(57)【要約】【解決手段】  本発明は、電子廃棄物から貴金属を回収する方法に関する。具体的には、その工程の最中にバイオ精錬技術が利用される。第１の態様では、本発明は、電子廃棄物から一つまたは複数の標的金属を回収する方法であって、（ａ）電子廃棄物から、非標的物質の少なくとも一部除去して、または前選択されたサイズの粒子に粉砕して、前処理済み電子廃棄物を得ることを含む前処理ステップと；（ｂ）前処理済み電子廃棄物を浸出剤と接触させて、標的金属の少なくとも一部を浸出剤中に溶解させ貴液を生成することを含む溶解ステップと；（ｃ）微生物を貴液と接触させて、標的金属イオンの少なくとも一部が微生物に生物吸収されるようにして、微生物が金属を蓄積し、貴液が貧になることを含む生物吸収ステップと；（ｄ）貧液から金属蓄積微生物を実質的に分離することを含む分離ステップと；（ｅ）金属蓄積微生物からの標的金属の回収を含む回収ステップと、を含む方法が提供される。特定の実施形態では、標的金属は金である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子廃棄物から一つまたは複数の標的金属を回収する方法であって：
（ａ）前記電子廃棄物から、非標的物質の少なくとも一部を除去して、または前選択されたサイズの粒子に粉砕して、前処理済み電子廃棄物を得ることを含む前処理ステップと；
（ｂ）前記前処理済み電子廃棄物を浸出剤と接触させて、前記標的金属の少なくとも一部を前記浸出剤の中に溶解させ貴液を生成することを含む溶解ステップと；
（ｃ）微生物を前記貴液と接触させて、前記標的金属イオンの少なくとも一部が前記微生物に生物吸収されるようにして、前記微生物が前記金属を蓄積するようになり、前記貴液が貧になることを含む生物吸収ステップと；
（ｄ）前記貧液から前記金属蓄積微生物を実質的に分離することを含む分離ステップと；
（ｅ）前記金属蓄積微生物からの前記標的金属の回収を含む回収ステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記標的金属が金である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電子廃棄物が５％未満の前記標的金属を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記前処理ステップが：
チップ除去
前選択されたサイズへの粉砕
特定密度の画分の除去
磁性物質の除去
卑金属浸出、
から選択される一つまたは複数の単位操作を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記前処理ステップが、前記電子廃棄物から非標的物質の少なくとも一部を除去して、前処理済み電子廃棄物を与える、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記非標的物質が、一つまたは複数の卑金属含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記前処理ステップが卑金属浸出を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記前処理ステップが粉砕および卑金属浸出を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記卑金属浸出が、硝酸、硫酸、および／または塩酸を含む浸出剤を用いてｅ−廃棄物を処理することを含む、請求項４から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記標的金属および非標的物質を、前記浸出剤により実質的に選択的に溶解させる、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記浸出剤溶液が、チオ尿素系水溶液、またはチオ硫酸塩系水溶液、またはチオシアン酸塩系水溶液、またはシアン化物系水溶液、またはハロゲン系水溶液、または王水系溶液である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記貴液から前記微生物への前記標的金属の濃縮係数が５より大きい、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記微生物がグラム陰性またはグラム陽性の菌である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記非標的物質が一つまたは複数の非標的金属を含み、前記微生物が前記生物吸収ステップにおいて前記非標的金属よりも前記標的金属を選択的に生物吸収し、そして前記非標的金属が前記分離ステップにおいて前記貧液中に残留する、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記分離ステップが：
前記貧液からの前記金属蓄積微生物の重力分離、および前記貧液の除去；
前記貧液の遠心分離および除去；
前記貧液からの前記金属蓄積微生物のろ過、
の少なくとも一つを含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも６０％の前記貧液が除去される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記金属蓄積微生物を、前記微生物に前記標的金属を実質的に脱着させる誘因となる状態と接触させること、または前記金属蓄積微生物を焼却もしくは化学的に溶解させて前記標的金属を脱着させることを前記回収ステップが含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記溶解ステップに続いて、前記貴液から未溶解の非標的物質の少なくとも一部を除去するろ過ステップを含む、請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法により回収される標的金属。
【請求項２０】
電子廃棄物から標的金属を回収する系であって：
（ａ）前記電子廃棄物から、非標的物質の少なくとも一部を除去して、または前選択されたサイズの粒子に粉砕して、前処理済み電子廃棄物を得るように構成された前処理手段と；
（ｂ）前記前処理済み電子廃棄物を浸出剤と接触させて、一つまたは複数の標的金属の少なくとも一部を溶解させ貴液を生成するように構成された容器と；
（ｃ）前記貴液に微生物を接触させて、前記標的金属の少なくとも一部が前記微生物に生物吸収されるようにして、前記微生物が金属を蓄積するようになり、前記貴液が貧になるように構成された容器と；
（ｄ）前記貧液から前記金属蓄積微生物を実質的に分離するように構成された分離器と；
（ｅ）随意に、前記金属蓄積微生物から前記標的金属を回収するように構成された回収手段と、を含む系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子廃棄物から少なくとも一つの貴金属を回収する工程に関する。具体的には、その工程の最中にバイオ精錬技術が利用される。
【背景技術】
【０００２】
水溶液および固体物質を含め、世界全体には微量金属を含有するおびただしい物質がある。しかしながら、非金属マトリクスに対する金属構成成分の相対的な不足に起因して、効率的で環境的に安全なやり方でこれらの金属を回収することは、極めて困難な課題である。例えば、水性廃液流からの毒性金属イオンの除去は、広範囲の産業にとって大きな課題である。
【０００３】
同様に、バージン金属の採掘および精製用の原鉱グレードが低下するにつれ、低グレードの採掘原鉱、製錬尾鉱、および電子廃棄物などの源から金属を得ることへの関心が高まりつつある。しかしながら、これらの原材料から金属を回収することは、経済的に割に合わないほどコスト高であることが多い。あらゆる回収工程の実現可能性に影響を及ぼす因子には、原材料の金属濃度（したがって処理に必要な原材料の量）；不純物、例えばその他の金属または難溶性物質の存在；および発生する廃液の体積などが挙げられる。それゆえ、少なくともそれらの問題のいくつかを目標とし、それによって低グレードの、または扱いにくい原材料から金属を回収することに向けて経済性を向上させる、代替の解決策の余地がある。
【０００４】
金属を精製する従来技術には、乾式精錬および湿式製錬などが挙げられる。乾式精錬では、原材料は、高温（典型的には適切な還元剤および／または触媒の存在下）で精錬される。これには、少なくないエネルギー投入（および付随する放出）が必要であり、それゆえ原材料中に要求される実用的な最小の金属濃度がある。湿式製錬では、原材料は、浸出剤溶液を用いて処理され、この浸出剤溶液が、所望の金属（特定のものまたはそれ以外）を浸出させて、イオン性のまたは錯形成した可溶性の形態にする。引き続くステップは、溶液から標的金属を回収することが必要である（例えば、電解採取）。浸出に要求される温度および圧力にもよるが、この手法により、乾式精錬と比較して、さらに低いグレードの原材料を処理することが可能になることがある。考慮しなければならないのは、腐食性（例えば酸性）または毒性（例えばシアン化物）溶液の使用可能性；原材料処理の最中の溶液構成成分のあらゆる消費；廃棄流出物の適切な取り扱いについてである。乾式精錬および湿式精錬技術は、互いに排他的なものではなく、特定の金属を精製する複数のステップにわたって順次使用されてもよい。
【０００５】
金を含有する原鉱からの金の回収は、複数の課題を有する湿式精錬の手法の典型的な例である。金担持原鉱中の金の量は、より高い金含有量を伴い回収のより容易な資源が、広範な採掘を通じて枯渇するにつれ、百年にわたって減少してきた。そういうものとして、湿式精錬技術は、大量の岩石から微量の金を回収するのに使用されてきた。シアン化物系浸出剤は、多年にわたり成功裏に採用されてきたが、特定の原鉱タイプを処理することに付随する毒性の問題および大きな課題が解決されていない。
【０００６】
電気電子機器廃棄物、例えばコンピュータ、携帯電話、ノートブック、およびＬＣＤディスプレイから出るプリント回路基板は、金属回収系にとって大きい標的である。およそ４１８０万トンの電子廃棄物（ｅ−廃棄物）が２０１４年に世界中で発生し、これは２０１８年までには５０００万トンに増加すると予想されている（Ｂａｌｄｅ  ｅｔ  ａｌ，  Ｔｈｅ  ｇｌｏｂａｌ  ｅ−ｗａｓｔｅ  ｍｏｎｉｔｏｒ  −  ２０１４，  Ｕｎｉｔｅｄ  Ｎａｔｉｏｎｓ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，  ＩＡＳ  −  ＳＣＹＣＬＥ，  Ｂｏｎｎ，  Ｇｅｒｍａｎｙ  （２０１５））。単位重量あたりの基準では、このｅ−廃棄物は、バージン原鉱と比較して高量の、利用価値のある卑金属および貴金属（金を含む）を含有する。この原材料から金属を回収するのは魅力的であり、その理由は、バージン金属を得るのに使用される採掘および精製の工程が、エネルギー資源および水資源を消費する（および関連する炭素放出を生じる）からである；再利用は、これらのコストが再び生じる必要性がないことを意味する。例としては、銅を再利用するには、原鉱からバージン物質を製造するよりも８５％少ないエネルギーしか必要としない（Ｋｈａｌｉｑ  ｅｔ  ａｌ，  Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ  ３，  ｐｐ  １５２−１７９  （２０１４））。
【０００７】
電子機器廃棄物、例えばコンピュータ、携帯電話、ノートブック、およびＬＣＤディスプレイから出たプリント回路基板はまた、かなりの量の貴金属（金を含む）を含有する。乾式精錬または湿式精錬の手法を使用してｅ−廃棄物から金およびその他の金属を回収するのに多くの努力が注がれてきた一方で、持続可能性のある成功例はいまだ達成されていない。乾式精錬手法は一般的に、回路基板を焼却して、金属を遊離させ分画することが必要であり、これは、エネルギーおよび資本が集約されるものであって、危険なガス、例えばダイオキシン類を発生させる。湿式精錬手法は一般的に、金属を浸出させるため強酸類またはシアン化物系溶液を使用することが必要であり、これは高度に毒性で高価であり、再利用不可能である。原材料としてのｅ−廃棄物の異質性もまた、これらの既存の技術を経済的に適用することを難しくしている。
【０００８】
バイオ精錬は、周囲条件下で原材料から金属を露出、浸出、結合、および／または回収するのに微生物を使用するつい最近の手法である（Ｚｈｕａｎｇ  ｅｔ  ａｌ，  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｏｐｉｎｉｏｎ  ｉｎ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ３３，  ｐｐ  ３２７−３３５  （２０１５））。微生物を使用することによって、原材料に要求される最低限のグレードがさらに引き下げられることがある、または、複雑な混合物であるもしくは乾式精錬および／または湿式精錬工程で扱いにくい原材料を経済的に処理することがさらに可能になることがある。しかしながら、共通するトレードオフは反応時間であり、バイオ精錬は、原材料から金属を回収するには週から年単位が必要となることが多い（例えば、硫黄還元菌を使用する、難溶性銅原鉱のバイオ酸化）。
【０００９】
従来の乾式精錬および湿式精錬の手法を補うまたは置き換えるバイオ精錬技術を使用して電子廃棄物から貴金属を回収する方法を提供することが、本発明の目的である。これは、現状では無視されている低グレードまたは廃液流の金属から利用価値のあるものを捕獲すること、またはこの観点で有用な選択肢を公共に少なくとも提供することにつながると予期される。電子廃棄物から一つまたは複数の標的金属を回収する方法、および／もしくはその方法により回収された標的金属、および／もしくは標的金属を回収する系を提供すること、または有用な選択肢を公共（ｐｕｂｉｃ）に少なくとも提供することが、本発明の代替目的である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、当技術分野における要望に答えるものである。本発明は、電子廃棄物から少なくとも一つの貴金属を回収する方法を提供する。
【００１１】
第１の態様では、本発明は、電子廃棄物から一つまたは複数の標的金属を回収する方法を提供し、その方法は：
（ａ）電子廃棄物から非標的物質の少なくとも一部を除去して、または前選択されたサイズの粒子に粉砕して、前処理済み電子廃棄物を与えることを含む前処理ステップと；
（ｂ）前処理済み電子廃棄物を浸出剤と接触させて、標的金属の少なくとも一部を浸出剤中に溶解させ貴液を生成することを含む溶解ステップと；
（ｃ）微生物を貴液と接触させて、標的金属イオンの少なくとも一部が微生物に生物吸収されるようにして、微生物が金属を蓄積するようになり、貴液が貧になることを含む生物吸収ステップと；
（ｄ）貧液から金属蓄積微生物を実質的に分離することを含む分離ステップと；
（ｅ）金属蓄積微生物からの標的金属の回収を含む回収ステップと、を含む。
【００１２】
特定の実施形態では、標的金属は金である。
【００１３】
特定の実施形態では、電子廃棄物は、５％未満、または１％未満、または０．１％未満、または０．０１％未満、または０．００１％未満、または０．０００１％未満の標的金属を含む。
【００１４】
特定の実施形態では、前処理ステップは：
チップ除去
前選択されたサイズへの粉砕
特定密度の画分の除去
磁性物質の除去
卑金属浸出、
から選択される一つまたは複数の単位操作を含む。
【００１５】
特定の実施形態では、前処理ステップは、それらの単位操作の少なくとも一つを含む。別の実施形態では、前処理ステップは、それらの単位操作の少なくとも二つを含む。別の実施形態では、前処理ステップは、それらの単位操作の少なくとも三つを含む。別の実施形態では、前処理ステップは、それらの単位操作の少なくとも四つを含む。
【００１６】
特定の実施形態では、前処理ステップは、電子廃棄物から非標的物質の少なくとも一部を除去して、前処理済み電子廃棄物を与える。
【００１７】
特定の実施形態では、前処理ステップは、卑金属浸出を含む。
【００１８】
特定の実施形態では、前処理ステップは、粉砕および卑金属浸出を含む。
【００１９】
特定の実施形態では、前処理ステップは、標的金属の回収に先立って、少なくとも５０％、または少なくとも６０％、または少なくとも７０％、または少なくとも８０％、または少なくとも９０％、または少なくとも９５％の非標的物質を除去する。特定の好ましい実施形態では、前処理ステップは、２０％未満、または１０％未満、または５％未満、または２％未満、または１％未満の標的金属を除去する。
【００２０】
特定の実施形態では、非標的物質は、一つまたは複数の非標的金属を含む。特定の実施形態では、非標的金属は卑金属である。特定の実施形態では、前処理ステップは、非標的金属の少なくとも一部を除去する。特定の実施形態では、前処理ステップは、標的金属の回収に先立って、少なくとも５０％、または少なくとも６０％、または少なくとも７０％、または少なくとも８０％、または少なくとも９０％、または少なくとも９５％の非標的金属を除去する。
【００２１】
特定の実施形態では、チップ除去は、プリント回路基板にチップを固定するのに使用されたハンダを、ハンダの融点より高温にハンダの温度を上昇させることにより、または適切な溶媒中にハンダを溶解させることにより、少なくとも部分的に除去することを含む。特定の実施形態では、ハンダは、非標的物質を含む。特定の実施形態では、ハンダは、非標的金属を含む。特定の実施形態では、ハンダは、卑金属を含む。
【００２２】
特定の実施形態では、前選択されたサイズが約１０から０．０５ｍｍ径の平均値である、前選択された平均サイズへの粉砕を含む前処理ステップ。特定の実施形態では、前選択されたサイズは、約５から０．１ｍｍ径の平均値である。
【００２３】
特定の実施形態では、粉砕は、ハンマーミル、ボールミル、リングミル、シュレッダー、およびカッターのいずれか一つまたは複数の使用を含む。
【００２４】
特定の実施形態では、前選択された最大サイズを実質的に上まわる粒子を粉砕および分離することを含む前処理ステップ。具体的には最大サイズは、約１０ｃｍ未満、または８ｃｍ未満、または５ｃｍ未満、または３ｃｍ未満、または１ｃｍ未満である。
【００２５】
特定の実施形態では、卑金属浸出は、硝酸、硫酸、および／または塩酸を含む浸出剤を用いてｅ−廃棄物を処理することを含む。特定の実施形態では、卑金属浸出は、硫酸を含む浸出剤を用いたｅ−廃棄物の処理を含む。特定の実施形態では、浸出剤は、硫酸および酸化剤を含む。特定の実施形態では、酸化剤は、過酸化水素、ペルオキシ一硫酸カリウム、オゾン、酸素ガス、または空気（酸素を含有するもの）から選択される。特定の実施形態では、浸出剤は、硫酸および過酸化水素を含む。
【００２６】
特定の実施形態では、磁性物質の除去は、磁場の印加を含む。
【００２７】
