(57)【要約】  本発明の課題は、希土類元素を固化する能力を有する微生物を用いて希土類元素を固化及び回収する方法、並びに希土類元素の回収装置を提供することである。本発明によれば、希土類元素を固化する能力を有する微生物を、希土類元素を含む溶液中で培養することによって希土類元素を固化する工程、及び固化した希土類元素を含む微生物をキレート剤又は酸で処理することによって希土類元素を回収する工程を含む、希土類元素を回収する方法が提供される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類元素を固化する能力を有する微生物を、希土類元素を含む溶液中で培養することによって希土類元素を固化する工程、及び固化した希土類元素を含む微生物をキレート剤又は酸で処理することによって希土類元素を回収する工程を含む、希土類元素を回収する方法。
【請求項２】
微生物が、イットリウム（Ｙ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）から選択される１以上の希土類元素を固化する能力を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
微生物が、イットリウム（Ｙ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）の全てを固化する能力を有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
微生物が、テラトスファエリアセアエ（Teratosphaeriaceae）科に属する、請求項１から３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
微生物が、コロニーは黒色、棒状の形態（長径１０μｍ、短径２μｍ）、胞子（球形１μｍ）、ｐＨ２〜４で増殖最適という科学的性質を有する、請求項１から４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
微生物が、受託番号ＮＩＴＥ  ＢＰ−０１５９３を有する微生物である、請求項１から５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
キレート剤がＥＤＴＡであり、酸が塩酸である、請求項１から６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
キレート剤が３ｍＭから１０００ｍＭのＥＤＴＡであり、酸が３０ｍＭから１０００ｍＭの塩酸である、請求項１から７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
微生物が担体上に固定されている、請求項１から８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
（ｉ）請求項１から９の何れか１項に記載の方法により希土類元素を回収する工程；
（ｉｉ）上記工程（ｉ）においてキレート剤又は酸で処理された微生物を回収する工程、及び
（ｉｉｉ）上記工程（ｉｉ）において回収した微生物を用いて請求項１から９の何れか１項に記載の方法により希土類元素を回収する工程を含む、希土類元素を回収する方法。
【請求項１１】
（ａ）希土類元素を固化する能力を有する微生物を固定した担体；及び
（ｂ）希土類元素を含む溶液中で上記担体上の微生物を培養するための培養槽；及び
（ｃ）キレート剤又は酸を収容するための溶離槽；
を含む、請求項１から１０の何れか１項に記載の方法により希土類元素を回収するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類元素を溶出させる能力を有する微生物を用いて希土類元素を回収する方法、並びに希土類元素の回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
希土類元素(REE)は、周期表第三族の原子番号21番のスカンジウム(Sc)及び39番のイットリウム(Y)と、57番から71番のランタノイドと総称される15元素の元素グループのことを指す。希土類元素は、特殊な電子軌道の原子構造をしており、蛍光や磁性、高温での超伝導性などの性質を持つため、蛍光材料や永久磁石、超伝導材料として日本の産業にとって欠かせない金属である。特に、ジスプロシウム (Dy)は、耐熱性ネオジム(Nd)磁石と呼ばれる高温に耐える強力磁石の原料としてその需要が増加している。【０００３】
