶液中に２４時間浸漬することによって、水溶液中のパラジウムイオンの濃度を有意に下げることができた。浸漬後のカプセルは灰色〜黒色となっており、濾過することによってカプセルを容易に取り出すことができた。
パラジウムイオンを含む水溶液中に、シワネラ（Shewanella）属オネイデンシス（oneidensis）をそのまま６．７×１０１５ｃｅｌｌｓ／ｍ３の濃度で加えて懸濁させた比較試験においては、浸漬後２時間の時点において、水溶液中のパラジウムイオンの濃度が有意に下がっていた。しかしながら、この実験例においては、シワネラ（Shewanella）属オネイデンシス（oneidensis）が懸濁状態で分散しているため、濾過などによって取り出すことは困難であった。【００９８】
実施例５
実施例２で得られた、製造直後の状態において３層構造を有する非鉄金属収集用カプセルを、実施例３および４と同様に、ＴＢＳ液体培地中に、ｐＨ７．２、３０度で４８時間浸漬して、カプセル中に含まれる菌の培養操作を行った。
培養したカプセルを、緩衝液（ＫＨ２ＰＯ４／ＮａＯＨ）を用いて洗浄した。次いで、得られたカプセルを、塩化インジウム濃度が１ｍＭである水溶液（ｐＨ３．５、２０ｍＬ）中に浸漬した。水溶液中に浸漬されたカプセルの個数は１００個であった。また、水溶液中に浸漬された、カプセル内に存在する菌の数は１．０×１０１０ｃｅｌｌｓ／ｍｌであった。
カプセル浸漬前、そしてカプセル浸漬から５分後、３０分後、１時間後、２時間後、３時間後および６時間後における、水溶液中に含まれるインジウムイオンの濃度を、ＩＣＰ発光分析装置を用いて測定した。この実施例５における、カプセル浸漬から６時間経過後におけるインジウムの収集率は９８．５％であった。
なお、比較試験として、カプセルを浸漬していない上記水溶液についても、上記時間においてインジウムイオン濃度を測定した。
実施例５およびこの比較試験における、水溶液中のインジウムイオン濃度の変化を示すグラフを、図６に示す。【００９９】
実施例６
実施例６は、廃棄物であるＩＣチップを用いて、この廃棄物から金を回収した実施例である。非鉄金属収集用カプセルとして、製造直後の状態において３層構造を有するカプセルを用いた。
被覆部を形成する被覆部形成組成物として、ＲＭ−６５７２（サンユレック（株）社製）４０％水溶液 ６０質量部％、アセトイン ０．６質量部、ポバール０．５％水溶液 ２０質量部を混合した組成物を調製した。
カプセル内容物として、高濃度培養した還元細菌であるシワネラ（Shewanella）属アルゲ（algae）を、親水性溶液培地中にカプセル１粒当たり１．２×１０８cells／capsuleで含まれるように濃度調整した親水性内層組成物を調製した。
更に中間層としてイソ酪酸酢酸スクロース(SAIB)とヤシ油を５０：５０で混合した油性組成物を調製した。
次に、図３に示す同心二重ノズルを有する装置から、同心二重ノズルを同心三重ノズルに置き換えた装置（森下仁丹（株）社製、シームレスカプセル製造装置）を用いて、三重ノズルの最内側ノズルからカプセル内容物を、その外側ノズルから中間層組成物を、最外側ノズルから被覆部形成組成物を流下する油性流体中に同時に射出し、油性流体中でカプセル粒子を形成させ、カプセル粒子形成直後に波長３２０〜４００ｎｍの高圧水銀灯を用いて紫外線を照射し、被覆部形成組成物の光硬化性成分（ＲＭ−６５７２）を重合させて、粒径４ｍｍの３層構造の非鉄金属収集用シームレスカプセルを得た。キャリア流体としてシリコーンオイルを用いた。
こうして得られた、製造直後の状態において３層構造を有する非鉄金属収集用カプセルを、実施例３および４と同様に、ＴＢＳ液体培地中に、ｐＨ７．２、３０度で４８時間浸漬して、カプセル中に含まれる菌の培養操作を行った。
培養したカプセルを、緩衝液（ＫＨ２ＰＯ４／ＮａＯＨ）を用いて洗浄した。【０１００】
廃棄物であるＩＣ（半導体集積回路）チップを細かく砕いて、ＩＣチップ粉砕物とした。得られたＩＣチップ粉砕物を、塩酸を用いてｐＨ０．７に調製した水溶液中に１日間浸漬して、ＩＣチップ浸出液を調製した。
こうして得られたＩＣチップ浸出液（ｐＨ０．７、２０ｍＬ）中に、上記により得られたカプセルを浸漬した。ＩＣチップ浸出液中に浸漬されたカプセルの個数は１００個であった。また、ＩＣチップ浸出液中に浸漬された、カプセル内に存在する菌の数は３．０×１０１０ｃｅｌｌｓ／ｍｌであった。
カプセル浸漬前、そしてカプセル浸漬から１０分後、３０分後、１時間後、２時間後、３時間後および６時間後における、ＩＣチップ浸出液中に含まれる金元素の濃度を、ＩＣＰ発光分析装置を用いて測定した。この実施例６における、カプセル浸漬から６時間経過後における金の収集率は７５．７％であった。【０１０１】