特定の実施形態では、特定密度の画分の除去は、浮遊分離、シェーカーテーブル、および／または静電分離を使用して電子廃棄物を画分に分離することを含む。
【００２８】
特定の実施形態では、貴液は、約０．１ｐｐｍから１５００ｐｐｍの間、または約０．１ｐｐｍから１０００ｐｐｍの間、または約０．１ｐｐｍから５００ｐｐｍの間、または約０．１ｐｐｍから２００ｐｐｍの間、または約０．１ｐｐｍから１００ｐｐｍの間、または約０．１ｐｐｍから５０ｐｐｍの間、または約０．１ｐｐｍから２０ｐｐｍの間の標的金属を含有する。好ましくは貴液は、約０．５ｐｐｍから１５００ｐｐｍの間、または約０．５ｐｐｍから１０００ｐｐｍの間、または約０．５ｐｐｍから５００ｐｐｍの間、または約０．５ｐｐｍから２００ｐｐｍの間、または約０．５ｐｐｍから１００ｐｐｍの間、または約０．５ｐｐｍから５０ｐｐｍの間、または約０．５ｐｐｍから２０ｐｐｍの間の標的金属を含有する。好ましくは貴液は、約１ｐｐｍから１５００ｐｐｍの間、または約１ｐｐｍから１０００ｐｐｍの間、または約１ｐｐｍから５００ｐｐｍの間、または約１ｐｐｍから２００ｐｐｍの間、または約１ｐｐｍから１００ｐｐｍの間、または約１ｐｐｍから５０ｐｐｍの間、または約１ｐｐｍから２０ｐｐｍの間の標的金属を含有する。
【００２９】
特定の実施形態では、浸出剤は、電子廃棄物から少なくとも５０％、または少なくとも６０％、または少なくとも７０％、または少なくとも８０％、または少なくとも９０％の標的金属を溶解させる。特定の実施形態では、浸出剤は、９５〜９９．５％の標的金属を溶解させる。
【００３０】
好ましくは電子廃棄物は、プリント回路基板（ＰＣＢ）を含む。好ましくはＰＣＢは、少なくとも１０ｐｐｍ、または少なくとも２０ｐｐｍ、または少なくとも５０ｐｐｍ、または少なくとも１００ｐｐｍ、または少なくとも２００ｐｐｍ、または少なくとも３００ｐｐｍ、または少なくとも４００ｐｐｍ、または少なくとも５００ｐｐｍの標的金属を含む。ＰＣＢは、卑金属および標的金属を含む複数の金属を含有するので、標的金属をその他の非標的金属よりも選択的に溶解する浸出剤を使用する場合の実質的な利益が存在することが認められる。しかしながら、貴金属（標的金属）は典型的には、卑金属より反応性が低いので、選択性が低い場合があることが認められる。
【００３１】
特定の実施形態では、標的金属および非標的物質は、浸出剤により実質的に選択的に溶解する。特定の実施形態では、標的金属および非標的物質は浸出剤により、１：１０００（標的金属：非標的物質）より大きい、または１：５００より大きい、または１：２００より大きい、または１：１００より大きい、または１：５０より大きい、または１：２０より大きい、または１：１０より大きい、または１：５より大きい、または１：２より大きい、または１：１より大きい比で、実質的に選択的に溶解する。
【００３２】
特定の実施形態では、非標的物質は非標的金属である。特定の実施形態では、非標的金属は卑金属である。特定の実施形態では、標的金属および非標的金属は、浸出剤により実質的に選択的に溶解する。特定の実施形態では、標的金属および非標的金属は浸出剤により、１：１０００（標的金属：非標的物質）より大きい、または１：５００より大きい、または１：２００より大きい、または１：１００より大きい、または１：５０より大きい、または１：２０より大きい、または１：１０より大きい、または１：５より大きい、または１：２より大きい、または１：１より大きい比で、実質的に選択的に溶解する。
【００３３】
特定の実施形態では、浸出剤溶液は、チオ尿素系水溶液、またはチオ硫酸塩系水溶液、またはチオシアン酸塩系水溶液、またはシアン化物系水溶液、またはハロゲン系水溶液、または王水系溶液である。特定の実施形態では、浸出剤は、塩化物源を含む。特定の実施形態では、浸出剤は、塩化物源および酸化剤を含む。特定の実施形態では、浸出剤は、水溶性溶媒、酸化剤、および酸を含み、これらは、国際公開公報第ＷＯ２０１６／１６８９３３号（参照により本明細書に援用される）においてフォーレイ（Ｆｏｌｅｙ）らによって指定されているとおりである。特定の実施形態では、浸出剤は、ハロゲン溶液、または酢酸と塩素、または塩酸と過酸化物を含む。
【００３４】
生物吸収ステップにおける特定の実施形態では、微生物は、約０．５時間と４８時間の間、貴液と接触している。特定の実施形態では、約０．５時間と２４時間の間、または約０．５時間と１２時間の間、または約０．５時間と４時間の間、または約１時間と３時間の間である。
【００３５】
特定の実施形態では、貧液は、０．１ｐｐｍ未満、または１ｐｐｍ未満、または２ｐｐｍ未満、または５ｐｐｍ未満、または１０ｐｐｍ未満、または２０ｐｐｍ未満、または５０ｐｐｍ未満、または１００ｐｐｍ未満の標的金属を含有する。特定の実施形態では、貧液は、約０．００１ｐｐｍと１００ｐｐｍの間、または約０．００１ｐｐｍと５０ｐｐｍの間、または約０．００１ｐｐｍと５０ｐｐｍの間、または約０．０１ｐｐｍと５０ｐｐｍ間の標的金属を含有する。
【００３６】
特定の実施形態では、貴液は、貧液よりも少なくとも１０倍多い標的金属を含有する。特定の実施形態では、貴液は、貧液よりも少なくとも２０倍、または少なくとも４０倍、または少なくとも４５倍、または少なくとも５０倍多い標的金属を含有する。
【００３７】
特定の実施形態では、金属蓄積微生物は、１００ｐｐｍより多い、または２００ｐｐｍより多い、または５００ｐｐｍより多い、または１，０００ｐｐｍより多い、または３０，０００ｐｐｍより多い標的金属を含む。
【００３８】
特定の実施形態では、貴液から微生物への標的金属の濃縮係数は、５より大きい、または１０より大きい、または２０より大きい、または５０より大きい、または１００より大きい、または９００より大きい。
【００３９】
特定の実施形態では、生物吸収ステップは、周囲温度、例えば約１５℃と３０℃の間で実行される。
【００４０】
特定の実施形態では、微生物は、藻類または細菌である。特定の実施形態では、微生物は、グラム陰性またはグラム陽性の菌である。特定の実施形態では微生物は、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、エシェリキア（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）、デスルホビブリオ（Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ）、プレクトネマ（Ｐｌｅｃｔｏｎｅｍａ）、カプリアビダス（Ｃｕｐｒｉａｖｉｄｕｓ）、クロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）、またはデルフチア（Ｄｅｌｆｔｉａ）属のものである。
【００４１】
標的金属が金である特定の実施形態では、微生物は、カプリアビダス・メタリデュランス（Ｃｕｐｒｉａｖｉｄｕｓ  ｍｅｔａｌｌｉｄｕｒａｎｓ）、デルフチア・アシドボランス（Ｄｅｌｆｔｉａ  ａｃｉｄｏｖｏｒａｎｓ）、シュードモナス・エルジノーサ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、Ｐ．プチダ（Ｐ．  ｐｕｔｉｄａ）、デスルホビブリオ・デスルフリカンス（Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ  ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｃａｎｓ）、バチルス・サブティリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）、またはプレクトネマ・ボリアナム（Ｐｌｅｃｔｏｎｅｍａ  ｂｏｒｙａｎｕｍ）から選択される。
【００４２】
標的金属が金である特定の実施形態では、微生物は、生理学的に適切な濃度で金が見出される環境から選択される。特定の実施形態では、微生物は、カプリアビダス・メタリデュランスまたはデルフチア・アシドボランスから選択される。
【００４３】
特定の実施形態では、生物吸収ステップは、少なくとも部分的に選択的である。
【００４４】
特定の実施形態では、微生物は、標的金属を選択的に生物吸収する。特定の実施形態では、標的金属および非標的物質は微生物により、少なくとも１：１（標的金属：非標的物質）、または少なくとも５：１、または少なくとも１０：１、または少なくとも２０：１、または少なくとも５０：１、または少なくとも１００：１、または少なくとも２００：１、または少なくとも５００：１、または少なくとも１０００：１、または少なくとも５０００：１、または少なくとも１００００：１の比で、生物吸収される。特定の実施形態では、微生物は、標的金属を生物吸収し、非標的物質を実質的に生物吸収しない。
【００４５】
非標的物質が一つまたは複数の非標的金属を含む特定の実施形態では、微生物は、非標的物質よりも標的金属を選択的に生物吸収する。特定の実施形態では、貴液は、標的金属に加えて、少なくとも一つのさらなる金属（非標的金属）を含む。特定の実施形態では微生物は、生物吸収ステップにおいてさらなる金属（非標的金属）よりも標的金属を特異的に生物吸収し、そしてさらなる金属（非標的金属）は、分離ステップにおいて貧液中に残留する。特定の実施形態では、微生物は、生物吸収ステップにおいてさらなる金属（非標的金属）よりも標的金属を特異的に生物吸収して、微生物中のさらなる金属（非標的金属）に対する標的金属の質量比を、貴液中の質量比と比較すると少なくとも２倍だけ増加させる。特定の実施形態では、質量比は、少なくとも３、または少なくとも５、または少なくとも８、または少なくとも１０、または少なくとも２０、または少なくとも５０、または少なくとも１００、または少なくとも２００倍だけ増加する。特定の実施形態では、標的金属は金である。特定の実施形態では、さらなる金属（非標的金属）は、銅およびニッケルの一つまたは複数から選択される。
【００４６】
特定の実施形態では、標的金属および非標的金属は微生物により、少なくとも１：１（標的金属：非標的金属）、または少なくとも５：１、または少なくとも１０：１、または少なくとも２０：１、または少なくとも５０：１、または少なくとも１００：１、または少なくとも２００：１、または少なくとも５００：１、または少なくとも１０００：１、または少なくとも５０００：１、または少なくとも１００００：１の比で、生物吸収される。特定の実施形態では、微生物は、標的金属を生物吸収し、非標的金属を実質的に生物吸収しない。
【００４７】
特定の実施形態では、本発明は少なくとも、部分的に選択的な溶解ステップと、少なくとも、部分的に選択的な生物吸収ステップとを含む。
【００４８】
特定の実施形態では、溶解ステップおよび生物吸収ステップは、同一容器内で行われてもよい。
【００４９】
特定の実施形態では、分離ステップは：
貧液からの金属蓄積微生物の重力分離、および貧液の除去；
貧液の遠心分離および除去；
貧液からの金属蓄積微生物のろ過、
の少なくとも一つを含む。
【００５０】
特定の実施形態では、分離ステップは、貧液からの金属蓄積微生物の重力分離を含み、この場合、少なくとも５０％の貧液が除去される。特定の実施形態では、少なくとも６０％、または少なくとも７０％、または少なくとも８０％、または少なくとも９０％、または少なくとも９５％の貧液が除去される。
【００５１】
特定の実施形態では、分離ステップは、遠心分離により金属蓄積微生物を分離することを含み、この場合、少なくとも５０％の貧液が遠心分離の最中に金属蓄積微生物から除去される。特定の実施形態では、少なくとも６０％、または少なくとも７０％、または少なくとも８０％、または少なくとも９０％、または少なくとも９５％の貧液が遠心分離の最中に除去される。
【００５２】
特定の実施形態では、分離ステップは、ろ過により金属蓄積微生物を分離することを含み、この場合、ろ過の最中に少なくとも５０の％の貧液が金属蓄積微生物から除去される。特定の実施形態では、少なくとも６０％、または少なくとも７０％、または少なくとも８０％、または少なくとも９０％、または少なくとも９５％の貧液がろ過の最中に除去される。
【００５３】
特定の実施形態では、分離ステップは、微生物を乾燥させることを含む。
【００５４】
別の実施形態では、本発明は、再利用ステップを含み、この場合、貧液の少なくとも一部は、溶解ステップにおいて、浸出剤として使用することができる、または浸出剤として部分的に使用することができる。
【００５５】
貧液は、金属イオンを含有してもよく、そしていくつかの実例では標的金属イオンさえ含んでもよいことがわかる。いくつかの実施形態では、貧液は、溶解ステップに戻るのに先立って過剰な金属イオンまたはその他の化合物が除去されるよう処理されてもよい。いくつかの実施形態では、貧液の少なくとも一部は、溶解ステップに戻るのに先立って、補給水と混合される。
【００５６】
追加の構成成分を貧液に加えて、貧液が浸出剤として作用し標的金属を溶解させることができるようにする必要がある場合もあることがさらに認められる。例えば、浸出剤がチオ硫酸塩、またはシアン化物、またはチオ尿素、または塩素である特定の実施形態では、それらの活性な浸出剤は、標的金属のさらなる溶解を可能にするために少なくとも部分的に再充填される必要がある場合もある。特定の実施形態では、それらの追加の構成成分は、溶解ステップに戻るのに先立って貧液に加えられる。非限定的な例としては、追加の酸化剤、および／または追加の酸もしくは塩基、および／または追加の対イオンを加える必要がある場合もある。加えてまたは代わりに、貧液は、ｐＨ、ＯＲＰ、温度、またはそれを適切な浸出剤にすることを目的に当業者に公知の場合もあるあらゆるその他の物理的特性を調整するために、処理する必要がある場合もある。
【００５７】
特定の実施形態では、少なくとも２５％の貧液が溶解ステップへ戻される。他の実施形態では、少なくとも３５％、または少なくとも４５％、または少なくとも５５％、または少なくとも６５％、または少なくとも７５％、または少なくとも８５％、または少なくとも９５％の貧液が溶解ステップへ戻される。
【００５８】
代替実施形態では、分離された貧液は、微生物を培養するのに使用するために少なくとも部分的に再利用されてもよい。特定の実施形態では、追加の構成成分を貧液に加えて、貧液がバイオリアクター内で適切な培養媒質として作用することができるようにする必要がある場合がある。特定の実施形態では、これらの追加の構成成分は、バイオリアクターに受け渡すのに先立って貧液に加えられる。代替実施形態では、追加の構成成分は、バイオリアクター内で貧液に加えられる。加えてまたは代わりに、貧液は、ｐＨ、ＯＲＰ、温度、または適切な培養媒質にするために当業者に公知である場合もあるあらゆるその他の物理的特性に調整するために、処理する必要がある場合がある。
【００５９】
特定の実施形態では、貧液の少なくとも２５％がバイオリアクターへ受け渡される。他の実施形態では、少なくとも３５％、または少なくとも４５％、または少なくとも５５％、または少なくとも６５％、または少なくとも７５％、または少なくとも８５％、または少なくとも９５％の貧液がバイオリアクターへ受け渡される。
【００６０】
特定の実施形態では、浸出剤が、微生物を培養するのための増殖媒質として適切な炭素源を含む場合には、微生物を培養し前記微生物を貴液と接触させて微生物が金属を蓄積するように構成された容器へ、貴液を受け渡してもよい。
【００６１】
特定の実施形態では、浸出剤は酢酸を含む。
【００６２】
特定の実施形態では、回収ステップは、金属蓄積微生物を、その微生物に標的金属を実質的に脱着させる誘因となる状態と接触させることを含む。
【００６３】
特定の実施形態では、その状態は、標的金属の脱着の誘因となる化合物を含有する溶液である。特定の実施形態では、脱着溶液は、標的金属を脱着させる一つまたは複数の化合物を含有する。特定の実施形態では、脱着溶液は、システイン、またはチオ硫酸塩、またはチオ尿素を含有する。加えてまたは代わりに、その状態は、標的金属（金属性のまたはイオンの形態でのもの）の脱着の誘因となる。例としては、脱着溶液は、標的金属または金属イオンの脱着の誘因となる条件を含む。例としては、その条件は、５未満のｐＨ、または４未満のｐＨ、または３未満のｐＨ、または２未満のｐＨのものであってもよい。５未満のｐＨ、または４未満のｐＨ、または３未満のｐＨ、または２未満のｐＨのものであってもよい。代わりにその条件は、１と５の間のｐＨ、または２と５の間のｐＨ、または２と４の間であってもよい。さらなる例としては、条件は、８より大きいｐＨ、または９より大きいｐＨ、または１０より大きいｐＨ、または１１より大きいｐＨ、または１２より大きいｐＨであってもよい。代わりに、８と１３の間のｐＨ、または９と１３の間のｐＨ、または１０と１３の間であってもよい。加えてまたは代わりに、その条件は、標的金属の脱着にとって適切な酸化還元電位であってもよい。
【００６４】
代わりに、回収ステップは、標的金属を脱着するための金属蓄積微生物の焼却または化学的溶解を含む。
【００６５】
特定の実施形態ではその方法は、未溶解の非標的物質の少なくとも一部を貴液から除去するための、溶解ステップに続くろ過ステップを含む。
【００６６】
第２の態様では、第１の態様の方法により回収された標的金属が提供される。特定の実施形態では、その金属は金である。
【００６７】
第３の態様では、電子廃棄物から標的金属を回収する系が提供され、その系は：
（ａ）電子廃棄物から非標的物質の少なくとも一部を除去して、または前選択されたサイズの粒子に粉砕して、前処理済み電子廃棄物を提供するように構成された前処理手段と；
（ｂ）前処理済み電子廃棄物を浸出剤と接触させて、一つまたは複数の標的金属の少なくとも一部を溶解させ貴液を生成するように構成された容器と；
（ｃ）微生物を貴液と接触させて、標的金属の少なくとも一部が微生物に生物吸収されるようにして、微生物が金属を蓄積するようになり、貴液が貧になるように構成された容器と；
（ｄ）貧液から金属蓄積微生物を実質的に分離するように構成された分離器と；
（ｅ）随意に、金属蓄積微生物から標的金属を回収するように構成された回収手段と、
を含む。
【００６８】
特定の実施形態では、その系は、前処理済み電子廃棄物を、（ｂ）における容器に受け渡す手段を含む。特定の実施形態では、（ａ）における手段は（ｂ）における容器である。特定の実施形態では、系は、（ｂ）における容器から（ｃ）における容器に貴液を受け渡す手段を含む。特定の実施形態では、（ｂ）における容器は、（ｃ）における容器と同一である、またはその一部である。別の実施形態では、系は、金属蓄積微生物を含有する貧液を、（ｃ）における容器から分離器（ｄ）に受け渡す手段を含む。特定の実施形態では、系は、（ｄ）における分離された金属蓄積微生物を、（ｅ）における回収手段に受け渡す手段を含む。
【００６９】
特定の実施形態では、分離器は、金属蓄積微生物を貧液から重力分離する手段を含み、この場合、貧液の少なくとも一部が金属蓄積微生物から除去される。