Dyは産出国が限られているだけでなく、さらに環境保全対策等の影響があり輸出価格は乱高下し続けている。また、Nd磁石は、モーターとして次世代型自動車や携帯電話、パソコンに利用されており、日本国内で年間約16,000トン生産されている。その製造工程から排出される5,600トンの研磨屑は、物理化学的処理によるリサイクルが試みられている。しかし、物理化学的な回収方法は、低濃度の含有物から希土類元素を完全に回収することができない。そのため、REEリサイクル回収は、低濃度の残存希土類元素の回収が課題である。昨今、環境保全や資源循環型社会の重要性が強調されている。こうした課題を解決するための新たな技術の 1 つとして、微生物の金属代謝が注目されている。微生物の金属代謝は、脱窒のような特異的な呼吸による元素態への変換や、マンガンの選択的濃縮・蓄積等が知られる。しかし、微生物機能の解明やその機能をフォローアップするためのシステム開発が進まなかったことにより、微生物を用いた資源のリサイクルはほとんど行われていない。【０００４】
特許文献１には、希土類元素を固化する能力を有する微生物としてテラトスファエリアセアエ（Teratosphaeriaceae）科に属する微生物（受託番号ＮＩＴＥ  ＢＰ−０１５９３）、並びに上記微生物を用いた希土類元素の固化方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１４／１７８３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、溶液中からREEを蓄積し濃縮固化するテラトスファエリアセアエ（Teratosphaeriaceae）科に属するＴ９株（Teratosphaeriaceae sp. T9）が記載されている。この微生物は、低濃度Dy溶液を用いた蓄積試験で 90%のDy を固化回収できる。しかし、実用化するためにはさらに短時間で効率を高める必要がある。本発明では、REE代謝メカニズムを解明することによって高効率なREE 蓄積方法を探究し、微生物を用いた REE 回収技術を確立することを目的とする。本発明の課題は、希土類元素を固化する能力を有する微生物を用いて希土類元素を固化及び回収する方法、並びに希土類元素の回収装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は上記課題を解決することを目的として、先ず、希土類元素を固化する能力を有する微生物のREE 蓄積特性と蓄積部位を解明し、代謝産物であるREE 固化回収物の化学状態を解明した。そして上記微生物を用いた溶液からのREE回収条件の最適化を検討し、さらにREE固化回収物の精錬方法を検討した。その結果、EDTA又はHClを用いてDy固化回収物から100%のDyを脱着できること、並びにDy脱着後の菌体を再利用してDy 固化回収できることを見出し、本発明を完成するに至った。【０００８】
すなわち、本発明の態様は以下に関する。
［１］希土類元素を固化する能力を有する微生物を、希土類元素を含む溶液中で培養することによって希土類元素を固化する工程、及び固化した希土類元素を含む微生物をキレート剤又は酸で処理することによって希土類元素を回収する工程を含む、希土類元素を回収する方法。
［２］微生物が、イットリウム（Ｙ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）から選択される１以上の希土類元素を固化する能力を有する、［１］に記載の方法。
［３］微生物が、イットリウム（Ｙ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）の全てを固化する能力を有する、［１］又は［２］に記載の方法。
［４］微生物が、テラトスファエリアセアエ（Teratosphaeriaceae）科に属する、［１］から［３］の何れかに記載の方法。
［５］微生物が、コロニーは黒色、棒状の形態（長径１０μｍ、短径２μｍ）、胞子（球形１μｍ）、ｐＨ２〜４で増殖最適という科学的性質を有する、［１］から［４］の何れかに記載の方法。
［６］微生物が、受託番号ＮＩＴＥ  ＢＰ−０１５９３を有する微生物である、［１］から［５］の何れかに記載の方法。【０００９】
［７］キレート剤がＥＤＴＡであり、酸が塩酸である、［１］から［６］の何れかに記載の方法。
［８］キレート剤が３ｍＭから１０００ｍＭのＥＤＴＡであり、酸が３０ｍＭから１０００ｍＭの塩酸である、［１］から［７］の何れかに記載の方法。