なお、比較実験として、ＩＣチップ浸出液そのままの例、および、ＩＣチップ浸出液に、シワネラ（Shewanella）属アルゲ（algae）をそのまま４．０×１０１０ｃｅｌｌｓ／ｍｌの濃度で加えて懸濁させた例の２種について、上記時間において、金元素の濃度を、ＩＣＰ発光分析装置を用いて測定した。
実施例６およびこれらの比較試験における、ＩＣチップ浸出液中の金イオン（［ＡｕＣｌ４］−）濃度の変化を示すグラフを、図７に示す。【０１０２】
上記実施例５および６より、本発明の非鉄金属収集用カプセルを用いて、インジウムそして金を収集することができることが確認された。
さらに実施例６に示されるように、廃棄物であるＩＣチップから金を回収ことができることも確認された。実施例６で用いたＩＣチップ浸出液は、ｐＨ０．７という強酸性水溶液である。このような強酸性水溶液からも、金を良好に回収できることが確認された。
なお、ＩＣチップ浸出液中に、シワネラ（Shewanella）属アルゲ（algae）をそのまま４．０×１０１０ｃｅｌｌｓ／ｍｌの濃度で加えて懸濁させた、実施例６の比較試験においても、金元素の濃度が有意に下がっていた。しかしながら、この実験例においては、シワネラ（Shewanella）属アルゲ（algae）が懸濁状態で分散しているため、濾過などによって取り出すことは困難であった。【０１０３】
加えて、実施例６によって、本発明の非鉄金属収集用カプセルは、収集対象金属である金以外にも様々な金属成分が含まれるＩＣチップ浸出液から、収集対象である金のみを選択的に収集できることが確認された。ＩＣチップ浸出液には、金以外にも、銅などの様々な金属成分が含まれる。そして、本実施例において用いたＩＣチップ浸出液中に含まれる銅元素の濃度は、金元素の濃度と比較して極めて高いことが確認されている。そして、実施例６において、非鉄金属収集用カプセル内に収集された成分は金のみであった。このように、本発明の非鉄金属収集用カプセルは、銅元素が過剰量含まれるＩＣチップ浸出液から、金元素のみを選択的に収集することができるという、極めて優れた性能を有していることが確認された。【０１０４】
実施例７
実施例６で製造した、製造直後の状態において３層構造を有する非鉄金属収集用カプセルを、実施例６と同様に培養操作を行った。
得られたカプセルを、１ｍＭの白金（ＩＶ）イオンおよび５０ｍＭ乳酸ナトリウムを含む水溶液（ｐＨ７．０、２０ｍＬ）中に浸漬した。水溶液中に浸漬されたカプセルの個数は、１００個であった。また、水溶液中に浸漬された、カプセル内に存在する菌の数は３．０×１０１０ｃｅｌｌｓ／ｍｌであった。
カプセル浸漬前、そしてカプセル浸漬から１０分後、３０分後、１時間後、３時間後、６時間後における、水溶液中に含まれる白金元素の濃度を、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて測定した。この実施例７における、カプセル浸漬から６時間経過後における白金の収集率は７２．０％であった。
なお、比較試験として、カプセルを浸漬していない上記水溶液についても、上記時間において白金濃度を測定した。
実施例７およびこの比較試験における、水溶液中の白金（ＩＶ）イオン濃度の変化を示すグラフを図８に示す。【０１０５】
実施例８
被覆部を形成する被覆部形成組成物として、ＵＡ−７１００（新中村化学工業（株）社製）４０％水溶液  ６０質量部％、アセトイン０．６質量部、ポバール０．５％水溶液２０質量部を混合した組成物を調整して用いた以外は、実施例６と同様にして、製造直後の状態において３層構造を有する非鉄金属収集用カプセルを得た。次いで、得られたカプセルを、実施例６と同様に培養操作を行った。
こうして得られたカプセルを、１ｍＭのガリウム（III）イオンを含む水溶液（ｐＨ３．６、２０ｍＬ）中に浸漬した。水溶液中に浸漬されたカプセルの個数は、１００個であった。また、水溶液中に浸漬された、カプセル内に存在する菌の数は３．０×１０１０ｃｅｌｌｓ／ｍｌであった。
カプセル浸漬前、そしてカプセル浸漬から１５分後、３０分後、１時間後、３時間後、６時間後における、水溶液中に含まれるガリウム元素の濃度を、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて測定した。この実施例８における、カプセル浸漬から６時間経過後におけるガリウムの収集率は７９．２％であった。