【００７０】
特定の実施形態では、分離器は、遠心分離により金属蓄積微生物を分離する手段を含み、この場合、貧液の少なくとも一部が金属蓄積微生物から除去される。
【００７１】
特定の実施形態では、分離器は、ろ過により金属蓄積微生物を分離する手段を含み、この場合、貧液の少なくとも一部が金属蓄積微生物から除去される。
【００７２】
特定の実施形態では、分離器は、貧水溶液から金属蓄積微生物を重力分離する、そして貧液の少なくとも一部を除去する手段を含む。
【００７３】
特定の実施形態では、分離器は、遠心分離により金属蓄積微生物を分離する手段を含み、この場合、貧液の少なくとも一部が金属蓄積微生物から除去される。
【００７４】
特定の実施形態では、分離器は、ろ過により金属蓄積微生物を分離する手段を含み、この場合、貧液の少なくとも一部が金属蓄積微生物から除去される。
【００７５】
特定の実施形態では、回収手段は、金属蓄積微生物を溶液と接触させる構成要素を含む。
【００７６】
特定の実施形態では、回収手段は、標的金属を放出するために金属蓄積微生物を焼却する構成要素を含む。
【００７７】
特定の実施形態では、前処理手段は：
●チップ除去
●前選択されたサイズへの粉砕
●特定密度の画分の除去
●磁性物質の除去
●卑金属浸出、
を含むがそれらには限定されない、一つまたは複数の単位操作を行う手段を含む。
【００７８】
特定の実施形態では、前処理手段は、それらの単位操作の少なくとも一つを含む。別の実施形態では、前処理ステップは、それらの単位操作の少なくとも二つを含む。別の実施形態では、前処理ステップは、それらの単位操作の少なくとも三つを含む。別の実施形態では、前処理ステップは、上の単位操作の少なくとも四つを含む。
【００７９】
特定の実施形態では、前処理ステップは、標的金属の回収に先立って、少なくとも５０％、または少なくとも６０％、または少なくとも７０％、または少なくとも８０％、または少なくとも９０％、または少なくとも９５％の非標的物質を除去する。特定の好ましい実施形態では、前処理ステップは、２０％より少ない、または１０％より少ない、または５％より少ない、または２％より少ない、または１％より少ない標的金属を除去する。
【００８０】
本発明の種々な態様の特定の実施形態では、微生物は、細菌、または藻類、または真菌である。当業者は、複数の微生物が金属イオンを生物吸収することができると認めるであろう。特定の実施形態では、微生物は、グラム陰性またはグラム陽性の菌である。例としては、グラム陰性菌であるシュードモナス・エルジノーサおよびエシェリキア・コリ（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）、グラム陽性菌であるバチルス・サブティリス、ならびに真菌であるサッカロミセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）などが挙げられる。ナンチャライア（Ｎａｎｃｈａｒａｉａｈ）ら（Ｔｒｅｎｄｓ  ｉｎ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ３４，  ｐｐ  １３７−１５５  （２０１６））は、本発明の方法に準拠して標的金属を生物吸収させるのに採用してもよい広範囲の微生物を同定しており、それらはすべて、参照により組み込まれる。
【００８１】
標的金属イオンが金である特定の実施形態では、微生物は、グラム陰性菌であるシュードモナス・エルジノーサ、Ｐ．プチダ、およびデスルホビブリオ・デスルフリカンス、グラム陽性であるバチルス・サブティリス、ならびに藻類であるプレクトネマ・ボリアナムから選択されてもよい。特定の好ましい実施形態では、微生物は、金が生理学的に適切な濃度で見出される環境から選択され、例えばグラム陰性菌であるカプリアビダス・メタリデュランス、およびデルフチア・アシドボランスである。
【００８２】
加えてまたは代わりに、微生物種の混合物が使用されてもよい。
【００８３】
特定の実施形態では、微生物は、標的金属が生理的に適切な量で見出される環境から選択される。
【００８４】
本発明はまた、本出願の明細書で参照または表示される部分、構成要素、または特徴に個別にまたは集合的に、前記部分、構成要素、および特徴の二つ以上のいずれかのまたはあらゆる組み合わせで、存在すると概して言ってもよく、そして本発明の関係する技術分野において公知の均等物を有する特定の完全体が本明細書において言及される場合、そのような公知の均等物は、あたかも個別に記載されたものであるかのように、本明細書に援用されるものと主張される。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
本発明は、そのあらゆる新規態様において検討されるのが望ましいものであり、発明の上記のそしてその他の態様は、以下の記載から明らかになるが、その記載は、添付図面を参照しつつ例示としてのみ与えられるものであって、それらの図面においては：
【図１】本発明の第１の態様に準拠する、電子廃棄物から一つまたは複数の標的金属を回収する方法、または本発明の第３の態様に準拠する、電子廃棄物から標的金属を回収するように構成された系を表す。
【図２】本発明の第１の態様に準拠する、電子廃棄物から一つまたは複数の標的金属を回収する方法、または複数の前処理ステップを含む第３の態様に準拠する、電子廃棄物から標的金属を回収するように構成された系を表す。
【図３】本発明の第１の態様に準拠する、電子廃棄物から一つまたは複数の標的金属を回収する方法、または再利用ステップを含む本発明の第４の第３の態様に準拠する、貴液から標的金属を回収する、電子廃棄物から標的金属を回収するように構成された系を表す。
【図４】本発明の第１の態様に準拠する、電子廃棄物から一つまたは複数の標的金属回収する方法、または本発明の第４の第３の態様に準拠する、電子廃棄物から標的金属を回収する、貴液から標的金属を回収するように構成された系であって、微生物が別個の容器内で培養されてもよい系を表す。
【発明を実施するための形態】
【００８６】
定義
用語「標的金属」は、特定の標的金属または複数の特定の金属の、元素金属およびイオンの両方を含む。特定の標的金属が、本発明の方法または系の異なる部分において、異なるイオン状態（元素での形態を含む）、または複数のイオン状態で存在してもよいことが認められる。標的金属は、本発明の水溶液中に、イオン、塩類、または錯体、または元素形態、またはそれらの組み合わせのいずれかとして、溶解、または部分的に溶解していてもよい。同様に、標的金属は、文脈が規定するとおり、固体形態で、イオン、塩類、または錯体、または元素形態、またはそれらの組み合わせとして存在してもよい。
【００８７】
用語「非標的物質」は、電子廃棄物から出る物質であって回収されることをすぐには望まれないものを指す。非標的物質は、標的金属ではない、金属および／または非金属を含有してもよく、そしてエポキシ、グラスファイバー、卑金属を含んでもよい。
【００８８】
用語「卑金属」は、上の用語「標的金属」のとおりの同様な物質状態にある金属を指すが、しかし貴金属ではない。卑金属の例の例示列挙には、銅、スズ、ニッケル、鉛、鉄、および亜鉛などが挙げられる。当業者に公知のその他の卑金属には、アルミニウム、タングステン、モリブデン、タンタル、コバルト、ビスマス、カドミウム、チタン、ジルコニウム、アンチモン、マンガン、ベリリウム、クロム、ゲルマニウム、バナジウム、ガリウム、ハフニウム、インジウム、ニオブ、レニウム、およびタリウムなどが挙げられる可能性がある。
【００８９】
用語「貴液」は、溶解した標的金属を含有する水溶液を指す。いくつかの極端な実例では、貴液はまた、少なくともいくつかの未溶解の標的金属および／または非標的金属を含有していてもよい。
【００９０】
用語「貧液」は、含有される溶解した標的金属の量が貴液と比較して枯渇した水溶液を指す。極端な場合には標的金属が貧液中にまったく存在しなくてもよいことが認められる。
【００９１】
用語「接触させる」は、二つ以上の溶液または物質の間の混合および相互作用を指す。これについての一例が、貴液と微生物との間の接触である。これについてのさらなる例が、浸出剤と固体原材料物質との間の接触である。
【００９２】
用語「生物吸収する」および「生物吸収剤」および「生物吸収」、および同類のものは、本発明の方法および系に関連して使用される場合には、金属を吸着（ａｄｓｏｒｂ）、吸着（ａｄｓｏｒｐ）、吸収するのに使用される微生物、または微生物への金属の吸着（ａｄｓｏｒｂ）、吸着（ａｄｓｏｒｐ）、または吸収の工程を指す。
【００９３】
用語「微生物」は、藻類、または細菌、または真菌、または原生生物、または古細菌を指す。この用語は、微生物の混合物に関して複数の意味で使用されることがある。
【００９４】
用語「金属蓄積微生物」は、一つまたは複数の標的金属を生物吸収した微生物を意味する。
【００９５】
用語「ｐｐｍ」は、百万分の一を指し、ある基質を別の基質に対して比較した濃度に関する。これは、二つの基質の間の重量：重量比を指す。水溶液については、ｐｐｍとｍｇ／Ｌは近似的に等価である。
【００９６】
用語「ｒｃｆ」は、相対遠心力を意味する。
【００９７】
用語「デカントされた」または「デカントする」または同類のものは、固体画分を放置して沈殿させた後の固体／液体混合物から水溶液の上部分を除去することを指す。
【００９８】
用語「浸出剤」は、標的金属を溶解させて水性の形態にさせることができる水溶液を指す。
【００９９】
用語「ｅ−廃棄物」および「電子廃棄物」は、電子廃棄物、または電気電子機器廃棄物（一般にＷＥＥＥと称される）を指す。
【０１００】
用語「ＰＣＢ」は、電子廃棄物の一形態であるプリント回路基板を意味する。
【０１０１】
用語「選択性」は、浸出剤および／または微生物が一つまたは複数の金属を、試料および／または溶液に存在するその他の金属または非標的物質よりも溶解させる、および／または生物吸収することができることを指す。
【０１０２】
「系」は、原材料から金属を抽出するのに典型的に採用される可能性がある配管およびその他の特徴を含む。例としては、「系」は、容器、導管、ポンプ、圧力バルブ、熱交換器、フィルター、計測器（圧力センサー、流れセンサー、ｐＨセンサ）、および混合Ｔ字管（スタティックミキサー）を含んでもよい。
【０１０３】
考察
以下の記載は、本発明の特定の実施形態、つまり貴液または固体原材料物質からの金の回収に焦点を当てているが、その一方で、本発明が関係する技術分野の業者により公知であろう代替の標的金属の製造に、本発明が適用可能な場合もあるとわかることが望ましい。
【０１０４】
本明細書において先に考察したとおり、本発明者らは、金属イオンおよび／または固体原材料物質を含有する水溶液から金属を回収する方法を考案した。具体的には、本発明は、既存の方法に勝る、コストと環境上の利点を複数有するやり方で水溶液から金属を回収する方法を提供する。
【０１０５】
本発明の特定の態様では、電子廃棄物から一つまたは複数の標的金属を回収する方法が提供され、その方法は：
（ａ）電子廃棄物から非標的物質の少なくとも一部を除去して、前処理済み電子廃棄物を与えることを含む前処理ステップと；
（ｂ）前処理済み電子廃棄物を浸出剤と接触させて、標的金属の少なくとも一部を浸出剤中に溶解させ貴液を生成することを含む溶解ステップと；
（ｃ）微生物を貴液に接触させて、標的金属イオンの少なくとも一部が微生物に生物吸収されるようにして、微生物が金属を蓄積するようになり、貴液が貧液になることを含む生物吸収ステップと；
（ｄ）貧液から金属蓄積微生物を実質的に分離することを含む分離ステップと；
（ｅ）随意に、金属蓄積微生物からの標的金属の回収を含む回収ステップと、
を含む。
【０１０６】
図１および図２を参照すると、前処理ステップを含む、電子廃棄物から一つまたは複数の貴金属を回収する方法が提供され、方法は：
●チップ除去
●前選択された最大サイズへの粉砕
●特定密度の画分の除去
●磁性物質の除去
●一つまたは複数の卑金属浸出、
を含むがそれらには限定されない、一つまたは複数の単位操作を含んでいてもよい前処理ステップを含む。
【０１０７】
標的金属回収ステップにおいて処理されることになる物質の体積を減少させることと、貴金属の回収を妨害することがある、または標的金属浸出剤の効率を低減させることがある特定の画分の除去と、特定の利用価値のある画分の選択的捕獲を可能にすることとを含め、貴金属の回収に先立つこれらの前処理ステップの一つまたは複数を実行することの複数の利益が存在する。
【０１０８】
電子廃棄物が、元素および化合物を含む多種多様な非標的物質を含有することはよく知られている。しかしながら、それらの非標的物質のいくつかは、標的金属の回収時に有害な効果を有することがある。本発明者らは驚くべきことに、標的金属を浸出剤に溶解させるのに先立って電子廃棄物を前処理して、特定の非標的物質、例えば特定の構成成分、元素、金属、および／または化合物を除去することの顕著な利益があることを見出した。
【０１０９】
特定の実施形態では、前処理ステップは貴金属回収に先立って、少なくとも５０％の非標的金属、または少なくとも６０％、または少なくとも７０％、または少なくとも８０％、または少なくとも９０％、または少なくとも９５％の非標的物質を除去する。特定の好ましい実施形態では、前処理ステップは、２０％未満、または１０％未満、または５％未満、または２％未満、または１％未満の標的金属を除去する。
【０１１０】
図１を参照すると、特定の実施形態では、方法は、導管手段９を介して標的金属の浸出１（溶解ステップ）へ受け渡すのに先立って非標的物質の少なくとも一部を除去または回収するように構成された、前処理ステップ８を含む。当業者は、さまざまな部分量の非貴金属物質の回収または除去を標的とする複数の単位操作を前処理ステップが含んでもよいと認めるであろう。
【０１１１】
例えば、図２に図示された本発明の一実施形態に準拠して、チップ除去（１０）、指定された粒子サイズへの粉砕（１２）とそれに続く卑金属浸出（１４）を含むいくつかの単位操作を含む前処理ステップが提供される。
【０１１２】
チップ除去
本発明の特定の実施形態では、方法は、貴金属回収に先立って、チップおよびその他の表面実装された構成成分をプリント回路基板から除去するように構成された、一つまたは複数のステップを含む。当業者は、チップおよびその他の構成成分が典型的には、ハンダによってプリント回路基板に固定されていることを認めるであろう。プリント回路基板上へのはんだ付けは典型的にはは、スズおよび鉛、スズおよび銀、またはそれらの組み合わせを含む。そのようなものとして、チップ除去工程は典型的には、ハンダの融点より高温にハンダの温度を上昇させることにより、または適切な溶媒中にハンダを溶解させることにより、ハンダを除去することを含む。次いでチップおよびその他の構成成分は、ＰＣＢを振る、振動させる、解体する、または強くたたくことにより、チップおよびその他の構成成分がはずれて落下するようにして、簡単に除去することができる。
【０１１３】
当業者には、チップおよびその他の構成成分を加熱する、そしてプリント回路基板から除去する適切な手段がわかるであろう。しかしながら、非限定的な例としては、チップおよびその他の構成成分は、高温で複数のプリント回路基板をガラ研磨するように構成されたトロンメル（ｔｒｏｍｍｅｌ）装置内で加熱されてもよい。例えばワンら（Ｗａｎｇ  ｅｔ  ａｌ）（Ｗａｓｔｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，  Ｖｏｌ  ５３，  Ｊｕｌｙ  ２０１６，  ２１８−２２４）は、８分でハンダを除去することのできる、２６５℃の加熱空気を用いてＰＣＢを分解する自動化された系を提供している。
【０１１４】
加えてまたは代わりに、チップおよびその他の表面実装された構成成分は、ハンダを選択的に溶解させるのに適切な溶媒系にプリント回路基板を浸漬することにより、除去または回収してもよい。当業者は、ハンダを選択的に溶解させるのに適切な複数の溶媒系があることを認めるであろう。例えばヤン・ジャングワンら（Ｙａｎｇ  Ｊｉａｎ−Ｇｕａｎｇ  ｅｔ  ａｌ）（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｈａｚａｒｄｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌ，  Ｖｏｌ  ３０４，  Ｍａｒｃｈ  ２０１６，  ４０９−４１６）は、６０〜９０℃で９９％までのスズを除去することができるＳｎＣｌ４とＨＣｌとの１：１混合物を提供している。加えてまたは代わりに、マニス・クマ・ジャら（Ｍａｎｉｓ  Ｋｕｍａ  Ｊｈａ  ｅｔ  ａｌ）（Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，  Ｖｏｌ  １２１−１２４，  Ｊｕｎｅ  ２０１２，  ２８−３４）は、０．２ＭのＨＮＯ３を含む、鉛スズハンダの溶解用の硝酸溶液を提供しており、１ｇ／１００ｍｌの固液比で、９０℃、１２０分で９９．９９％の鉛を回収する。
【０１１５】
チップ除去工程の最中では、ハンダ、ハンダ構成成分、チップ、およびプリント回路基板からいったん除去されたその他の表面実装された構成成分を回収することが有益である場合がある。当業者には、そのような物質を回収するための複数の方法があり、例えばチップおよびその他の表面実装された構成成分をトレイの中で回収し、サイズ排除スクリーンを通じて仕分けしてもよいことがわかるであろう。
【０１１６】
粉砕
電子廃棄物、具体的にはＰＣＢの異質性のある性質に起因して、貴金属の回収に先立ってＰＣＢ物質を特定の平均サイズに粉砕することが望ましい場合がある。加えて、相当な量の貴金属が、チップまたはその他の構成成分の中に埋め込まれていて、それらは、ＰＣＢ物質が最初に特定のサイズ画分に粉砕される場合にのみ利用できることが認められる。本発明者らは、ｅ−廃棄物の粉砕が、後の工程ステップ、例えば、粉砕ｅ−廃棄物および／または浸出剤中のｅ−廃棄物を次のステップにポンプ輸送するまたはそうでなければ移送するのに有益であり得ることもまた見出した。当業者には、あらゆる物質を粉砕する結果、典型的にはサイズ分布が生じ、その結果得られた、分布をもつサイズを、公知のサイズ排除技術またはサイズ分離技術、例えば最大サイズを有する粒子を提供するサイズ排除スクリーンを通じて分離してもよいことがわかるであろう。当業者は、ＰＣＢを、様々な良く知られた破砕機または粉砕機、例えばハンマーミル、ボールミル、リングミル、およびシュレッダー、またはそのような実装の二つ以上の組み合わせを通じて、特定の平均サイズに粉砕することができることを認めるであろう。例としては、粉砕ステップは、切断段階と、それに続く２ステップの粉砕および破砕の段階を含む可能性がある。第１段階では粒子サイズは、３ｍｍの平均値にまで低減されてもよい。これに続いて、粉砕の第２段階に先立って、１ｍｍを下回る、理想的には０．１〜０．９ｍｍの範囲にまで平均サイズを低減させる粒子のふるい分けがあってもよい。大きい粒子はふるい分けて、さらなる粉砕のために前の粉砕段階に戻してもよい（Ｓｉｌｖａｓ  ｅｔ  ａｌ．  Ｗａｓｔｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，  Ｖｏｌ  ４６，  Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  ２０１５，  ５０３−５１０）。