［９］微生物が担体上に固定されている、［１］から［８］の何れかに記載の方法。
［１０］（ｉ）［１］から［９］の何れかに記載の方法により希土類元素を回収する工程；
（ｉｉ）上記工程（ｉ）においてキレート剤又は酸で処理された微生物を回収する工程、及び
（ｉｉｉ）上記工程（ｉｉ）において回収した微生物を用いて［１］から［９］の何れかに記載の方法により希土類元素を回収する工程を含む、希土類元素を回収する方法。
［１１］（ａ）希土類元素を固化する能力を有する微生物を固定した担体；及び
（ｂ）希土類元素を含む溶液中で上記担体上の微生物を培養するための培養槽；及び
（ｃ）キレート剤又は酸を収容するための溶離槽；
を含む、［１］から［１０］の何れかに記載の方法により希土類元素を回収するための装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による微生物を用いた希土類元素の回収方法によれば、物理化学的手法と異なり、常温・常圧で反応が進むため、省エネルギー・低コストのリサイクルプロセスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、Dy 固化回収物からのDy脱着試験を示す。
【図２】図２は、Dy 脱着後のT9株を用いたDy蓄積試験を示す。
【図３】図３は、脱着試験後の菌体を用いたDy蓄積試験の培養7日目を示す。
【図４】図４は、T9 株を応用した連続的なREE 回収システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明による希土類元素を回収する方法は、希土類元素を固化する能力を有する微生物を、希土類元素を含む溶液中で培養することによって希土類元素を固化する工程、及び固化した希土類元素を含む微生物をキレート剤又は酸で処理することによって希土類元素を回収する工程を含む方法である。
【００１３】
本発明で用いる微生物は、希土類元素を固化する能力を有する微生物である。
希土類元素とは、具体的には、Ｓｃ（スカンジウム）、Ｙ（イットリウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｃｅ（セリウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｐｍ（プロメチウム）、Ｓｍ（サマリウム）、Ｅｕ（ユウロピウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｔｂ（テルビウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｈｏ（ホルミウム）、Ｅｒ（エルビウム）、Ｔｍ（ツリウム）、Ｙｂ（イッテルビウム）及びＬｕ（ルテチウム）の１７種である。本発明の微生物は、上記した希土類元素のうちの少なくとも１種以上を固化する能力を有すればよい。好ましくは、本発明の微生物は、イットリウム（Ｙ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）から選択される１以上の希土類元素を固化する能力を有する微生物であり、好ましくは、微生物は、ジスプロシウム（Ｄｙ）を固化する能力を有する。特に好ましくは、微生物は、イットリウム（Ｙ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）の全てを固化する能力を有する。
【００１４】
本発明において、固化とは、溶液中に溶存している希土類元素が不溶化（ミネラリゼーション）することを意味する。微生物が希土類元素を固化する能力を有することは、実施例に記載の方法により確認することができる。具体的には、希土類元素の塩化物の溶液（例えばＤｙＣｌ3溶液）を添加した微生物用培地に、微生物を含む試料を接種し、微生物を増殖できる条件下で培養した後、サンプリング試料の上清中における希土類元素濃度を測定することによって、希土類元素を固化する能力を測定することができる。本発明の希土類元素を固化する能力を有する微生物は、上記又はそれに準じた方法により、野生株、変異株等の中からスクリーニングすることで単離採取することができる。
【００１５】
本発明の希土類元素を固化する能力を有する微生物が属する属は、特に限定されない。環境試料などから採取した微生物について、１６ＳｒＲＮＡの情報等に基づいて微生物を分類（属種の同定）する方法は公知である。本発明で使用する微生物は、野生株、変異株、遺伝子工学的手法等により作製される組換え体などの何れの微生物であってもよい。