なお、比較試験として、カプセルを浸漬していない上記水溶液についても、上記時間においてガリウム濃度を測定した。
実施例８およびこの比較試験における、水溶液中のガリウム（III）イオン濃度の変化を示すグラフを図９に示す。【０１０６】
実施例９
実施例６で製造した、製造直後の状態において３層構造を有する非鉄金属収集用カプセルを、実施例６と同様に培養操作を行った。
得られたカプセルを、１ｍＭのロジウム（III）イオンおよび５０ｍＭギ酸ナトリウムを含む水溶液（ｐＨ７．０、２０ｍＬ）中に浸漬した。水溶液中に浸漬されたカプセルの個数は、１００個であった。また、水溶液中に浸漬された、カプセル内に存在する菌の数は３．０×１０１０ｃｅｌｌｓ／ｍｌであった。
カプセル浸漬前、そしてカプセル浸漬から１０分後、３０分後、１時間後、３時間後、６時間後における、水溶液中に含まれるロジウム元素の濃度を、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて測定した。この実施例９における、カプセル浸漬から６時間経過後におけるロジウムの収集率は５８．０％であった。
なお、比較試験として、カプセルを浸漬していない上記水溶液についても、上記時間においてロジウム濃度を測定した。
実施例９およびこの比較試験における、水溶液中のロジウム（III）イオン濃度の変化を示すグラフを図１０に示す。【０１０７】
実施例１０
実施例６で製造した、製造直後の状態において３層構造を有する非鉄金属収集用カプセルを、実施例６と同様に培養操作を行った。
得られたカプセルを、０．５ｍＭのジスプロシウム（III）イオンを含む水溶液（ｐＨ５．５、２０ｍＬ）中に浸漬した。水溶液中に浸漬されたカプセルの個数は、１００個であった。また、水溶液中に浸漬された、カプセル内に存在する菌の数は３．０×１０１０ｃｅｌｌｓ／ｍｌであった。
カプセル浸漬前、そしてカプセル浸漬から１５分後、３０分後、１時間後、３時間後、６時間後における、水溶液中に含まれるジスプロシウム元素の濃度を、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて測定した。この実施例１０における、カプセル浸漬から６時間経過後におけるロジ有無の収集率は８８．０％であった。
なお、比較試験として、カプセルを浸漬していない上記水溶液についても、上記時間においてジスプロシウム濃度を測定した。
実施例９およびこの比較試験における、水溶液中のジスプロシウム（III）イオン濃度の変化を示すグラフを図１１に示す。【０１０８】
上記実施例７〜１０に示されるように、本発明の非鉄金属収集用カプセルを用いて、白金、ガリウム、ロジウムおよび希土類元素などの様々な非鉄金属を収集することができることが確認できた。【０１０９】
なお、上記実施例において、非鉄金属収集用カプセル中に含まれる菌数を増やす、水溶液中に浸漬される非鉄金属収集用カプセルの数を増加させる、非鉄金属収集用カプセルの粒径を例えば０．１〜２ｍｍの範囲に設計するなどの手段によって、非鉄金属の収集率および／または収集速度をより向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明の非鉄金属収集用カプセルは、非鉄金属を含む溶液中に一定時間浸漬させるという極めて簡便な操作によって、非鉄金属を容易に収集することができるという利点がある。本発明の非鉄金属収集用カプセルを用いた非鉄金属の収集は、化学反応を用いる方法のような多量のエネルギー消費を伴うことなく、非鉄金属を収集することができる。また、溶媒抽出法のように多量の廃棄溶媒を伴うこともなく、環境に対する負荷も少ないという利点がある。さらに本発明においては、非鉄金属収集用カプセルを溶液中に一定期間浸漬して、その後に濾過などの手段によって取り出すという極めて簡便な操作によって非鉄金属を収集することができるため、多額の設備投資を伴うことなく簡便に実施することができるという利点がある。
【符号の説明】
【０１１１】
１：被覆部、
２：油性部、
３：カプセル内容物、
４：中間層部（油性物質）、
５：親水性部、
６：親水性部、
１０：二重ノズル、
１１：カプセル内容物、
１２：被覆部形成組成物、
１３：形成管、
１４：光源、
１５：分離手段、
１６：キャリア流体、
１７：駆動手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2012060417.tif 000013
【国際調査報告】
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