【０１１７】
例としては、１ｍｍよりも小さい粒子サイズへの粉砕は、銅およびその他の卑金属の抽出速度を向上させるが、しかしながら０．５ｍｍを下回れば目立った向上は観察されない。０．０７５ｍｍを下回る粒子サイズに粉砕されると、銅および鉛の抽出速度は悪影響をうける（Ｃｈｅｎ  ｅｔ  ａｌ．  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｌｅａｎｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，  Ｖｏｌ  ９５，  Ｍａｙ  ２０１５，  １４２−１４７）。細断、粉砕、および微粉化はエネルギー集約的な工程であるので、エネルギー消費を最小化しつつ抽出効率を最大化することへの要望がある。
【０１１８】
本発明の特定の実施形態では、前処理ステップは、プリント回路基板を、約１０ｃｍ未満、または８ｃｍ未満、または５ｃｍ未満、または３ｃｍ未満、または１ｃｍ未満、または５０００ミクロン未満、または２０００ミクロン未満、または１０００ミクロン未満、または５００ミクロン未満、または２００ミクロン未満、または１００ミクロン未満、または５０ミクロン未満、または２０ミクロン未満の径に粉砕することを含む。好ましい実施形態では、前処理ステップは、ＰＣＢを約１０から０．０５ｍｍ径の平均サイズに粉砕することを含む。特定の実施形態では、前処理ステップは、約１０から０．０５ｍｍ径の平均値の、前選択された平均サイズに粉砕することを含む。特定の実施形態では、前選択されたサイズは、約５から０．１ｍｍ径の平均値である。粒子が球形でなくてもよいと認められる一方、当業者は、非球形粒子のサイズが球体で近似できることがわかるであろう。
【０１１９】
密度分画の除去
いったんプリント回路基板物質がさらに小さい粒子サイズに粉砕されると、粉砕された物質中の粒子は、その重量と密度が異なる場合がある。非限定的な例としては、相当な量の金属を含有する粒子は、金属を実質的に含まない粒子よりも高い密度を有するであろう。そのようなものとして、金属を含む粒子から金属を実質的に含まない粒子を分離することが有益である場合がある。当業者は、粉砕された物質を密度に基づいて完全に分離するための複数のよく知られた技術があることを認めるであろう。しかしながら、非限定的な例としては、そのような粒子は、浮遊分離、シェーカーテーブル、および／または静電分離を使用して分離されてもよい。プリント回路基板が２００ミクロン未満にまで粉砕される本発明の特定の実施形態では、方法は、静電分離による、実質的に金属を含まない粒子の除去を含む。
【０１２０】
例えばカヤ（Ｋａｙａ）（Ｗａｓｔｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，  Ｖｏｌ  ５７，  Ｎｏｖ  ２０１６，  ６４−９０）によれば、静電分離の三つの主要なタイプ：
１  −  コロナ静電分離（交差汚染がほとんどまたはまったくなしに、金属性および非金属性の混合物を製造するのに最も有用で、工業用途には０．６〜１．２ｍｍのＰＣＢサイズで最も良好に働く）
２  −  渦電流分離（アルミニウムを回収するのに有用）
３  −  摩擦電気分離、がある。
【０１２１】
磁性物質の除去
いったんプリント回路基板物質がさらに小さい粒子サイズに粉砕されると、非磁性物質から磁性物質を分離するのが有益である場合がある。貴金属および多くの卑金属は非磁性体であるので、さらなる処理に先立って磁性物質を分離するのが有益である場合がある。磁性物質は、粉砕されたプリント回路基板から磁性物質を物理的に除去するために磁場を使用して除去されてもよい。例えば、金属および非金属の構成成分が互いから完全に解離されて、破砕サイズは０．６ｍｍを下回る（例えば、Ｇｕｏ  Ｃｈａｏ  Ｗａｎｇ  Ｈｕｉ  ｅｔ  ａｌ．  Ｗａｓｔｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｖｏｌ  ３１，  Ｓｅｐ−Ｏｃｔ  ２０１１，  ２１６１−２１６６）。２ステップ破砕工程を使用し、１．２５ｍｍを上回る粒子は再利用して給送ループに入れ、それに続いて静電分離および磁気分離を行ってもよい。
【０１２２】
卑金属浸出
プリント回路基板は典型的には、複数の異なる金属および合金を含むので、貴金属の回収に先立っていくつかの金属を完全に分離することが有益である場合がある。当業者は、大部分の金属が、それらの電子配置、周期表上の位置、サイズ、硬度／柔軟性だけでなく、他の要因に基づく溶解度特性を有することを認めるであろう。そのようなものとして、特定の金属を実質的に溶解させつつ、その他のものをそれらの溶解度特性に基づいて実質的に未溶解な状態に残すことが可能である。例えば、卑金属、例えば銅、亜鉛、アルミニウム、鉄、およびスズは、硫酸中で少なくとも部分的に可溶性である傾向がある一方で、貴金属、例えば金、白金、および銀は、それらよりも実質的に可溶性に劣る。そのようなものとして、プリント回路基板物質からいくつかの金属を分離するのに、選択的溶解を使用してもよい。
【０１２３】
非限定的な例としては、特定の卑金属は：
●ケル（Ｋｅｌｌ）工程（酸化的熱分解）
●硫酸浸出
●塩酸浸出
●硝酸浸出
●アンモニア浸出、
を含むがそれらには限定されない技術を使用して、貴金属担持プリント回路基板物質から選択的に分離および溶解させてもよい。
【０１２４】
ケル工程は、卑金属および貴金属を含有する濃縮物の製錬に替わる湿式精錬を含む。その工程は、三つの主なステップ（一般的に原鉱を採掘する時点）：
１  −  卑金属を溶解させるための、酸性硫化物媒質中での液相加圧酸化。
２  −  最終段階での浸出条件を向上させるための先の物質の焙煎。
３  −  残留金属含有量を溶解させるための、塩化物媒質中での先の貴金属の浸出、
を伴う。
【０１２５】
この工程の鍵となる特徴は、卑金属および貴金属化学品の分離である（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓａｉｍｍ．ｃｏ．ｚａ／ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｓ／ｐｔ２０１０／１８１−１８６＿ｌｉｄｄｅｌｌ．ｐｄｆ）。
【０１２６】
２Ｍの硫酸と３５％の過酸化水素とを４：１の比で含む硫酸浸出を２ステップ工程において使用して、最も一般的な金属として銅、鉄、ニッケル、スズ、亜鉛、およびアルミニウムを含む卑金属を選択的に溶解させることができる。１：１０の固液比が最も適していることが見出された（Ｂｅｈｎａｍｆａｒｄ  ｅｔ  ａｌ．  Ｗａｓｔｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，  ３３  （２０１３）  ２３４５−２３６３）。さらには、参照により本明細書に援用されるカヤ（Ｋａｙａ）（Ｗａｓｔｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，  Ｖｏｌ  ５７  （２０１６）  ６４  −  ９０）が、卑金属浸出剤の詳細な表を提供している。
【０１２７】
１〜６Ｍの硝酸を使用して、卑金属、具体的には銅、鉛、およびスズ（それに加えて裁断されたｅ−廃棄物におけるその他の一般的な卑金属）を溶解させることができることもまた報告されている。４Ｍを上回る濃度の硝酸が使用される場合、スズはメタスズ酸として沈殿する。メクッチら（Ｍｅｃｕｃｃｉ  ｅｔ  ａｌ）（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  Ｖｏｌ  ７７  （２００２）  ４４９−４５７）は、硝酸のほうが、形成される沈殿物が少ないので硫酸に勝る利点を有すると主張している。さらには硝酸それ自体が酸化性なので、余分に必要となる酸化剤がもっと少なく、またはまったくなく、原鉱が容易に再生される、および／または再利用される可能性が高い。
【０１２８】
ファズールら（Ｆａｚｈｕｌ  ｅｔ  ａｌ）（ｈｔｔｐ：／／ｄｓｐａｃｅ．ｕｎｉｍａｐ．ｅｄｕ．ｍｙ／ｄｓｐａｃｅ／ｂｉｔｓｔｒｅａｍ／１２３４５６７８９／７４７６／１／ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ％２０ｌｅａｃｈｉｎｇ％２０ｆｏｒ％２０ｔｈｅ％２０ｒｅｃｏｖｅｒｙ％２０ｏｆ％２０ｃｏｐｐｅｒ．ｐｄｆ）は、特定の卑金属（具体的には銅）を、その他の一般的な卑金属の存在下で選択的に浸出する、アンモニアを含む浸出剤を提供している。加えてまたは代わりに、サンら（Ｓｕｎ  ｅｔ  ａｌ．）（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  ４９  （２０１５）  ７９８１−７９８８）は、アンモニウム（７．５５ｗｔ％）と、１９６ｇ／Ｌの炭酸アンモニウムを含み、室温の空気と、１ｇ／５ｍｌの固液比とを用いる工程を提供しており、これは、銅に浸出させつつ、低量のその他の卑金属、主に亜鉛（５％未満の全量）を除去することができるものである。
【０１２９】
溶解ステップ
図１は、電子廃棄物から標的金属を溶解するように容器１が構成された、本発明の実施形態を示す。特定の実施形態では、前処理済み電子廃棄物は容器１に加えられ、この場合、適切な浸出剤が適用されることで、一つまたは複数の標的金属の少なくとも部分的な溶解が生じて、標的金属イオンを含有する貴液が製造される。当業者には、標的金属の少なくとも一部を溶解させるのに必要な、適切な浸出剤および条件がわかるであろう。
【０１３０】
特定の実施形態では、貴液は、１０００ｐｐｍより多い、または５００ｐｐｍより多い、または２００ｐｐｍより多い、または１００ｐｐｍより多い超、または５０ｐｐｍより多い、または２０ｐｐｍより多い、または１０ｐｐｍより多い、または５ｐｐｍより多い、または１ｐｐｍより多いものを含有する。好ましくは貴液は、約０．１ｐｐｍから１５００ｐｐｍの間、または約０．１ｐｐｍから１０００ｐｐｍの間、または０．１ｐｐｍから５００ｐｐｍの間、または約０．１ｐｐｍから２００ｐｐｍの間、または０．１ｐｐｍから１００ｐｐｍの間、または約０．１ｐｐｍから５０ｐｐｍの間、または約０．１ｐｐｍから２０ｐｐｍの間の標的金属を含有する。好ましくは貴液は、約０．５ｐｐｍから１５００ｐｐｍの間、または約０．５ｐｐｍから１０００ｐｐｍの間、または０．５ｐｐｍから５００ｐｐｍの間、または約０．５ｐｐｍから２００ｐｐｍの間、または０．５ｐｐｍから１００ｐｐｍの間、または約０．５ｐｐｍから５０ｐｐｍの間、または約０．５ｐｐｍから２０ｐｐｍの間の標的金属を含有する。好ましくは貴液は、約１ｐｐｍから１５００ｐｐｍの間、または約１ｐｐｍから１０００ｐｐｍの間、または１ｐｐｍから５００ｐｐｍの間、または約１ｐｐｍから２００ｐｐｍの間、または１ｐｐｍから１００ｐｐｍの間、または約１ｐｐｍから５０ｐｐｍの間、または約１ｐｐｍから２０ｐｐｍの間の標的金属を含有する。
【０１３１】
本発明の方法に準拠して、特定の実施形態では、標的金属イオンを溶解させるのに使用される浸出剤溶液は、貴液としての役割をする。非限定的な例としては、金が標的金属である場合には、貴液は、チオ尿素系溶液、またはチオ硫酸塩系溶液、またはチオシアン酸塩系溶液、またはシアン化物系溶液、またはハロゲン系溶液、または王水系溶液を含む浸出剤中に標的金属を溶解させることにより製造してもよく、そして適切な条件の例は、エイルモア（Ａｙｌｍｏｒｅ）の、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  ｉｎ  Ｍｉｎｅｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  １５，  ｐｐ  ５０１−５３９  （２００５）、およびその中の参考文献に見出すことができる。
【０１３２】
一つまたは複数の標的金属を溶解させるのに適切な浸出剤系は、異なる速度、ｐＨ、温度、ＯＲＰで作用し、当業者には、標的金属を効率的に確実に溶解させるようそれらの条件がいかにして最適化してもよいかがわかるであろう。適切な浸出剤系の例は以下を含む：
【０１３３】
水および塩素
溶媒としての水、それに加えて塩素ガスの浸出剤系は、金を溶解させるのに使用することができる。この系は選択的でなく、たいていの金属ナノ粒子を溶解させることになる（Ａ  Ｓｔｒａｉｇｈｔｆｏｒｗａｒｄ  Ｒｏｕｔｅ  ｔｏ  Ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｏａｕｒｉｃ  Ａｃｉｄ  ｆｒｏｍ  Ｇｏｌｄ  Ｍｅｔａｌ  ａｎｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｈｌｏｒｉｎｅ  ｆｏｒ  Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．  ｄｏｉ：１０．３３９０／ｍｅｔ５０３１４５４）。
【０１３４】
水溶性溶媒、酸化剤、および塩化物
参照により本明細書に援用される国際公開公報第ＷＯ２０１６／１６８９３３号によれば、溶媒としての氷酢酸、酸化剤、および塩化物源を含む浸出剤系が、金を選択的に溶解させるのに使用することができる。例えば、酢酸、塩酸、および塩素ガスは、プリント回路基板から金を選択的に溶解させることが示された。同様に、溶媒としての氷酢酸、それに加えて塩酸、それに加えて次亜塩素酸カルシウムの浸出剤系は、金を選択的に溶解させるのに使用することができる。加えて、溶媒としての氷酢酸、それに加えて過酸化水素、それに加えて塩酸、それに加えて塩化カルシウムの浸出剤系は、金を選択的に溶解させるのに使用することができる。
【０１３５】
ヨウ化カリウムおよびヨウ素
溶媒としての水、それに加えてヨウ素、それに加えてヨウ化カリウムの浸出剤系は、米国特許第３９５７５０５号に準拠して金を溶解させるのに使用することができる。
【０１３６】
チオ尿素
水溶媒中のチオ尿素、それに加えて第二鉄イオンの、ｐＨが１〜３の間の浸出剤系は、金を溶解させるのに使用することができる。（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  Ｌｉｘｉｖｉａｎｔｓ  ｔｏ  Ｃｙａｎｉｄｅ  ｆｏｒ  Ｌｅａｃｈｉｎｇ  Ｇｏｌｄ  Ｏｒｅｓ，  ＤＯＩ：  １０．１０１６／Ｓ０１６７−４５２８（０５）１５０２１−２）。
【０１３７】
チオ硫酸塩
チオ硫酸塩、これに加えてアンモニア、これに加えて銅（ＩＩ）の浸出剤系は、金を溶解させるのに使用することができる。（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  Ｌｉｘｉｖｉａｎｔｓ  ｔｏ  Ｃｙａｎｉｄｅ  ｆｏｒ  Ｌｅａｃｈｉｎｇ  Ｇｏｌｄ  Ｏｒｅｓ，  ＤＯＩ：  １０．１０１６／Ｓ０１６７−４５２８（０５）１５０２１−２）。
【０１３８】
王水
硝酸、これに加えて塩酸の、体積比が近似的に１：４である浸出剤系は、金を溶解させるのに使用することができる。（Ｃｙａｎｉｄｅ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｌｉｘｉｖｉａｎｔ  Ｌｅａｃｈｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｇｏｌｄ  ｗｉｔｈ  Ｓｏｍｅ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  ＤＯＩ：  １０．１０８０／０８８２７５０９５０８９１４１２５）。
【０１３９】
シアン化物
【０１４０】
水溶媒中、シアン化ナトリウム（０．０２〜０．１％）の、ｐＨが１０〜１１の間である空気飽和させた浸出剤系は、金を溶解させるのに使用することができる。（Ｃｙａｎｉｄｅ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｌｉｘｉｖｉａｎｔ  Ｌｅａｃｈｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｇｏｌｄ  ｗｉｔｈ  Ｓｏｍｅ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  ＤＯＩ：  １０．１０８０／０８８２７５０９５０８９１４１２５）。
【０１４１】
特定の実施形態では、標的金属を選択的に溶解させつつ、非標的金属は実質的に未溶解または溶解の程度をさらに小さくした状態に残すために浸出剤系を使用してもよい。当業者は、たいていの標的金属、例えば金が、たいていの浸出剤系において、非標的物質、例えば卑金属よりも低い可溶性を示すのが典型的であることを認めるであろう。しかしながら、特定の実施形態では、標的貴金属の少なくとも一部が浸出剤系に溶解する一方で、非標的物質はもっと遅い速度で溶解する。加えてまたは代わりに、未溶解の金属と比較して、標的金属の少なくとも一部が浸出剤系に溶解する一方で非標的金属の溶解する割合はもっと低い。
【０１４２】
特定の実施形態では、標的金属および非標的金属は浸出剤によって、１：１０００（標的金属：非標的金属）より大きい、または１：５００、または１：２００より大きい、または１：１００より大きい、または１：５０より大きい、または１：２０より大きい、または１：１０より大きい、または１：５より大きい、または１：２より大きい、または１：１より大きい比で、実質的に選択的に溶解する。
【０１４３】
国際公開公報第ＷＯ２０１６／１０８９３３号によれば、酢酸を使用する系は、その他の溶媒、例えば水を使用する系よりも金に対するさらに大きい選択性を示す。そのような系の一つが、氷酢酸、塩酸、および次亜塩素酸カルシウムの系である。この浸出剤は、１．３２部の銅および０．８７部のニッケルに対して１部の金のモル比を４分で示し、この場合、１３３．６部の銅および３８部のニッケルに対して１部の金の投入で始まって、すべての金が溶解する。別の系が、氷酢酸、これに加えて塩酸、これに加えて塩素であり、この系は、２．４部の銅および０．６部のニッケルに対して１部の金のモル比を１分で示し、この場合、１３８．７部の銅および４６．６部のニッケルに対して１部の金の投入で始まって、すべての金が溶解する。
【０１４４】
特定の実施形態では、電子廃棄物物質／浸出剤の混合物は、標的金属の溶解を支援するために、３０℃を上回る、または４０℃を上回る、または５０℃を上回るまで穏和に加熱することが必要となる場合がある。同様に、この混合物には、攪拌、超音波、振動、それ以外には溶解を支援する処理を行ってもよい。