【００１６】
本発明の希土類元素を固化する能力を有する微生物が属する属は、好ましくはテラトスファエリアセアエ（Teratosphaeriaceae）科に属する微生物（例えば、ペニジエラ（Penidiella）属微生物）、又はドシデアレス（Dothideales）目に属する微生物（例えば、マイコスファエレラシアエ（Mycosphaerellaceae）科微生物）である。上記微生物は、１８ＳｒＤＮＡ、２８ＳｒＤＮＡ−Ｄ１／Ｄ２、ＩＴＳ−５．８ＳｒＤＮＡの塩基配列において９５％以上の相同性を有することが判明している。上記のように、本発明においては、１８ＳｒＤＮＡ、２８ＳｒＤＮＡ−Ｄ１／Ｄ２、ＩＴＳ−５．８ＳｒＤＮＡの塩基配列において、テラトスファエリアセアエ（Teratosphaeriaceae）科に属する微生物と９５％以上の相同性を有する微生物を使用することができる。テラトスファエリアセアエ（Teratosphaeriaceae）科に属する微生物の一例としては、本明細書の実施例で使用したＴ９株（Teratosphaeriaceae sp. T9）を挙げることができる（国際公開ＷＯ２０１４／１７８３６０号公報を参照）。Ｔ９株は、受託番号ＮＩＴＥ  ＢＰ−０１５９３として、２０１３年４月１５日に独立行政法人  製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センター（郵便番号２９２−０８１８  日本国千葉県木更津市かずさ鎌足２−５−８  １２２号室）に寄託されている。Ｔ９株は、コロニーは黒色、棒状の形態（長径１０μｍ、短径２μｍ）、胞子（球形１μｍ）、ｐＨ２〜４で増殖最適という科学的性質を有する。Ｔ９株は、ペニジエラ（Penidiella）属に属する。
【００１７】
本発明によれば、希土類元素を含む溶液中で、本発明の希土類元素を固化する能力を有する微生物を培養することによって、希土類元素を固化する。固化する希土類元素の種類は特に限定されないが、好ましくは、イットリウム（Ｙ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）から選択される１以上であり、特に好ましくはジスプロシウム（Ｄｙ）である。
【００１８】
本発明の微生物を培養する方法は、希土類元素を固化できる限り特に限定されず、使用する微生物の性質に応じて好適な培養条件を適宜選択することができる。例えば、Ｔ９株の場合には、培地のｐＨ２〜４、振とう培養などの好気条件下、温度２５〜４０℃、好ましくは温度２５〜３５℃、特に好ましくは２８〜３２℃で培養を行うことができる。
【００１９】
本発明の希土類元素を固化する能力を有する微生物を培養する際には、好ましくはリン酸の存在下において培養を行うことができる。リン酸の存在下において培養を行うことにより、微生物の希土類元素固化能力を向上させることができる場合がある。
【００２０】
本発明においては、上記方法により希土類元素を固化し、その後、固化された希土類元素を回収することができる。
固化された希土類元素の回収は、固化した希土類元素を含む微生物をキレート剤又は酸で処理することによって、希土類元素を微生物から溶離させることにより行うことができる。
【００２１】
キレート剤としては、希土類元素を微生物から溶離できるものであれば特に限定されないが、例えば、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、Ｌ−アスパラギン酸二酢酸（ＡＳＤＡ）、Ｌ−グルタミン酸二酢酸（ＧＬＤＡ）、エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’−ジコハク酸  （ＥＤＤＳ）、（ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）などを使用することができる。
酸としては、希土類元素を微生物から溶離できるものであれば特に限定されないが、例えば、無機酸（塩酸、硫酸、硝酸など）又は有機酸（ギ酸、酢酸、クエン酸、シュウ酸など）を使用することができる。
【００２２】
キレート剤及び酸の濃度は、希土類元素を微生物から溶離できる限り特に限定されず、適宜設定することができる。例えば、ＥＤＴＡの場合には、３ｍＭから１０００ｍＭが好ましく、３ｍＭから５００ｍＭがより好ましく、１０ｍＭから５００ｍＭがさらに好ましく、３０ｍＭから５００ｍＭがさらに好ましく、３０ｍＭから３００ｍＭがさらに好ましい。塩酸の場合には、３ｍＭから１０００ｍＭが好ましく、３０ｍＭから１０００ｍＭがより好ましく、３０ｍＭから５００ｍＭがさらに好ましく、５０ｍＭから５００ｍＭがさらに好ましい。
【００２３】
希土類元素の回収は、遠心分離、フィルター濾過、又はそれらの組み合わせなど公知の方法で行うことができる。
【００２４】
本発明において好ましくは、担体上に固定した微生物を使用することができる。
微生物を固定するための担体としては、特に限定されず、形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができる。
【００２５】
担体の形状としては、例えば、球状、粒状、塊状（ペレット状）、シート状、柱状、網状、カプセル状などが挙げられる。担体の構造としては、１種の部材で形成されていてもよいし、２種以上の部材で形成されていてもよい。担体は、単層構造でも積層構造でもよい。担体の微細構造としては、例えば、微生物と、希土類元素を含む溶液とが接触可能な構造であれば特に制限はないが、例えば、多孔質構造、網状構造などが挙げられる。このような構造の場合、担体に固定化された微生物と、希土類元素を含む溶液との接触面積を大きくすることができるため有利である。また、担体の大きさは、担体を収容する容器の大きさ等に応じて適宜選択することができる。
【００２６】
担体の材質としては、多糖類、タンパク質、合成高分子、無機物などが好ましいが、特に限定されない。多糖類としては、セルロース、デキストラン、アガロース、アルギン酸ナトリウム、寒天、カラギーナンなどが挙げられる。タンパク質としては、ゼラチン、アルブミン、コラーゲンなどが挙げられる。合成高分子としては、アクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルクロリド、ポリスチレン、ポリウレタンなどが挙げられる。無機物としては、シリカゲル、活性炭、砂、ゼオライト、多孔性ガラス、アンスラサイト、ゼオライト、発泡煉石、溶融スラグなどが挙げられる。
【００２７】
担体に微生物を固定化する方法は、特に限定されず、常法に従って行うことができる。例えば、担体結合法、架橋法、包括法などが好ましい。担体結合法は、水に不溶性の担体の表面に微生物を固定化させる方法である。架橋法は、２個以上の官能基を持つ試薬と架橋させる方法である。包括法は、微生物をゲルの格子内に包み込むか（格子型）又はポリマーの皮膜によって被覆する方法（マイクロカプセル）である。
【００２８】
微生物を固定した担体は、希土類元素を含む溶液と接触させる際に容器中に収容されていることが好ましい。担体が容器に収容されていることにより、担体と希土類元素を含む溶液との接触を効率よく、かつ制御して行うことができる。
容器の形状、構造、大きさ、材質は特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。容器の形状としては、例えば、円筒状などが好適に挙げられる。容器の材質としては、例えば、ガラス、樹脂、ステンレスなどが挙げられる。
【００２９】
本発明においては、本明細書中において上記した方法により希土類元素を微生物から溶離させた後に、キレート剤又は酸で処理された微生物を回収することができる。回収した回収した微生物を用いて、再度、希土類元素を含む溶液中で培養を行うことによって希土類元素を固化及び回収することができる。上記した連続的なREE 回収システムの一例を図４に示す。希土類元素を固化する能力を有する微生物を固定した担体を、希土類元素を含む溶液を含む培養槽の中に導入して、上記微生物に希土類元素を固化させる（左から１番目の図）。次に、固化した希土類元素を含む微生物が固定された担体を、上記培養槽から取り出す（左から２番目の図）。固化した希土類元素を含む微生物が固定された担体を、キレート剤又は酸を含む溶離槽に導入して、希土類元素を溶離させる（左から３番目の図）。希土類元素を溶離した微生物が固定された担体を、上記溶離槽から取り出し、再利用することができる（左から４番目の図）。
【００３０】
本発明によれば、（ａ）希土類元素を固化する能力を有する微生物を固定した担体；（ｂ）希土類元素を含む溶液中で上記担体上の微生物を培養するための培養槽；及び（ｃ）キレート剤又は酸を含む溶離槽；を含む希土類元素を回収するための装置が提供される。上記装置における、希土類元素を固化する能力を有する微生物、担体、キレート剤及び酸の具体例は本明細書中上記した通りである。