【０１４５】
生物吸収ステップ
浸出剤中への標的金属の少なくとも一部の溶解に続いて、貴液は、導管２を介して生物吸収容器３へ受け渡される。生物吸収容器３は、微生物との貴液の接触を可能にするように構成されている。接触した時点で、標的金属の少なくとも一部を微生物に生物吸収させて、微生物が金属を蓄積した状態になり、貴液は貧になるようにする。本発明の実施形態に準拠して、微生物は、少なくとも２分、または少なくとも５分、または少なくとも１０分、または少なくとも３０分、または少なくとも６０分、または少なくとも１２０分の間、または少なくとも５０％の標的金属、または少なくとも６０％の標的金属、または少なくとも７０％の標的金属、または少なくとも８０％の標的金属、または少なくとも９０％の標的金属、または少なくとも９５％の標的金属を生物吸収するのに必要な時間の間、貴液と接触させられる。この時間は好ましくは、約０．５時間と４８時間の間、または約０．５時間と２４時間の間、または約０．５時間と１２時間の間、または約０．５時間と４時間の間、または１時間と３時間の間である。
【０１４６】
本発明の特定の好ましい実施形態では、微生物は、貴液におけるさらなる金属（非標的金属）よりも標的金属を特異的に生物吸収する。次いでさらなる金属は、分離ステップにおいて標的金属から分離され、このステップでは、さらなる金属は貧液中に残留する。実施例８および９は、生物吸収ステップの特異的な性質を示す。特異的な生物吸収の係数は、貴液における金属の比に一部依存することになり、例えば、もしそれらの金属がすでに類似の量になっているのであれば、さらなる金属が大幅に過剰にある限り、質量比は変化しない可能性がある。しかしながら、好ましくは微生物は、生物吸収ステップにおいて、さらなる金属よりも標的金属を特異的に生物吸収して、貴液中のさらなる金属に対する標的金属の質量比が、微生物に生物吸収されるさらなる金属の標的金属の比と比較して、少なくとも２、または少なくとも３、または少なくとも５、または少なくとも８、または少なくとも１０、または少なくとも２０、または少なくとも５０、または少なくとも１００、または少なくとも２００倍だけ増加するようにする。比が増加する上限は、開始時の比に部分的に依存することになるが、１，０００以上となる場合がある。好ましくは標的金属は金である。好ましくはさらなる金属は、銅およびニッケルの一つまたは複数から選択される。
【０１４７】
標的金属を生物吸収するのに必要な条件は、微生物のｐＨ、ＯＲＰ、濃度を含む複数の要因に依存することになる。しかしながら、本発明の特定の実施形態に準拠して、微生物は、酸性のｐＨで濃縮物の状態で貴液に加えられる。一実施形態では、微生物は、貴液との接触に先立って、緩衝溶液、例えばリン酸塩、トリス（Ｔｒｉｓ）、生理的食塩水、酢酸塩、および／または過塩素酸塩中で洗浄される。同様に、微生物は、貴液との接触に先立って体積について濃縮されていてもよい。そのような濃縮は、元の体積の少なくとも５０％、または少なくとも１０％、または少なくとも１％、または少なくとも０．１％までであってもよい。
【０１４８】
複数の微生物が、金属イオンを生物吸収することができる。微生物は、好ましくは藻類または細菌、好ましくはグラム陰性またはグラム陽性の菌、例えば、シュードモナス、エシェリキア、バチルス、デスルホビブリオ、プレクトネマ、カプリアビダス、クロストリジウム、またはデルフチア属のものである。微生物は好ましくは、標的金属が生理的に適切な量、例えば０．５ｐｐｍ未満で見出される環境から選択される。金属イオンを生物吸収することができる微生物の例としては、グラム陰性菌であるシュードモナス・エルジノーサおよびエシェリキア・コリ、グラム陽性菌であるバチルス・サブティリス、ならびに真菌であるサッカロミセス・セレビシエなどが挙げられる。ナンチャライアら（Ｔｒｅｎｄｓ  ｉｎ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ３４，  ｐｐ  １３７−１５５  （２０１６））は、参照により本明細書に援用されるとおり、標的金属の生物吸収に採用されてもよい広範囲の微生物を同定している。生物吸収工程の大多数は、本質的に吸着性である（すなわち金属イオンは、細胞壁または膜部分との受動的相互作用を通じて微生物の表面に結合される）が、しかし一部は、吸収性である（すなわち金属イオンは、微生物により能動的にそれ自体の中に取り込まれる）。
【０１４９】
標的金属イオンが金である特定の実施形態では、微生物、例えばグラム陰性菌であるシュードモナス・エルジノーサ、Ｐ．プチダ、およびデスルホビブリオ・デスルフリカンス、グラム陽性菌であるバチルス・サブティリス、ならびに／または藻類であるプレクトネマ・ボリアナムが、金を生物吸収することが示されている（Ｒｅｉｔｈ  ｅｔ  ａｌ，  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ  Ｅｃｏｌｏｇｙ  Ｊｏｕｒｎａｌ  １，  ｐｐ  ５６７−５８４  （２００７））。特定の好ましい実施形態では、微生物は、金が生理学的に適切な濃度で見出される環境から選択され、例えばグラム陰性菌であるカプリアビダス・メタリデュランスおよびデルフチア・アシドボランスである（Ｒｅａ  ｅｔ  ａｌ，  ＦＥＭＳ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ  Ｅｃｏｌｏｇｙ  ９２，  ｐｐ  ｆｉｗ０８２  （２０１６））。その他の好ましい実施形態では、微生物は、その他の工業的工程で使用されるものから選択され、例えばグラム陽性菌であるクロストリジウム・オートエタノゲナム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ａｕｔｏｅｔｈａｎｏｇｅｎｕｍ）である（Ａｂｒｉｎｉ  ｅｔ  ａｌ  ，  Ａｒｃｈ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  １６１  ，  ｐｐ  ３４５−３５１  （  １９９４  ））。
【０１５０】
環境ではなく本発明において使用される場合、微生物は概して、単一培地、または２から５とおりの微生物の少なくとも限定された混合物である。さらには、自然環境では、微生物は、低レベル、例えば０．５ｐｐｍ未満の標的金属に、概して曝露されるだけである。本発明の好ましい実施形態では、貴液は、比較的高量の、例えば０．５ｐｐｍより大きい、または１ｐｐｍよりも大きい標的金属を含有する。それゆえ微生物が、さらに高いレベルの標的金属を生物吸収する能力を依然有することは、驚くべきでことある。加えてまたは代わりに、比較的短時間、例えば１２時間未満で、さらには、標的金属がさらに低いまたはさらに高い濃度である場合でさえ、微生物が標的金属を生物吸収することができることは、驚くべきことである。
【０１５１】
本発明者らは、金が標的金属である本発明においてカプリアビダス・メタリデュランス（Ｃ．メタリデュランス）がとりわけ有用であることを見出した。本発明者らは、Ｃ．メタリデュランスが比較的容易に増殖すること、金を生物吸収することに長けていること、および／または標的金属を比較的速やかに生物吸収すること、および／または金を特異的に生物吸収するのに効果的なこと（実施例８および９を見られたい）、および／または貴液中に存在しているその他の金属に比較的耐性があることを見出した。
【０１５２】
標的金属イオンが金である、そして貴液がチオ硫酸塩系溶液、またはシアン化物系溶液、または塩化物系溶液である特定の実施形態では、Ｃ．メタリデュランスは、金−チオ硫酸塩錯体、または第一金シアン化塩、または塩化金酸塩を生物吸収するのにそれぞれ使用してもよい（Ｒｅｉｔｈ  ｅｔ  ａｌ，  ＰＮＡＳ  １０６，  ｐｐ  １７７５７−１７７６２  （２００９）；  Ｅｔｓｃｈｍａｎｎ  ｅｔ  ａｌ，  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｇｅｏｌｏｇｙ  ４３８，  ｐｐ  １０３−１１１  （２０１６））。
【０１５３】
標的金属イオンが少なくとも部分的に生物吸収された時点では、溶液は貧液になり、この場合、貧液は、含有される標的金属が貴液の場合よりも少ない。特定の実施形態では、貧液は、０．１ｐｐｍより少ない、または１ｐｐｍより少ない、または２ｐｐｍより少ない、または５ｐｐｍより少ない、または１０ｐｐｍより少ない、または２０ｐｐｍより少ない、または５０ｐｐｍより少ない、または１００ｐｐｍより少ない標的金属を含有する。好ましくは貧液は、約０．００１ｐｐｍと１００ｐｐｍの間、または約０．００１ｐｐｍと５０ｐｐｍの間、または約０．００１ｐｐｍと５０ｐｐｍの間、または約０．０１ｐｐｍと５０ｐｐｍの間の標的金属を含有する。特定の実施形態では、貴液は、貧液よりも少なくとも１０倍多い標的金属を含有する。好ましくは貴液は、貧液よりも少なくとも２０倍、または少なくとも４０倍、または少なくとも４５倍、または少なくとも５０倍多い標的金属を含有する。
【０１５４】
微生物は、生物吸収容器３内の貴液との接触に先立って、当業者になじみのあるあらゆる方法により、別個の容器内で培養してもよいことが認められる。例としては、微生物は、適切な増殖媒質を含有するバイオリアクター（例えば図４の容器２０）内で培養して、生物吸収容器３に移送することができる。微生物は、さらなる濃縮なしに直接的に移送しても、または受け渡すのに先立って濃縮されてもよい。特定の実施形態では、微生物は、重力分離を通じて濃縮され、そして最小限の体積の増殖媒質に濃縮された微生物スラリーとして生物吸収容器３に受け渡される。関連する実施形態では、濃縮された微生物スラリーは、生物吸収容器３に受け渡されるのに先立って、別の溶液中で洗浄されてもよい。
【０１５５】
特定の実施形態では、微生物は、増殖の対数中期期または静止期に到達するまで、豊富な液体媒質（例えばニュートリエントブロス（ｎｕｔｒｉｅｎｔ  ｂｒｏｔｈ）またはトリプシンソイブロス（ｔｒｙｐｔｉｃ  ｓｏｙ  ｂｒｏｔｈ））中で培養される。
【０１５６】
分離ステップ
図１を参照すると、標的金属の少なくとも一部が生物吸収された時点で、金属蓄積微生物は、分離モジュール５において貧液から分離される。分離ステップの初期部分は、生物吸収ステップと同一の容器内で生じてもよいことが予期され、この場合には、金属蓄積微生物は、重力分離を介して単に濃縮放置される。他の実施形態では、金属蓄積微生物および貧液は、分離のために、導管手段４を介して分離モジュール５へ受け渡される。微生物を貧液から分離する手段の例は、当業者になじみ深いであろう。しかしながら、例としては、金属蓄積微生物は、重力分離、遠心分離、ろ過、またはそれらの組み合わせにより分離されてもよく、各場合で貧液は金属蓄積微生物から除去される。
【０１５７】
実質的に分離するとは、金属蓄積微生物から貧液の少なくとも一部を物理的に分離することを意味すると解釈されるのが望ましい。物理的に分離するとは、別個の非接触場所で、例えば、同一の収納容器内の接触層ではなく別個の収納容器内で、それらを有することを指す。
【０１５８】
特定の実施形態では、金属蓄積微生物は、生物吸収容器３または分離モジュール５における時間にわたって貧液から重力分離される。重力分離に続いて、貧液の少なくとも一部は、濃縮された金属蓄積微生物を後に残して、デカントする、サイフォン循環させる、またはそれ以外には除去することができ、この金属蓄積微生物は、回収ステップを実行するために、随意の回収モジュール７へ導管手段６を介して受け渡することができる。
【０１５９】
特定の実施形態では、分離ステップは、貧液からの金属蓄積微生物の重力分離を含み、この場合、少なくとも５０％の貧液が除去される。好ましくは、少なくとも６０％、または少なくとも７０％、または少なくとも８０％、または少なくとも９０％、または少なくとも９５％の貧液が除去される。例としては、微生物の溶液は、貧液を除去する前に、最高２時間まで、または最高６時間まで、または最高１２時間まで、または最高２４時間まで、または最高４８時間まで、または最高７２時間まで放置し重力沈降させてもよい。
【０１６０】
代替実施形態では、金属蓄積微生物は、遠心分離および貧液の除去により、分離モジュール５において貧液から分離することができる。当業者は、分離に続いて導管手段６を介して回収モジュール７へ受け渡することができる金属蓄積微生物から貧液を分離するのに必要な、適切な条件および装置を認めるであろう。
【０１６１】
特定の実施形態では、分離ステップは、遠心分離により金属蓄積微生物を分離することを含み、この場合には、遠心分離の最中に、少なくとも５０％の貧水溶液が金属蓄積微生物から除去される。好ましくは、少なくとも６０％、または少なくとも７０％、または少なくとも８０％、または少なくとも９０％、または少なくとも９５％の貧液が、遠心分離の最中に除去される。
【０１６２】
当業者は、遠心分離機の動作が、取り扱われる液体の体積および要求される分離の速度に依存するであろうことを認めるであろう。適切な連続フロー遠心分離装置またはデカンター型遠心分離装置を含め、本発明の方法および系とともに採用されてもよい複数の遠心分離機系もまた存在する。
【０１６３】
さらなる実施形態では、金属蓄積微生物は、ろ過により、分離モジュール５において貧液から分離することができる。当業者は、以降の分離によって導管手段６を介して回収モジュール７へ受け渡することができる金属蓄積微生物から貧液を分離するのに必要な、適切な条件および装置を認めるであろう。
【０１６４】
特定の実施形態では、分離ステップは、ろ過により金属蓄積微生物を分離することを含み、この場合、ろ過の最中に少なくとも５０％の貧液が金属蓄積微生物から除去される。好ましくは、少なくとも６０％、または少なくとも７０％、または少なくとも８０％、または少なくとも９０％、または少なくとも９５％の貧液がろ過の最中に除去される。例としては、金属蓄積微生物を含有する溶液は、貧液を除去するために、近似的に０．４５μｍ、または近似的に０．６５μｍ、または近似的に０．８μｍ、または近似的に１μｍの細孔サイズを有するフィルターを通して真空ろ過されてもよい。別の例としては、貧液をろ過するのにクロスフローろ過装置または膜バイオリアクター装置を使用してもよい。
【０１６５】
分離ステップは、複数の理由から重要である。分離ステップは、貴液中のその他の構成成分から金属蓄積微生物、そしてそれゆえ標的金属を除去する。貴液中のその他の構成成分は、毒性または腐食性のもの、例えばシアン化物または酸類であり得る。分離ステップはまた、標的金属の濃縮を可能にする。分離ステップに続いて、乾燥させた金属蓄積微生物は好ましくは、１００ｐｐｍより多い、または２００ｐｐｍより多い、または５００ｐｐｍより多い、または１０００ｐｐｍより多い、または３０，００ｐｐｍより多い標的金属を含む。さらに本発明者らは、貴液から分離済み微生物への標的金属の大きな濃縮係数を示した。貴液から微生物への標的金属の濃縮係数（すなわち、貴液よりも微生物中に標的金属が何倍濃縮されているかの数）は、５より大きい、または１０より大きい、または２０より大きい、または５０より大きい、または１００より大きい、または９００より大きい。例えば、実施例１は、９９０という、貴液から微生物への標的金属の濃縮係数を示している。湿潤微生物バイオマスは、その乾燥質量の５倍であると一般的に見積もられている、すなわち乾燥質量は湿潤質量の約２０％である（Ｌｕｒｉａ，  Ｔｈｅ  Ｂａｃｔｅｒｉａ，  ｖｏｌ．  １．  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，  Ｉｎｃ．，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，  ｐｐ  １−３４  （１９６０））。それゆえ、実施例１および６で使用される、湿潤微生物バイオマスについて計算された金属濃縮係数を５倍して、乾燥した微生物についての濃縮係数を見積もることができることになる。微生物の乾燥は、実施例１１Ａに例示されている。この濃縮は重要であり、それは例えば、金属を抽出するために湿式製錬において浸出剤を使用するものの、さらに金属を浸出剤から回収しなければならないためである。
【０１６６】
分離ステップは、場合によっては、金属の選択的分離および／または濃縮を可能にすることもでき、例えば、実施例８は、銅からの金の特異的な生物吸収、次いで分離および／または濃縮を実証している。金が微生物に選択的に生物吸収される結果、分離ステップでは、微生物へ生物吸収された金は、貧液中で銅から分離される。
【０１６７】
回収ステップ
当業者は、回収モジュール７において金属蓄積微生物から標的金属を回収するのに適切な回収手段を認めるであろう。しかしながら、非限定的な例としては、金属は、微生物の条件を変更することにより、金属蓄積微生物から脱離させてもよい。例えば、本発明の特定の実施形態では、金属は、例えば、酸または塩基を含有する溶液と微生物を接触させることによって微生物のｐＨを変更することにより、金属蓄積微生物から脱着させてもよい。そのような実施形態では、微生物は、液体中への標的金属の脱着を誘起するために特定のｐＨを有する液体と接触させられる可能性がある。特定の実施形態では、接触させた液体のｐＨは、貧液よりも高いｐＨである一方で、他の実施形態では、ｐＨは、系の特性によってはそれより低い。例としては、その条件は、５未満のｐＨ、または４未満のｐＨ、または３未満のｐＨ、または２未満のｐＨのものであってもよい。さらなる例としては、条件は、８より大きいｐＨ、または９より大きいｐＨ、または１０より大きい、または１１より大きいｐＨ、または１２より大きいｐＨのものであってもよい。
【０１６８】
代替実施形態では、金属蓄積微生物は、液体中への標的金属の脱着を誘起するために化合物を含有する液体と接触させてもよい。例としては、水性システインを、標的金属の脱着を誘起するために特定の実施形態において使用してもよい。標的金属が金である特定の実施形態では、近似的に０．３ｍＭ、または近似的に１ｍＭ、または近似的に１０ｍＭ、または近似的に３０ｍＭ、または近似的に６０ｍＭのシステイン溶液を金属蓄積微生物と接触させてもよい（Ｋｅｎｎｅｙ  ｅｔ  ａｌ，  Ｇｅｏｃｈｉｍｉｃａ  ｅｔ  Ｃｏｓｍｏｃｈｉｍｉｃａ  Ａｃｔａ  ８２，  ｐｐ  ５１−６０  （２０１２））。関連する実施形態では、水性チオ硫酸塩、チオ尿素、チオシアン酸塩、シアン化物、またはその他のチオール配位子を、微生物からの金の脱着を誘起するのに使用してもよい。加えてまたは代わりに、その他の条件、例えば酸化還元電位または温度の変化を、標的金属の脱着を促進するのに使用してもよい。
【０１６９】
次いで濃縮溶液には、分離および精製の手順、例えば、不純物の沈殿、溶媒抽出、吸着、およびイオン交換を行って、標的金属を単離、および／またはさらに濃縮してもよい。引き続いて、溶液は、標的金属を回収するための電解精製工程、化学的還元、または結晶化、または当業者が気づくであろうその他の方法により処理することができる。
【０１７０】
代替実施形態では、分離された金属蓄積微生物は、標的金属を回収するために、乾燥および燃焼、ならびに／または精錬されてもよく、この標的金属は、当業者に公知である従来の乾式精錬または湿式精錬技術を使用して灰から分離されてもよい（Ｈｅｎｎｅｂｅｌ  ｅｔ  ａｌ，  Ｎｅｗ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ３２，  ｐｐ  １２１−１２７  （２０１５））。
【０１７１】
回収ステップは、金属のまたはイオンの形態で標的金属を回収することができることは明らかであろう。それゆえ、標的金属を回収するとは、金属性の金属または金属イオンの回収を含むと解釈されるのが望ましい。
【０１７２】
本発明の方法および系の特定の実施形態では、標的金属は金である。そのような実施形態では、分離された金蓄積微生物は、周囲温度または３０℃または５０℃で乾燥させて含水量を最小限にし、そしてその後、生成された灰の損失を最小限にするように、例えば穏和にガストーチにより焼却されてもよい。次いでこの灰は、硝酸で処理して卑金属を可溶化、ろ過し、王水（３部の塩酸に対し１部の硝酸）を用いて金含有残渣を処理して塩化金酸の溶液を生成してもよい。関連する実施形態では、金蓄積微生物は、先の焼却を必要とすることなしに、先に言及した酸処理に直接通してもよい。金は沈殿させ、当業者に公知の方法を使用して塩化金酸から精錬してもよい。
【０１７３】
本発明の方法および系の特定の実施形態では、標的金属は金である。そのような実施形態では、分離された金蓄積微生物は、周囲温度または３０℃または５０℃で乾燥させて含水量を最小限にし、そしてその後、生成された灰の損失を最小限にするように、例えば穏和にガストーチにより、または１１００℃で加熱炉により焼却されてもよく、両技術は、金を結合させていかなる損失も最小限にするのに役立つホウ砂フラックスを利用しており、このフラックスはまた、金からあらゆる酸化物不純物を完全に取り除いて清浄にする。続いてこの灰は、硝酸で処理して卑金属を可溶化、ろ過し、王水（３部の塩酸に対し１部の硝酸）を用いて金含有残渣を処理して塩化金酸の溶液を生成してもよい。関連する実施形態では、金蓄積微生物は、先の焼却を必要とすることなしに、先に言及した酸処理に直接通してもよい。金は沈殿させ、当業者に公知の方法を使用して塩化金酸から精錬してもよい。
【０１７４】
溶液の再利用
本発明者らは、工程において使用される特定の溶液を再利用することにより、その工程の効率が向上する場合があることを認めている。例えば、特定の実施形態では、金属蓄積微生物から分離された貧液の少なくとも一部を再利用して溶解容器１に戻す手段が提供される。特定の実施形態では、この再利用ステップは、系全体で必要な水の量を低減させ、よって、費用対効率および／または環境に対する効率をますます高めることが予期される。図３を参照すると、特定の実施形態では、貧液の少なくとも一部を分離容器５から溶解容器１に受け渡す手段１８が提供される。特定の実施形態では、この系は、溶液を容器５から容器１に受け渡すポンプを含む。
【０１７５】
貧液は、金属イオンを含有してもよく、そしていくつかの実例では標的金属イオンさえ含んでもよいことがわかる。しかしながら、当業者は、標的金属を溶解させるために容器１に受け渡されて戻されてもよい貧液の量を理解するであろう。いくつかの実施形態では、貧液は、溶解容器１に受け渡すのに先立って、過剰な金属イオンまたはその他の化合物を除去するために処理されてもよい。いくつかの実施形態では、貧液の少なくとも一部は、溶解容器１に受け渡すのに先立って、補給水またはその他の適切な液体と混合される。加えてまたは代わりに、貧液の少なくとも一部は、溶解容器１内で補給液と混合されてもよい。
【０１７６】
追加の構成成分を貧液に加えて、溶解容器１内で浸出剤として作用することができるようにする必要がある場合のあることが、さらに認められる。例えば、浸出剤が、チオ硫酸塩またはシアン化物またはチオ尿素または塩素である特定の実施形態では、標的金属のさらなる溶解を可能にするために、活性な浸出剤を少なくとも部分的に再充填する必要があることがある。特定の実施形態では、これらの追加の構成成分は、溶解容器１に受け渡すのに先立って、貧液に加えられる。代替実施形態では、追加の構成成分は、溶解容器１内で貧液に加えられる。加えてまたは代わりに、貧液は、ｐＨ、ＯＲＰ、温度、またはそれを適切な浸出剤にすることを目的に当業者に公知の場合もあるあらゆるその他の物理的特性を調整するために、処理する必要がある場合もある。
【０１７７】
図４を参照すると、特定の実施形態では、貧液の少なくとも一部を分離容器５からバイオリアクター２０に受け渡す手段１９が提供される。特定の実施形態では、系は、溶液を容器５からバイオリアクター２０に受け渡すポンプを含む。
【０１７８】
貧液は、金属イオンを含有してもよく、そしていくつかの実例では標的金属イオンさえ含んでもよいことがわかる。しかしながら、当業者は、微生物の培養を可能にするためにバイオリアクター２０に受け渡されて戻されてもよい貧液の量を理解するであろう。いくつかの実施形態では、貧液は、バイオリアクター２０に受け渡すのに先立って、過剰な金属イオンまたはその他の化合物を除去するために処理されてもよい。
【０１７９】
いくつかの実施形態では、貧液の少なくとも一部は、バイオリアクター２０に受け渡すのに先立って、補給水と混合される。加えてまたは代わりに、貧液の少なくとも一部は、バイオリアクター内で補給水と混合されてもよい。
【０１８０】
追加の構成成分を貧液に加えて、貧液がバイオリアクター２０内で適切な培養媒質として作用することができるようにする必要がある場合のあることが、さらに認められる。特定の実施形態では、これらの追加の構成成分は、バイオリアクター２０に受け渡すのに先立って、貧液に加えられる。代替実施形態では、追加の構成成分は、バイオリアクター２０内で貧液に加えられる。加えてまたは代わりに、貧液は、ｐＨ、ＯＲＰ、温度、またはそれを適切な浸出剤にするために当業者に知られている可能性もあるあらゆるその他の物理的特性を調整するために、処理する必要がある場合もある。
【０１８１】
特定の実施形態では、貧液の少なくとも一部がバイオリアクター２０へ受け渡され、そして少なくとも一部が、図３に関連して記載される上の実施形態のいずれかに準拠する溶解容器１へ受け渡される。
【０１８２】
特定の実施形態では、貧液の少なくとも２５％が溶解容器１へ受け渡される。他の実施形態では、少なくとも３５％、または少なくとも４５％、または少なくとも５５％、または少なくとも６５％、または少なくとも７５％、または少なくとも８５％、または少なくとも９５％の貧液が溶解容器１へ受け渡される。
【０１８３】
代わりに、貧液の少なくとも２５％がバイオリアクター２０へ受け渡される。他の実施形態では、少なくとも３５％、または少なくとも４５％、または少なくとも５５％、または少なくとも６５％、または少なくとも７５％、または少なくとも８５％、または少なくとも９５％の貧液がバイオリアクター２０へ受け渡される。
【０１８４】
別途表示のない限り、本明細書に記載された方法に記載されたステップの順序は、非常に好ましいものであり、効率的な生産および経済的に実行可能な回収方法を工程が確実に提供するよう、本発明者らによりなされた試行によって最適化されたものである。
【実施例】
【０１８５】
バックグラウンドの実施例１  王水に溶解させた金の生物吸収
物質および方法：
微生物培地を無菌条件下で増殖させたが、しかし引き続く処理は、滅菌されていない溶液および装置を使用して行った。
【０１８６】
１．  ２５ｍＬのニュートリエントブロス（０．５％のペプトン、０．３％の酵母エキス）で、カプリアビダス・メタリデュランス株ＣＨ３４（ドイチェ・サムラング・フォン・ミクロオーガニスメン・ウント・ゼルクルトゥーレン社（Ｄｅｕｔｓｃｈｅ  Ｓａｍｍｌｕｎｇ  ｖｏｎ  Ｍｉｋｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｅｎ  ｕｎｄ  Ｚｅｌｌｋｕｌｔｕｒｅｎ  ＧｍｂＨ）＃２８３９）を培養し、３０℃、約２００ｒｐｍで静止期まで少なくとも１６時間、増殖させた。
２．  培地は、３，１００ｒｃｆで１５分間、遠心分離して、上清を捨て、ペレット（約０．１ｇ）を３０ｍＬの０．１Ｍ過塩素酸ナトリウム中に再懸濁させて洗浄した。この遠心分離／洗浄ステップを、１０ｍＬの体積を用いて再び繰り返した。
３．  培地を、上のとおり再び遠心分離して、上清を捨て、ペレットを、２５ｍＬの０．１Ｍ過塩素酸ナトリウム、２５μＭの塩化金酸（約５ｐｐｍのＡｕ）、ｐＨ４（水酸化ナトリウムで調整）中に再懸濁させた。金／微生物混合物のｐＨを確認して、適宜、水酸化ナトリウムまたは塩酸を使用して４．０〜４．５に調整した。
４．  金／微生物混合物を、室温で２時間、培養した。微生物を懸濁状態に保つために、全体を通じて混合物をオービタルシェーカー上で穏やかに攪拌した。
５．  混合物をステップ２のとおりに遠心分離し、上清（貧液）を捨て、ペレットを４℃で保存した。
６．  ステップ５から得られたペレット（生物吸収ペレット）（近似的に１００μＬの体積）を、１００ｍＬの水中に再懸濁させ、１ｍＬの７０％硝酸を加え、次いで誘導結合プラズマ質量分光分析（ウォーターケア・サービス社（Ｗａｔｅｒｃａｒｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｌｔｄ）、オークランド（Ａｕｃｋｌａｎｄ）、ニュージーランド（Ｎｅｗ  Ｚｅａｌａｎｄ）による対応）により金の全含有量について分析した。
結果：
【０１８７】
生物吸収期（ステップ４）の終了時には、混合物のｐＨを確認して、４．５〜５．０の間にあることを見出した。
【０１８８】
金の全含有量を、分析に供せられた体積を基準にｍｇ／Ｌで報告し、生物吸収された量および生物吸収の収率を計算するのに使用した（表１）。金の全含有量の精度は１５〜２０％の分散であると見積もった。
【０１８９】
【表１】
2021501259.tif 000002
【０１９０】
生物吸収された金の量に基づくと、貴液は、貧液より約４倍多い標的金属（金）を含有していた。
【０１９１】
表１におけるデータを使用すると、貧上清中に残った金の濃度は、逆算して約１ｐｐｍ（［０．１２５ｍｇ−０．０９９ｍｇ］／０．０２５Ｌ）となった。生物吸収工程から得られる濃縮係数、すなわち貴液から生物吸収ペレット（湿潤微生物）へのＡｕの濃度の増加もまた、約１００μＬの元の生物吸収ペレット体積（表２）を使用して計算した。湿潤微生物バイオマスは、その乾燥質量の５倍であると一般的に見積もられている、すなわち乾燥質量は湿潤質量の約２０％である（Ｌｕｒｉａ，  Ｔｈｅ  Ｂａｃｔｅｒｉａ，  ｖｏｌ．  １．  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，  Ｉｎｃ．，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，  ｐｐ  １−３４  （１９６０））。それゆえこれは、貴液から乾燥微生物への約９９０というＡｕについての濃縮係数に近い。この例は、「理想的な」溶液からの金、すなわち、その他の非標的金属またはその他の非標的物質（例えばグラスファイバー）のない溶液中の標的金属である金を生物吸収するのに、微生物を使用することができることを示している。
【０１９２】
【表２】
2021501259.tif 000003
【０１９３】
バックグラウンドの実施例２  塩化金の生物吸収および脱着
物質および方法：
微生物培地を無菌条件下で増殖させたが、しかし引き続く処理は、滅菌されていない溶液および装置を使用して行った。
【０１９４】
１．  ６００ｍＬのトリプシンソイブロス（１．７％のトリプトン、０．３％のソイトン、０．２５％のグルコース、０．５％の塩化ナトリウム、０．２５％のリン酸二カリウム）で、バチルス・サブティリス株（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ  ｓｔｒａｉｎ  （Ｅｈｒｅｎｂｅｒｇ  １８３５）  Ｃｏｈｎ  １８７２  （Ｅｈｒｅｎｂｅｒｇ  １８３５））（ランドケア・リサーチ・ニュージーランド社（Ｌａｎｄｃａｒｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｎｅｗ  Ｚｅａｌａｎｄ  Ｌｔｄ）＃２０５６７）、またはシュードモナス・プチダ株（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ  ｓｔｒａｉｎ  （Ｔｒｅｖｉｓａｎ  １８８９）  Ｍｉｇｕｌａ  （Ｔｒｅｖｉｓａｎ  １８８９））（ランドケア・リサーチ・ニュージーランド社＃１５０５７）のいずれかを培養し、３０℃、約２００ｒｐｍで静止期まで少なくとも１６時間、増殖させた。
２．  各培地は、２，５００ｒｃｆで１０分間、遠心分離して、上清を捨て、ペレットを３００ｍＬの水中に再懸濁させた。この遠心分離／洗浄ステップを２回、繰り返した。
３．  各培地を、上のとおり再び遠心分離して、上清を捨て、ペレットを、２０ｍＬの０．１Ｍ過塩素酸ナトリウム中に再懸濁させた。この遠心分離／洗浄ステップを２回、繰り返した。
４．  各培地は、上のとおり再び遠心分離して、上清を捨て、ペレットの湿潤質量を秤量した。各ペレットを、０．１Ｍ過塩素酸ナトリウム中に再懸濁させて、２５０ｇ／Ｌの濃度にした。
５．  １１７．５ｍＬの２５μＭ塩化金酸（約５ｐｐｍのＡｕ）、ｐＨ４（水酸化ナトリウムで調整）（貴液）に、２．４ｍＬの２５０ｇ／Ｌ微生物溶液を加えて、１２０ｍＬ中に約５ｇ／Ｌの微生物という最終濃度にした。これを、Ｂ．サブティリスおよびＰ．プチダの両方について個別に実行した。金／微生物混合物のｐＨを確認して、適宜、水酸化ナトリウムまたは塩酸を使用して３．０〜４．０に調整した。
６．  各金／微生物混合物を、３０℃で２時間、培養した。微生物を懸濁状態に保つために、全体を通じて混合物をオービタルシェーカー上で穏やかに攪拌した。
７．  各混合物をステップ２のとおりに遠心分離し、上清（貧液）をデカントして４℃で保存した。
８．  各ペレットを７ｍＬの上清中に再懸濁させ、０．１１ｇのＬ−システイン塩酸塩一水和物を加えて、１ＭのＮａＯＨを用いてｐＨを７．９〜８．１に調整した。各混合物に上清をつぎ足して、１０ｍＬの最終体積にし、約６２ｍＭのシステイン濃度にした。
９．  各システイン／金／微生物混合物を、ステップ６のとおりに３０℃で２時間、培養した。
１０．  各混合物を、ステップ２のとおりに遠心分離して、上清をデカントした。上清およびペレットの両方を４℃で保存した。
１１．  以下のＢ．サブティリスおよびＰ．プチダの試料を、誘導結合プラズマ質量分光分析（ウォーターケア・サービス社、オークランド、ニュージーランドによる対応）により金の全含有量について分析した。
ａ．  貧上清（ステップ７）：１００ｍＬに１ｍＬの７０％硝酸を加えたもの。
ｂ．  脱着上清（ステップ１０）：７ｍＬを水で１００ｍＬにし（約１４．３倍の希釈）、１ｍＬの７０％硝酸を加えたもの。
【０１９５】
結果：
６００ｍＬのＢ．サブティリスの培地から得られた洗浄されたペレットの湿潤質量は３ｇであり、それゆえ１２ｍＬの０．１Ｍ過塩素酸ナトリウム中に再懸濁させて、２５０ｇ／Ｌの濃度にした；Ｐ．プチダについては、質量および再懸濁物はそれぞれ、２．６ｇおよび１０．４ｍＬであった。
【０１９６】
生物吸収期（ステップ６）の終了時には、各混合物のｐＨを確認して、３．０〜４．０の間にあることを見出した。
【０１９７】
金の全含有量を、分析に供せられた体積を基準にｍｇ／Ｌで報告し、生物吸収された、または脱着された量、および金投入質量と比較した場合の生物吸収の収率を計算するのに使用した（表３）。金の全含有量の精度は１５〜２０％の分散であると見積もった。
【０１９８】
【表３】
2021501259.tif 000004
【０１９９】
Ｂ．サブティリスについては、貴液は、貧液より約４９倍多い標的金属を含有していた。Ｐ．プチダについて、貴液は、貧液より約１６倍多い標的金属を含有していた。
【０２００】
表３の結果は、Ｂ．サブティリスおよびＰ．プチダ両方が、貴液から９０％超の金を生物吸収したことを示している。回収ステップ（ステップ８〜１０）の後には、システイン条件を使用してＰ．プチダが金を容易に脱着させることが見出された。Ｂ．サブティリスは、システイン条件を使用して金をこれほど容易には放出しなかったが、ただし必要であれば、回収速度を増加させるのにその他の条件を使える可能性があると考えられる。
【０２０１】
これらの結果を使用し、１０ｍＬの脱着上清の体積を使用して、生物吸収工程からの濃縮係数を計算した（表４）。この実施例では、濃縮係数は、貴液から回収済みＡｕ（すなわち脱着上清）への濃度変化である。Ｂ．サブティリスの方が低い値なのは、生物吸収ステップにではなく、上に考察されたとおり脱着速度がより低いことに起因する。
【０２０２】
【表４】
2021501259.tif 000005
【０２０３】
バックグラウンドの実施例３：金の溶解用の浸出剤
物質および方法：
金担持石英原鉱（１００μｍ未満の粒子サイズにまで微粉化）で、約１６ｐｐｍのＡｕおよび約２６０ｐｐｍのＡｇを含有する試料を、ニュージーランド、コロマンデル（Ｃｏｒｏｍａｎｄｅｌ）地方の採掘現場から得た。プリント回路基板を、捨てられたデスクトップコンピュータから収集し、金メッキされたコネクタピンを有する区画を基板から切り出して、モデルのｅ−廃棄物原材料として使用した。
【０２０４】
１．  金に用いる浸出剤溶液を、以下のとおりに作った：
ａ．  チオ硫酸塩系浸出剤：０．２Ｍのチオ硫酸ナトリウム五水和物、０．４Ｍのアンモニア、１２ｍＭの硫酸銅五水和物；  １Ｍの硫酸を使用してｐＨを９．５〜１０．０に調整したもの。
ｂ．  チオ尿素系浸出剤：０．１３Ｍのチオ尿素、５ｍＭの塩化鉄（ＩＩＩ）；１Ｍの硫酸を使用してｐＨを１．０〜１．５に調整したもの。
２．  各原材料／浸出剤の組み合わせ用の別個の５００ｍＬ平底ガラス瓶中、１００ｍＬの浸出剤を以下の金原材料それぞれに加えた：
ａ．  ２〜２０ｍｇの金粉体
ｂ．  ２５ｇの微粉化された原鉱（約０．４ｍｇのＡｕを含有）
ｃ．  ｅ−廃棄物の二つの金メッキピン区画で約０．５ｃｍ２のもの
３．  反応物を、３０℃、約１００ｒｐｍで２０時間、培養した。瓶の蓋を緩めた状態で放置して換気した。
４．  反応物を静置して（原鉱固体沈降物を微粉化させて）、貴浸出剤をデカントした。以下の試料を、誘導結合プラズマ質量分光分析（ウォーターケア・サービス社、オークランド、ニュージーランドによる対応）により金の全含有量について分析した：
ａ．  金粉体（チオ硫酸塩系浸出剤）：２０ｍＬを水で１００ｍＬにし（約２倍の希釈）、１ｍＬの７０％硝酸を加えたもの。