【００３１】
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、本発明は以下の実施例により特に限定されるものではない。
【実施例】
【００３２】
実施例１：REE 固化回収物からの Dy 脱着試験
(1) 方法
・ 培地および培養条件
液体培養は、無機塩最少培地(BSM) (蒸留水、NH4Cl 0.24 g/L、MgSO4・7H2O 0.12 g/L、CaCl2・2H2O 0.2 g/L、KH2PO4  0.05 g/L、K2HPO4  0.05 g/L、NaCl 0.1 g/L、Yeast Extract 0.1 g/L、Glucose 2 g/L、H3BO3  0.6 mg/L、CoCl2・6H2O  0.16 mg/L、CuCl2  0.067 mg/L、MnCl2  0.63 mg/L、ZnCl2  0.22 mg/L)  をオートクレーブ殺菌  (121°C、15 分)  を行い、温度30°C、回転振とう 120rpm の条件で行われた。培養pHは、実験に合わせて HCl または NaOH溶液を用いて調整された。【００３３】
・ Dy 蓄積試験
20mMフタル酸水素カリウム-HCl緩衝液で pH2.5 に調製したBSMを用いた。100 mL三角フラスコにBSMを50mL分注し、DyCl3溶液を終濃度100 mg/Lで添加した。Dy添加後のBSMに前培養 4 日目のT9株培養液を 0.5 mL 接種し、30°C、回転振とう  (120rpm)の条件下で 7 日間培養した。【００３４】
・Dy 脱着試験
T9株由来のDy 固化回収物から高純度でDy を回収するために、Dy脱着試験を行った。試験に用いたDy固化回収物は、Dy蓄積試験3日後のDy固化回収物を用いた。回収物は、25°C程度の常温で一昼夜乾燥され、その後乾燥重量が測定された。Dy 回収物中のDy濃度は、蓄積試験のDy減少量から算出した。乾燥したDy固化回収物を、終濃度500 mg/L Dy(約 3 mM)となるように脱着液に添加した。脱着液として、エチレンジアミン四酢酸  (EDTA)溶液および塩酸(HCl)溶液を使用した。脱着液の濃度は、それぞれ300 mMおよび30 mM、3 mM の終濃度を実施した。Dy脱着反応は、30°C、3時間、120rpm振とうで行われた。脱着反応液は適時0.5 mL ごとにサンプリングされ、上清中の元素濃度は、ICP-AES により定量された。【００３５】
(2) 結果
Dy 固化回収物からのDy 脱着試験の結果を図１に示す。EDTAは、試験したすべての濃度において反応3時間で90%以上のDyを溶解した。最も脱着率の高かった EDTA濃度は、30 mMで、反応時間3時間で 100%のDyを脱着した。HClの場合は、300 mMで、反応30分後に 100%のDyを脱着した。30mMおよび3mMのHCl濃度では、Dyをほとんど脱着しなかった。溶液 pH は、EDTAでは 300 mMが7.8、30 mM および3 mMが8.2、HCLでは 300 mM が 0.9、30 mM が 1.7、3 mM が 2.4 であった。このpH の結果から、溶液のpHに関わらずDyを脱着できることがわかった。以上の結果から、Dy固化回収物から30 mM EDTA または 300 mM HCl を用いてすべての Dy を再溶解させることが可能と示された。【００３６】
実施例２：Dy 脱着後の T9 株の再利用
(1) 方法
Dy 脱着後のT9 株を、再度利用するために培養し、Dy蓄積試験を行った。Dy脱着後にT9株生菌を含む固化物を0.2 μmフィルターにより回収された。Dy蓄積試験と同様に、培養は、100 mg/L Dy を含む BSM (pH2.5)  に 1% (v/v) を植菌して7日間行われた。培養液は適時 1.0  mL をサンプリングされ、上清中の元素濃度は、ICP-AES により定量された。【００３７】
(2) 結果
T9株をDy 蓄積回収に繰り返して使用可能かどうかを明らかにするために、Dy 脱着後の菌体を用いてDy蓄積試験を行った。その結果を図２に示す。T9株は、脱着液の種類や濃度に関係なく、培養3 日目に溶存Dyを 40-50 mg/L まで減少した。Dy  蓄積試験により増殖した培養液を図３に示す。EDTAおよびHClによりDyを脱着された菌体は、BSMに比べて暗緑色の培養物が増加していることから、菌体が増殖していることがわかる。さらに、HClによりDyを脱着された菌体は、EDTAによる脱着菌体よりも培養液の色が濃いことから、増殖が活発であると考えられた。以上の結果から、EDTAおよびHClによりDy 脱着されたT9株菌体は、BSMで再度増殖し、Dy 蓄積回収に再使用可能 であることが示された。【００３８】