ｂ．  金粉体（チオ尿素系浸出剤）：１０ｍＬを水で１００ｍＬにし（約２倍の希釈）、１ｍＬの７０％硝酸を加えたもの。
ｃ．  微粉化された原鉱（チオ硫酸塩系浸出剤）：５０ｍＬを水で１００ｍＬにし（約２倍の希釈）、１ｍＬの７０％硝酸を加えたもの。
ｄ．  微粉化された原鉱（チオ尿素系浸出剤）：５０ｍＬを水で１００ｍＬにし（約２倍の希釈）、１ｍＬの７０％硝酸を加えたもの。
ｅ．  ｅ−廃棄物（チオ硫酸塩系浸出剤）：５０ｍＬを水で１００ｍＬにし（約２倍の希釈）、１ｍＬの７０％硝酸を加えたもの。
【０２０５】
結果：
チオ硫酸塩系浸出剤については、初期酸化還元電位は、（基準水素電極に対して）２３０ｍＶと２６０ｍＶの間であると測定され；浸出の終了時では、これは１６０ｍＶと１８０ｍＶの間であった。チオ尿素系浸出剤については、これらの値は、それぞれ３６０ｍＶ〜４００ｍＶ、および３４０ｍＶ〜３７０ｍＶの間であった。チオ硫酸塩系浸出剤の開始時の色は、明るい青色であり、浸出の終了時までに暗い青色に変化した。チオ尿素系浸出剤の開始時の色は、淡い橙色であり、浸出の終了時までに無色（白色の沈殿形成を伴う）に変化した。
【０２０６】
浸出剤中の金粉体の溶解を観察することができた；微粉化された原鉱については、見かけ上の変化がないことは明らかであった；一方でｅ−廃棄物については、変色および金メッキの溶解を観察することができた。ｅ−廃棄物を、チオ尿素系浸出剤を用いて試験することはなかったが、ただし、列挙されたその他の原材料と同様な結果を与えないだろうとする理由はない。
【０２０７】
金の全含有量を、分析に供せられた体積を基準にｍｇ／Ｌで報告し、原材料から浸出された量、および適用可能な場合、金投入質量と比較した場合の収率を計算するのに使用した（表５）。金の全含有量の精度は１５〜２０％の分散であると見積もった。
【０２０８】
【表５】
2021501259.tif 000006
【０２０９】
実施例３Ｂ  金の溶解用の浸出剤
物質および方法：
プリント回路基板を、捨てられたデスクトップコンピュータから収集し、金メッキされたコネクタピンを有する区画を基板から切り出して、モデルのｅ−廃棄物原材料として使用した。
【０２１０】
１．  金に用いる浸出剤溶液を、以下のとおりに作った：
ａ．  ヨウ素系浸出剤：０．１Ｍのヨウ素、３７．５ｍＭのヨウ化カリウム；水中で準備し、使用に先立って２時間、静置したもの。
ｂ．  酢酸／過酸化物系浸出剤：１．５Ｍの塩酸、０．６Ｍの過酸化水素、０．６Ｍの塩化カルシウム；氷酢酸中で準備し、使用に先立って３０分間、攪拌したもの。この浸出剤は、国際公開公報第ＷＯ２０１６／１６８９３３ＡＩ号に開示されたものと同様である（Ｆｏｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．，  ２７  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２０１６  （２７−１０−１６））。
ｃ．  酢酸／次亜塩素酸塩系浸出剤：０．７Ｍの塩酸、０．２５Ｍ次亜塩素酸カルシウム；氷酢酸中で準備したもの。
ｄ．  酢酸／塩素系浸出剤：０．４８Ｍの塩酸を氷酢酸中で準備し、次いで使用に先立って３０分間、塩素ガスを充填したもの。
ｅ．  王水系浸出剤：９．６Ｍの塩酸および３．２Ｍの硝酸。
２．  別個のガラス反応容器内で、各浸出剤を以下のとおりにｅ−廃棄物原材料と反応させた：
ａ．  ヨウ素系浸出剤：５本の約１．５ｃｍ長さ（全体で約０．８５ｇ）の金メッキされたコネクタピンを１０ｍＬの浸出剤に加えて、２２℃で１時間、穏やかに攪拌した。
ｂ．  酢酸／過酸化物系浸出剤：金メッキされたコネクタピンを備えたＲＡＭ基板全体（１７．３ｇ）を１００ｍＬの浸出剤に加えて、２２℃で２時間、スターラー・バーを使用して３００ｒｐｍで攪拌した。
ｃ．  酢酸／次亜塩素酸塩系浸出剤：金メッキされたコネクタピンを備えたＲＡＭ基板全体の一部分５００ｇを１０個、３０分毎に２Ｌの浸出剤に順次加えて、２２℃で全２４時間、スターラー・バーを使用して３００ｒｐｍで攪拌した。
ｄ．  酢酸／塩素系浸出剤：３８．８ｇの金メッキされたコネクタピンを１００ｍＬの浸出剤に加えて、２２℃で５分間、スターラー・バー使用して５００ｒｐｍで攪拌した。
ｅ．  王水系浸出剤：１１．９８ｇのＲＡＭ集積回路チップで、粉体にまで破砕されたものを５１ｍＬの浸出剤に加えて、２２℃で１６時間、スターラー・バーを使用して３００ｒｐｍで攪拌した。
ｆ．  王水系浸出剤：金メッキされたコネクタピンを備えたＲＡＭ基板の４分の１（５．１ｇ）を５０ｍＬの浸出剤に加えて、２２℃で１６時間、スターラー・バーを使用して３００ｒｐｍで攪拌した。
３．  反応物をろ過して、枯渇したｅ−廃棄物原材料を貴浸出剤溶液から分離した。試料は、Ｓｈｉｍａｄｚｕ  ＡＡ−６３００（島津製作所、京都、日本）を製造元の指示のとおりに使用して、原子吸光分析により金の全含有量について分析した。
ａ．  試料アリコートを適切に希釈して、原子吸光分光計のダイナミックレンジの範囲内に収まる吸収度を実現するようにし、金の全含有量を適宜逆算した。
【０２１１】
結果：
以降の観察は、各反応の最中になされた：
−  ヨウ素系浸出剤：１時間後、コネクタピンは、金属表面を覆う鈍い灰色の粉体を有していた。解体されたさいに、鈍い灰色の粉体ははずれて、銅色の金属ピンが後に残った。金は、コネクタピン上に観察されなかった。鈍い灰色の粉体は、不溶性のヨウ化銅であり、金溶解の完了時に、ピン由来の銅の裏打ちがヨウ素溶液に曝露されたさいに形成されたものであると仮定した。
−  酢酸／過酸化物系浸出剤：接触前の攪拌期（浸出剤が作られたとき）の最中に、深黄色溶液が３０分後に形成され、少量の塩化カルシウムが溶解せずに残留していた。浸出剤接触の最中には、表面の金は分単位の間に消失し、変色した下地ニッケルおよび／または銅層が現れた。
−  酢酸／次亜塩素酸塩系浸出剤：開始時の溶液の色は深黄色であり、少量の次亜塩素酸カルシウムが溶解せずに残留していた。ｅ−廃棄物原材料を加えた時点で、溶液は深緑色に変わり、コネクタピンはそれらの表面の金を失って、ニッケルおよび／または銅の変色した層を露出させた。視認できる沈殿は、観察されなかった。
−  酢酸／塩素系浸出剤：充填させている時間の最中には、溶液は塩素で飽和するにつれ深黄色になった。コネクタピンを加えた時点で、溶液は明るい黄色に変わり、すべての視認できる金属は、溶液中に溶解しつつあった。視認できる沈殿は、観察されなかった。
−  王水系浸出剤（回路チップは破砕して粉体にした）：橙色／黄色溶液の開始時の色は、コネクタピンを加えた後に緑色に変わった。すべての視認できる金属は溶液中に溶解し、視認できる沈殿物は観測されなかった。
−  王水系浸出剤（４分の１のＲＡＭ基板）：橙色／黄色溶液の開始時の色は、ＲＡＭ部分品を加えた後、緑色に変わり、すべての視認できる金属は時間が経過するにつれ溶解しつつあった。視認できる沈殿物は、観察されなかった。
【０２１２】
金の全含有量を、分析に供せられた体積を基準にｍｇ／Ｌで報告し、原材料から浸出された量、および適用可能な場合、金投入質量と比較した場合の収率を計算するのに使用した（表６）。金の全含有量の精度は２０％の分散であると見積もった。
【０２１３】
王水系浸出剤についての結果は、ｅ−廃棄物が粉体への粉砕によって前処理される場合に向上することを示している。本発明者らは、混合されたさらに多量のｅ−廃棄物が本発明の方法により処理されている場合、具体的には、標的金属がｅ−廃棄物の表面上にない場合に、この効果がさらにはっきりすると考える。
【０２１４】
【表６】
2021501259.tif 000007
【０２１５】
実施例４Ａ  粉砕されたプリント回路基板からの金の溶解、および卑金属浸出
物質および方法：
モデルｅ−廃棄物原材料として、プリント回路基板を、捨てられたデスクトップコンピュータから収集し、３ｍｍ未満の粒子サイズに粉砕した。次いでこの粉体を、１ｍｍ未満の粒子サイズ画分にふるい分けし、これを、引き続く実験に使用した。
【０２１６】
１．  卑金属を除去することを目的にｅ−廃棄物粉体を前処理するため、１，２００ｇの１ｍｍ未満の粉砕ｅ−廃棄物を約３０％ｗ／ｖのスラリーとして、５Ｍの硫酸を用い２００ｒｐｍでメカニカルスターラーを用いて反応器内で約１６時間、処理した。約７．５％の最終濃度が達成されるまで、５０％の過酸化水素を滴下して加えた。
ａ．  この処理を繰り返し、結果として得られた粉体は重量が７４５ｇまで低減した。
ｂ．  約２５％ｗ／ｖのスラリーとして、４Ｍの硝酸からなる１２５ｇのこの粉体に対して、追加の処理ステップを、２００ｒｐｍでメカニカルスターラーを用いて反応器内で約４８時間、行った。
２．  金に用いる浸出剤溶液は以下のとおりに作った：
ａ．  次亜塩素酸塩浸出剤＃１：０．２６Ｍの次亜塩素酸カルシウム；５％の酢酸中で準備したもの。
ｂ．  次亜塩素酸塩浸出剤＃２：０．２６Ｍの次亜塩素酸カルシウム、９０ｍＭの塩化カルシウム；５％の酢酸中で準備したもの。
ｃ．  塩素ガス浸出剤：塩素ガスを、１００ｍＬの水の中にゆっくりとスパージングしたもの。塩素ガスは、別個のフラスコ内で、２５ｍＬの３２％塩酸を３０ｇの６５％次亜塩素酸カルシウム上に１時間にわたり滴下することにより発生させた。
ｄ．  酢酸／塩素ガス浸出剤：塩素ガスを、１００ｍＬの５％酢酸溶液中にゆっくりとスパージングした。塩素ガスは、上のとおりに発生させた。
ｅ．  チオ尿素浸出剤：０．３２Ｍのチオ尿素、０．１１Ｍの塩化第二鉄；水中で準備し、９８％の硫酸を用いてｐＨを１に調整したもの。
３．  別個のガラス反応容器内で、各浸出剤を、粉砕された粉体と以下のとおりに反応させた：
ａ．  次亜塩素酸塩浸出剤＃１：１６．１ｇの未処理の粉体を平底の反応フラスコ内の１００ｍＬの浸出剤に入れて、スターラー・バーを使用して攪拌し、２２℃の初期温度で１時間、粉体を懸濁させた状態に保った。
ｂ．  次亜塩素酸塩浸出剤＃２：ステップ１（ａ）から得られた２０ｇの前処理済み粉体を、平底の反応フラスコ内の１００ｍＬの浸出剤に入れて、スターラー・バーを使用して攪拌し、２２℃の初期温度で１時間、粉体を懸濁させた状態に保った。
ｃ．  チオ尿素浸出剤：ステップ１（ａ）から得られた２０ｇの前処理済み粉体を、１００ｍＬの浸出剤に入れて、スターラー・バーを使用して攪拌し、２２℃の初期温度で約１６時間、粉体を懸濁させた状態に保った。
ｄ．  塩素ガス浸出剤、酢酸／塩素ガス浸出剤：１０ｇステップ１（ａ）から得られた前処理済み粉体を、塩素ガスをスパージングするのに先立って丸底の反応フラスコ内の１００ｍＬの浸出剤に入れて、スターラー・バーを使用して攪拌し、２２℃の初期温度で２時間、粉体を懸濁させた状態に保った。
４．  加えて、ステップ１（ｂ）から得られた硝酸処理された粉体を、ステップ３（ｂ）および３（ｃ）のとおりに処理したが、以下は変更した：
ａ．  次亜塩素酸塩浸出剤：２．５時間の反応時間。
ｂ．  チオ尿素浸出剤：９時間の反応時間。
５．  試料を各反応物から採取し、ろ過して、貴浸出剤溶液からｅ−廃棄物粉体を分離した。次いで、澄ませた各溶液を、Ｓｈｉｍａｄｚｕ  ＡＡ−６３００  （島津製作所、京都、日本）を製造元の指示のとおりに使用して原子吸光分析により金の全含有量について分析した。
【０２１７】
ａ．  試料アリコートを適切に希釈して、原子吸光分光計のダイナミックレンジの範囲内に収まる吸収度を実現するようにし、金の全含有量を適宜逆算した。
【０２１８】
結果：
金の全含有量を、分析に供せられた体積を基準にｍｇ／Ｌで報告し、原材料から浸出された量、および適用可能な場合、金投入質量と比較した場合の収率を計算するのに使用した（表Ｘ）。金の全含有量の精度は２０％の分散であると見積もった。
【０２１９】
結果は、卑金属含有量（卑金属浸出）を最低限にするための、粉砕されたｅ−廃棄物粉体の硫酸前処理が、浸出させた金の収率を著しく向上させること示した。前処理された粉体に対して試験された様々な浸出剤は、３５〜８４％の範囲の収率を得た；ステップ１（ｂ）における追加の硝酸処理は、チオ尿素浸出剤からの収率を７０％から７６％に増加させた。
【０２２０】
【表７】
2021501259.tif 000008
【０２２１】
実施例４Ｂ  粉砕されたプリント回路基板からの金の溶解、および卑金属浸出
物質および方法：
モデルｅ−廃棄物原材料として、プリント回路基板を、捨てられたデスクトップコンピュータから収集し、３ｍｍ未満の粒子サイズに粉砕した。次いでこの粉体を、１ｍｍ未満の粒子サイズ画分にふるい分けした。
【０２２２】
１．  卑金属を除去することを目的にｅ−廃棄物粉体を前処理するため、空気を用いてスパージングしつつ、粉体を約２０％ｗ／ｖのスラリーとして、５Ｍの塩酸を用い２００ｒｐｍでメカニカルスターラーを用いて反応器内で処理した。具体的には：
ａ．  ２００ｇの３ｍｍ未満の粉砕ｅ−廃棄物を、約１４Ｌ／分で空気を用いてスパージングしつつ、約１６時間、処理した。結果として得られた粉体は、重量が１１６．４ｇまで低減した。
ｂ．  ３００ｇの１ｍｍ未満の粉砕ｅ−廃棄物を、約２０Ｌ／分で空気を用いてスパージングしつつ、約４８時間、処理した。結果として得られた粉体は、重量が１６４ｇまで低減した。
ｃ．  １０ｋｇの３ｍｍ未満に粉砕されたｅ−廃棄物を、約５０Ｌ／分で空気を用いてスパージングしつつ、約４８時間、処理した。結果として得られた粉体は、重量が５，４０５ｇまで低減した。
２．  金に用いる浸出剤溶液を、以下のとおりに作った：
ａ．  次亜塩素酸塩浸出剤：０．２６Ｍの次亜塩素酸カルシウム；３％の酢酸中で準備したもの。
ｂ．  チオ尿素浸出剤：０．３２Ｍのチオ尿素、０．１１Ｍの塩化第二鉄；水中で準備し、９８％硫酸を用いてｐＨを１に調整したもの。
ｃ．  ヨウ素浸出剤：３９ｍＭのヨウ素、２４１ｍＭのヨウ化カリウム；水中で準備したもの。
３．  各浸出剤は、以下のとおりに前処理済み粉体と反応させた：
ａ．  次亜塩素酸塩浸出剤：ステップ１（ａ）から得られた１１６．４ｇの粉体を１，１００ｍＬの浸出剤に入れて、２２℃の初期温度で２時間、２００ｒｐｍでメカニカルスターラーを用いて反応器内で攪拌した。
ｂ．  チオ尿素浸出剤：ステップ１（ｂ）から得られた１６４ｇの粉体を８２０ｍＬの浸出剤に入れて、２２℃で約１８時間、２００ｒｐｍでメカニカルスターラーを用いて反応器内で攪拌した。
ｃ．  ヨウ素浸出剤：１０ｇのステップ１（ｃ）から得られた粉体を平底のガラスフラスコ中の１００ｍＬの浸出剤に入れて、スターラー・バーを使用して攪拌し、２２℃の初期温度で１６時間、粉体を懸濁させた状態に保った。
４．  試料を各反応物から採取し、ろ過して、貴浸出剤溶液からｅ−廃棄物粉体を分離した。次いで、澄ませた各溶液を、Ｓｈｉｍａｄｚｕ  ＡＡ−６３００（島津製作所、京都、日本）を製造元の指示のとおりに使用して原子吸光分析により金の全含有量について分析した。
ａ．  試料アリコートを適切に希釈して、原子吸光分光計のダイナミックレンジの範囲内に収まる吸収度を実現するようにし、金の全含有量を適宜逆算した。
【０２２３】
結果：
金の全含有量を、分析に供せられた体積を基準にｍｇ／Ｌで報告し、原材料から浸出された量、および適用可能な場合、金投入質量と比較した場合の収率を計算するのに使用した（表８）。金の全含有量の精度は２０％の分散であると見積もった。
【０２２４】
結果は、卑金属含有量を最小限にするための、粉砕されたｅ−廃棄物粉体の塩酸前処理が、浸出させた金の収率を著しく向上させることを示した（実施例４Ａ、表７、番号１における卑金属浸出なしの粉砕されたｅ−廃棄物、すなわち１０％の収率に対して）。
【０２２５】
【表８】
2021501259.tif 000009
【０２２６】
バックグラウンドの実施例５  塩素浸出剤
物質および方法：
モデルｅ−廃棄物原材料として、プリント回路基板を、捨てられたデスクトップコンピュータから収集し、金メッキされたコネクタピンを有する区画を基板から切り出した。
【０２２７】
１．  ｅ−廃棄物（１．２１ｇの全質量）の金メッキピン区画約１ｃｍ２を５個、平底の反応フラスコに入れて、１００ｍＬの水を加えた。フラスコを磁気攪拌プレート上に置いて、攪拌フレアを加えた。攪拌は、ｅ−廃棄物がフラスコ内を動き回る状態を保つのに適切なスピードで行った。
２．  塩素ガスを、反応液体の中にゆっくりスパージングして、塩素系浸出剤を形成した。
ａ．  塩素ガスは、別個のフラスコ内で過マンガン酸カリウム３ｇに１２ｍＬの３２％塩酸を、シリンジポンプを用いて９ｍＬ／時で滴下することにより、発生させた。
ｂ．  ｅ−廃棄物反応フラスコから出た過剰な塩素ガスは、中和させるために５０ｍＬの７ｍＭチオ硫酸ナトリウム五水和物溶液中へのスパージングを介して脱出するにまかせた。
３．  ７時間の後に、反応が完了したことが観測されたので、貴浸出剤を別個のフラスコにデカントした。
４．  ５ｍＬの貴浸出剤を、誘導結合プラズマ質量分光分析（オークランド大学、質量分光分析センター（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ａｕｃｋｌａｎｄ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ  Ｃｅｎｔｒｅ）、オークランド、ニュージーランドによる対応）による金の全含有量についての分析に送った。
【０２２８】
結果：
金の全含有量を、分析に供せられた体積を基準にｍｇ／Ｌで報告し、原材料から浸出された量を計算するのに使用した（表７）。金の全含有量の精度は１５〜２０％の分散であると見積もった。
【０２２９】
【表９】
2021501259.tif 000010
【０２３０】
バックグラウンドの実施例６  塩素溶液からの生物吸収
物質および方法：
微生物培地を無菌条件下で増殖させたが、しかし引き続く処理は、滅菌されていない溶液および装置を使用して行った。
【０２３１】
ｅ−廃棄物原材料からの金で貴となった塩素系浸出剤を、実施例５のとおりに生成した。
【０２３２】
１．  ２５ｍＬのニュートリエントブロス（０．５％のペプトン、０．３％の酵母エキス）で、カプリアビダス・メタリデュランス株ＣＨ３４（ドイチェ・サムラング・フォン・ミクロオーガニスメン・ウント・ゼルクルトゥーレン社＃  ２８３９）を培養し、３０℃、約２００ｒｐｍで静止期まで少なくとも１６時間、増殖させた。
２．  培地は、４，０００ｒｃｆで１２分間、遠心分離して、上清を捨て、ペレット（約０．１ｇ）を３０ｍＬの０．８５％生理的食塩水溶液中に再懸濁させて洗浄した。この遠心分離／洗浄ステップを２回、繰り返した。
３．  培地を、上のとおり再び遠心分離して、上清を捨てた。
４．  ｅ−廃棄物原材料（約９５ｐｐｍの金）からの金で貴となった３０ｍＬの塩素系浸出剤を、４５分間、空気を用いて穏やかにスパージングして残留塩素ガスを追い出し、水酸化ナトリウムを用いてｐＨを４．５〜５．０に調整した。次いでこの溶液を、ステップ３から得られた微生物ペレットを再懸濁させるのに使用した。