（実施例の考察）
Dy固化回収物からのDy脱着試験では、30 mM EDTA溶液を用いて3時間、300 mM HCl を用いて30分でDyを100%脱離できた (図１)。また、HClによる脱着試験で得られたDyを含む溶液に、炭酸ナトリウム溶液と加えることで、炭酸塩としてDyの沈殿回収が可能であった。さらに、EDTAおよびHClで脱離処理された後の菌体は、再度、増 殖およびDy蓄積が可能であることが明らかとなった (図３)。このことは、応用開発に向けた大きな利点である。
【図１】
2016171236.tif 000003
【図２】
2016171236.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年12月2日(2016.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）希土類元素を固化する能力を有する微生物を、希土類元素を含む溶液中で培養することによって希土類元素を固化する工程、
（Ｂ）固化した希土類元素を含む微生物をキレート剤又は酸で処理することによって希土類元素を回収する工程、
（Ｃ）工程（Ｂ）においてキレート剤又は酸で処理した微生物を回収する工程、及び
（Ｄ）上記工程（Ｃ）において回収した微生物を用いて、工程（Ａ）及び工程（Ｂ）を行うことにより希土類元素を回収する工程、
を含む、希土類元素を回収する方法であって、微生物が、テラトスファエリアセアエ（Ｔｅｒａｔｏｓｐｈａｅｒｉａｃｅａｅ）科に属する微生物である方法。
【請求項２】
微生物が、イットリウム（Ｙ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）から選択される１以上の希土類元素を固化する能力を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
微生物が、イットリウム（Ｙ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）の全てを固化する能力を有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
微生物が、コロニーは黒色、棒状の形態（長径１０μｍ、短径２μｍ）、胞子（球形１μｍ）、ｐＨ２〜４で増殖最適という科学的性質を有する、請求項１から３の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
微生物が、受託番号ＮＩＴＥ  ＢＰ−０１５９３を有する微生物である、請求項１から３及び５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
キレート剤がＥＤＴＡであり、酸が塩酸である、請求項１から３、５及び６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
キレート剤が３ｍＭから１０００ｍＭのＥＤＴＡであり、酸が３０ｍＭから１０００ｍＭの塩酸である、請求項１から３及び５から７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
微生物が担体上に固定されている、請求項１から３及び５から８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
（削除）
【請求項１１】
（ａ）テラトスファエリアセアエ（Ｔｅｒａｔｏｓｐｈａｅｒｉａｃｅａｅ）科に属し、希土類元素を固化する能力を有する微生物を固定した担体；及び
（ｂ）希土類元素を含む溶液中で上記担体上の微生物を培養するための培養槽；及び
（ｃ）キレート剤又は酸を収容するための溶離槽；
を含む、請求項１から３及び５から９の何れか１項に記載の方法により希土類元素を回収するための装置。
【国際調査報告】
2016171236.tif 000007
2016171236.tif 000008
2016171236.tif 000009
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