５．  金／微生物混合物を、室温で２２時間、培養した。微生物を懸濁状態に保つために、全体を通じて混合物をオービタルシェーカー上で穏やかに攪拌した。
６．  混合物をステップ２のとおりに遠心分離し、上清（貧液）を捨て、ペレットを４℃で保存した。ペレットを３０ｍＬの水中に再懸濁させて、ステップ２のとおり遠心分離した。
７．  上清を捨て、ペレットを２ｍＬの水に再懸濁させた。これを４℃で保存した。
８．  以下の試料を、誘導プラズマ質量分光分析（オークランド、ニュージーランドによる対応）により金の全含有量について分析した：
ａ．  貧上清（ステップ６）：５ｍＬ。
ｂ．  生物吸収ペレット（ステップ７）：１ｍＬ。
【０２３３】
結果：
金の全含有量を、分析に供せられた体積を基準にｍｇ／Ｌで報告し、生物吸収された量および生物吸収の収率を計算するのに使用した（表１０）。金の全含有量の精度は１５〜２０％の分散であると見積もった。
【０２３４】
【表１０】
2021501259.tif 000011
【０２３５】
これらの結果を使用して、生物吸収工程からの濃縮係数を計算した（表１１）。
【０２３６】
【表１１】
2021501259.tif 000012
【０２３７】
バックグラウンドの実施例７  貧水溶液からの金属蓄積微生物の回収
物質および方法：
微生物培地を無菌条件下で増殖させたが、しかし引き続く処理は、滅菌されていない溶液および装置を使用して行った。
【０２３８】
例として、金／微生物混合物を、例６のとおりに準備した。
【０２３９】
１．  貧浸出剤溶液から金蓄積微生物するために、試料を、遠心分離またはろ過のどちらかにより処理した：
ａ．  遠心分離：混合物を、３，０００ｒｃｆから８，０００ｒｃｆで少なくとも１０分間、遠心分離し、貧浸出剤上清を金蓄積微生物ペレットからデカントした。洗浄のために、ペレットを大量の洗浄溶液中に再懸濁させ、引き続いてもう一回の遠心分離ステップを通じて回収した。
ｂ．  ろ過：混合物を、約２０ｃｍＨｇの真空下で０．４５μｍのＰＶＤＦフィルターに数分間、全液体が通過するまで当てた。ろ液は貧浸出剤であり、残渣は金蓄積微生物であった。洗浄のために、大量の洗浄溶液を残渣に加え、真空下でろ過した。残渣を、大量の洗浄溶液を用いて５０ｍＬのファルコン（Ｆａｌｃｏｎ）チューブ内でフィルターを洗浄することにより回収した後、金蓄積微生物を再懸濁させ、引き続いてフィルターを捨てた。
【０２４０】
結果：
遠心分離またはろ過は両方とも、金蓄積微生物から貧浸出剤溶液するのに適切に働いた。
【０２４１】
バックグラウンドの実施例８  金／銅溶液からの金に対する微生物の選択性
物質および方法：
微生物培地を無菌条件下で増殖させたが、しかし引き続く処理は、滅菌されていない溶液および装置を使用して行った。
【０２４２】
１．  １２０ｍＬのカプリアビダス・メタリデュランス株ＣＨ３４を、実施例１とおりに培養した。
２．  培地を６つの等しいアリコートに分割し、４，３５０ｒｃｆで１０分間、遠心分離し、上清を捨て、ペレットを、３０ｍＬの０．８５％生理的食塩水溶液中に再懸濁させて洗浄した。この遠心分離／洗浄ステップを全２回、繰り返して、最終的な洗浄上清を捨てた。
３．  ペレット（平均で０．１５ｇの湿潤重量）を、２倍の塩化金酸希釈系列３０ｍＬ中に再懸濁させたが、この系列は、３２５μＭ（約６４ｐｐｍ）から１０μＭ（約２ｐｐｍ）の塩化金酸の範囲であって、もとのｐＨを５．５に調整した０．８５％の生理的食塩水溶液中で準備したものである。
４．  塩化銅もまた、ペレットを再懸濁させるのに先立って各希釈試料に加えて、３２．５ｍＭ（２，０６０ｐｐｍ）の最終濃度にした。
５．  金／銅／微生物混合物を、室温で４時間、培養した。微生物を懸濁状態に保つために、全体を通じて混合物をオービタルシェーカー上で穏やかに攪拌した。
６．  混合物をステップ２のとおりに遠心分離し、上清は取り置いた。ペレットを、ステップ２のとおりに水を用いて再懸濁／洗浄し、最終的に１．２ｍＬの水に再懸濁させた（全体積を１．３ｍＬと見積った）。
７．  ステップ５から得られた各試料の半分（０．６５ｍｌ）を、４ｍＬの酸混合物（３ｍＬの６９％硝酸、１ｍＬ）中に温浸させ、次いで誘導結合プラズマ質量分光分析（オークランド大学、質量分光分析センター、オークランド、ニュージーランドによる対応）により金および銅の全含有量について分析した。
【０２４３】
結果：
金属の全含有量を、分析に供せられた体積を基準にｍｇ／Ｌで報告し、生物吸収された量および生物吸収の収率を計算するのに使用した（表１０）。金の全含有量の精度は１５〜２０％の分散であると見積もった。
【０２４４】
【表１２】
2021501259.tif 000013
【０２４５】
これは、微生物（この場合、Ｃ．メタリデュランス）が金属を選択的に生物吸収できることを示している。この場合には、金が銅よりも非常に選択的に生物吸収された。これにより、分離ステップにおいて金属を選択的に分離すること、すなわち貧液から金属蓄積微生物を分離することが可能になる。この場合には、金蓄積微生物を、銅の多くを保持した貧液から分離することができる。
【０２４６】
銅に対する金の質量比が生物吸収の後に変化することを、表１２から見ることができる。例えば、試料「３２５μＭのＡｕ」では、この金属投入量での銅に対する金の比は、近似的に１：３２であり；生物吸収の後には、比は、近似的に９：１であって金を選択していることが見出される。この結果、質量比で２８８倍の増加になる。試料「１０μＭのＡｕ」についても同様にして、銅に対する金の比は、１：１，０００から１：３に増加し、銅に対して３００倍を上回る濃集であった。
【０２４７】
実施例９  ｅ−廃棄物浸出液からの金に対する微生物の選択性
物質および方法：
微生物培地を、実施例１のとおり無菌条件下で増殖させたが、しかし引き続く処理は、滅菌されていない溶液および装置を使用して行った。
【０２４８】
ｅ−廃棄物原材料からの金で貴となった素系浸出剤を、実施例３Ｂのとおりに生成し、少なくとも１０分間、空気を用いて穏やかにスパージングして、残留塩素ガスを追い出した。
【０２４９】
１．  静止期にあるカプリアビダス・メタリデュランス株ＣＨ３４の三つの２０ｍＬアリコートを、４，３５０ｒｃｆで１０分間、遠心分離し、上清を捨てた。ペレットのうち二つを２０ｍＬの０．８５％生理的食塩水溶液中に再懸濁させて洗浄し、再びペレットにしたが、一つのペレットは洗浄しないまま残した。
２．  洗浄されたペレットの一つを、塩素系の貴浸出剤（約１，１００ｐｐｍのＡｕ、約２５，１００ｐｐｍのＣｕ、約３，１５０ｐｐｍのＮｉ）１ｍＬ中に再懸濁させた。第２の洗浄ペレットおよび未洗浄のペレットを、０．５ｍＬの同じ浸出剤に別個に再懸濁させ、４．５ｍＬの水を加えた。
３．  貴浸出剤／微生物混合物を、室温で２時間、培養した。微生物を懸濁状態に保つために、全体を通じて混合物をオービタルシェーカー上で穏やかに攪拌した。
４．  混合物をステップ１のとおりに遠心分離し、上清は取り置いた。ペレットを、３０ｍＬの水中に再懸濁させて洗浄し、ステップ１のとおり遠心分離して、洗浄上清を捨てた。
５．  上清を捨て、各ペレットを室温で２時間、４ｍＬの王水（実施例３Ｂを見られたい）中に温浸させた。
６．  試料を、実施例３Ｂのとおりに、原子吸光分析により、金、銅、およびニッケルの全含有量について分析した。
【０２５０】
結果：
金属の全含有量を、分析に供せられた体積を基準にｍｇ／Ｌで報告し、生物吸収された各金属の量および生物吸収の収率を計算するのに使用した（表１３）。金属の全含有量の精度は１５〜２０％の分散であると見積もった。
【０２５１】
【表１３】
2021501259.tif 000014
【０２５２】
実施例１０  卑金属の浸出
物質および方法：
プリント回路基板を、捨てられたデスクトップコンピュータから収集し、３ｍｍ未満の粒子サイズに粉砕した。この粉体の試料を、三つの酸：硝酸（ＨＮＯ３）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、および塩酸（ＨＣｌ）を用いて処理した。
【０２５３】
１．  １００ｍＬの各酸（０．５Ｍ）を濃縮液からとって混合し、ガラス反応容器に入れた。
２．  各酸に、１０ｇの粉砕された粉体を加え、この溶液を、溶液中の粉体を懸濁状態で維持するために攪拌しつつ放置して、４８時間にわたり反応させた。
３．  試料を各反応から採取し、ろ過して、卑金属浸出溶液からｅ−廃棄物粉体を分離した。次いで、澄ませた各溶液を、Ｓｈｉｍａｄｚｕ  ＡＡ−６３００（島津製作所、京都、日本）を製造元の指示のとおりに使用して原子吸光分析により金の全含有量について分析した。試料アリコートを適切に希釈して、原子吸光分光計のダイナミックレンジの範囲内に収まる吸収度を実現するようにし、金の全含有量を適宜逆算した。
【０２５４】
結果：
全ての溶解した金属を、溶解に利用できた全金属の百分率として計算した（表１４）。プリント回路基板の元の金属組成は分からないものの、異なる卑金属浸出（この場合、酸）が、異なる金属に対して異なる溶解度を有することは、表１４における異なる酸（卑金属浸出）についての結果の比較により明瞭である。具体的には、卑金属、例えば銅、亜鉛、アルミニウム、鉄、および／またはスズが非標的金属であり、金が標的金属である場合には、卑金属浸出を適宜選択することができる。この結果は、具体的には金が標的金属である場合には、卑金属浸出として硝酸および塩酸より硫酸の使用が好ましいことを示している。
【０２５５】
【表１４】
2021501259.tif 000015
【０２５６】
実施例１１Ａ  卑金属浸出を経た後のｅ−廃棄物浸出液からの金に対する微生物の選択性
物質および方法：
カプリアビダス・メタリデュランス株ＣＨ３４を、実施例１と同様にして増殖させ集菌したが、ただし、適切なバイオリアクター内での２０Ｌという規模であることは別である。引き続く処理は、滅菌されていない溶液および装置を使用して行った。
【０２５７】
１．  ７．１４ｋｇのＲＡＭ基板に対して、それらの金メッキされたコネクタピンを除去し１．７Ｌの２Ｍ硫酸で処理して、０．３Ｌの５０％過酸化水素を１時間にわたって小アリコートに加えた（２２℃から約８０℃まで溶液温度の上昇が生じた）。３時間の後に、コネクタピン中に存在する卑金属の大部分が除去されたことを目視により判定した。
２．  ステップ１から得られた固体をろ過により除去し、２２℃で３０分間、７２５ｍＬの塩素系浸出剤（実施例３Ｂと同様にして生成されたもの）を用いて処理して、金で貴となった浸出剤を生成した。
３．  金、銅、およびニッケルを含有するこの２５０ｍＬの貴浸出剤溶液を、空気を用いて１０分間、穏やかにスパージングして、残留している遊離塩素を追い出し、次いで、穏やかな攪拌下、２２℃で２．２５時間、８４ｇの湿潤Ｃ．メタリデュランスバイオマスと接触させた。
４．  混合物を、遠心瓶中、４，０００ｒｃｆで４０分間、遠心分離し、上清は取り置いた。ペレットを１．１Ｌの水中に再懸濁させて洗浄し、再び遠心分離した。洗浄上清は取り置いた。
５．  ペレットにした金属蓄積バイオマスをトレイ上に広げ７２時間、乾燥放置させて、近似的に２２ｇの乾燥質量を得た。
６．  この１２５ｍｇの乾燥バイオマスを粉砕して、４ｍＬの王水に温浸し、Ｓｈｉｍａｄｚｕ  ＡＡ−６３００（島津製作所、京都、日本）を製造元の指示のとおりに使用して、原子吸光分析により金、銅、およびニッケルの全含有量について分析した。
【０２５８】
結果：
金属の全含有量を、分析に供せられた体積を基準にｍｇ／Ｌで報告し、生物吸収された各金属の量および生物吸収の収率を計算するのに使用した（表１５）。金属の全含有量の精度は１５〜２０％の分散であると見積もった。
【０２５９】
【表１５】
2021501259.tif 000016
【０２６０】
表１５におけるデータ使用して、２５０ｍＬの浸出剤からの生物吸収工程および引き続く乾燥から得られた濃縮係数を、２２グラムの乾燥した金属蓄積バイオマスを使用して計算した（表１６）。
【０２６１】
【表１６】
2021501259.tif 000017
【０２６２】
金は、その濃度が約１０倍だけ（約３．６％のバイオマス重量に）増加する一方、銅は、その濃度が約３倍しか増加せず、ニッケルも同程度のレベルで見出されることが見てとれる。
【０２６３】
実施例１１Ｂ  卑金属浸出を経た後のｅ−廃棄物浸出液からの金に対する微生物の選択性
物質および方法：
カプリアビダス・メタリデュランス株ＣＨ３４を、実施例１と同様にして、増殖させ集菌した。引き続く処理は、滅菌されていない溶液および装置を使用して行った。
【０２６４】
粉砕されたプリント回路基板の原材料からの金（およびその他の卑金属）で貴となった浸出剤を、実施例４Ａおよび４Ｂのとおりに生成した。
【０２６５】
１．  ＨＣｌで前処理された粉体からのヨウ素貴浸出剤：実施例４Ｂ、ステップ２ｃと同様に生成され６８ｐｐｍの金を含有する６ｍＬの貴浸出剤を、２０ｍＬの水を用いて希釈し、２０．５ｐｐｍの金（全０．４１ｍｇ）を得た。４１０mｇの湿潤Ｃ．メタリデュランスバイオマス（約５００ｍｇ／ｍＬの原材料から８２０μＬ）をこの溶液に加えて、約１：１，０００のＡｕ：微生物（細胞湿潤重量）の比を得た。
ａ．  金／微生物混合物を、２２℃で２．７５時間、培養した。懸濁状態を保つために、混合物を、全体を通じてオービタルシェーカー上で穏やかに攪拌した。
ｂ．  混合物を実施例１のとおりに遠心分離し、生物吸収後の上清を回収した。
２．  ＨＣｌで前処理された粉体からの次亜塩素酸塩貴浸出剤：実施例４Ｂ、ステップ３ａから得られた約６００ｍＬの貴浸出剤を、空気を用いて１時間、４Ｌ／分でスパージングして、過剰な遊離塩素を除去した。２０．４ｐｐｍの金（全０．６１ｍｇ）を含有するこのスパージングされた３０ｍＬの浸出剤を、２４５ｍｇの湿潤Ｃ．メタリデュランスバイオマス（約５００ｍｇ／ｍＬの原材料から４９０μＬ）と接触させて、約１：４００のＡｕ：微生物（細胞湿潤重量）の比を得た。
ａ．  金／微生物混合物を、２２℃で２時間、培養した。懸濁状態を保つために、混合物を、全体を通じてオービタルシェーカー上で穏やかに攪拌した。
ｂ．  混合物を実施例１のとおりに遠心分離し、生物吸収後の上清を回収した。
３．  Ｈ２ＳＯ４で前処理された粉体からの次亜塩素酸塩貴浸出剤：実施例４Ｂ、ステップ３ａから得られた約３．３Ｌの貴浸出剤を、空気を用いて２．７５時間、８Ｌ／分でスパージングして、過剰な遊離塩素を除去した。３５．２ｐｐｍの金（１０５．７ｍｇ）を含有するこのスパージングされた３Ｌの浸出剤を、２０．４ｇの湿潤Ｃ．メタリデュランスバイオマス（約５００ｍｇ／ｍＬの原材料から４０．８ｍＬ）と接触させて、約１：２００のＡｕ：微生物（細胞湿潤重量）の比を得た。
ａ．  金／微生物混合物を、２２℃で３時間、培養した。懸濁状態を保つために、混合物を、全体を通じてオービタルシェーカー上で穏やかに攪拌した。
ｂ．  混合物を実施例１のとおりに遠心分離し、生物吸収後の上清を回収した。
４．  上のステップから得られた生物吸収後の上清の試料を、Ｓｈｉｍａｄｚｕ  ＡＡ−６３００（島津製作所、京都、日本）を製造元の指示のとおりに使用して、原子吸光分析により分析し、生物吸収された金属を、各反応の測定された金属投入含有量から生物吸収後の上清金属含有量を減算することにより計算した。
【０２６６】
結果：
金属の全含有量を、分析に供せられた体積を基準にｍｇ／Ｌで報告し、生物吸収された各金属の量および生物吸収の収率を計算するのに使用した（表１７）。金属の全含有量の精度は１５〜２０％の分散であると見積もった。
【０２６７】
【表１７】
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【０２６８】
金およびパラジウムの生物吸収は、貴次亜塩素酸塩浸出剤から良好に進行するが、貴ヨウ素浸出剤からは都合のよいことに生じない。
【０２６９】
表１７におけるデータを使用して、生物吸収工程からの濃縮係数を、取り出された金属充填バイオマス中の金属濃度に対する投入貴浸出剤の金属濃度を比較することにより計算した。湿潤重量として測定された、金属充填バイオマスは、その質量を５で除算することにより外挿して、推定乾燥重量とした（Ｌｕｒｉａ，  Ｔｈｅ  Ｂａｃｔｅｒｉａ，  ｖｏｌ．  １．  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，  Ｉｎｃ．，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，  ｐｐ  １−３４  （１９６０））。
【０２７０】
【表１８】
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【０２７１】
あらゆる金属が生物吸収により濃縮されると同時に、金、およびパラジウムは、あらゆるその他の卑金属よりも顕著に濃度が増加することが見てとれる。
【０２７２】
バックグラウンドの実施例１２  製錬による微生物からの金属の回収
物質および方法：
金属蓄積微生物の試料（３６，２５０ｍｇ／ｋｇ［ｐｐｍ］の金、１，６８６ｍｇ／ｋｇの銅、および８２ｍｇ／ｋｇのニッケルを含有すると原子吸光分析により先に決定されもの、実施例１１Ａを見られたい）を、焼却して有機物を除去し、生物吸収された金属を回収した。
【０２７３】
１．  ０．５ｇの乾燥させた金属蓄積微生物粉体を、等分の四ホウ酸ナトリウムフラックスと混合し、るつぼに入れた。
２．  混合物を、フラックスが液化し始めるまでメチルアセチレン、プロパジエン、プロパンのガストーチを用いて慎重に加熱した。次いで炎の強度を徐々に増加させて、有機物をゆっくり焼却し去った。
３．  るつぼ内に残留している溶融金属の残渣を単一のかたまりに凝固させて放冷し、引き続いて秤量した。
４．  冷却したボタン状金属を、４ｍＬの王水中に温浸させ、そして結果として得られた溶液を、Ｓｈｉｍａｄｚｕ  ＡＡ−６３００（島津製作所、京都、日本）を製造元の指示のとおりに使用して、原子吸光分析により金、銅、およびニッケルの全含有量について分析した。
ａ．  試料アリコートを適切に希釈して、原子吸光分光計のダイナミックレンジの範囲内に収まる吸収度を実現するようにし、金属の含有量を適宜逆算した。
【０２７４】
結果：
製錬の後に達成されたボタン状金属の質量は、２０．９４ｍｇであった。金属の全含有量をｍｇ／Ｌで報告し、金属収率を計算するのに使用した（表１９）。金属の全含有量の精度は１５〜２０％の分散であると見積もった。
【０２７５】
【表１９】
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【０２７６】
バックグラウンドの実施例１３  化学的溶解および沈殿による微生物からの金の回収
物質および方法：
実施例１２と同様に、生物吸収された金属を、塩素系浸出剤抽出を使用することにより金属蓄積微生物から回収した。
【０２７７】
１．  １００ｍＬの水を反応容器に入れ、気体状塩素を４５分間、充填した。
２．  ０．３ｇの乾燥させた金属蓄積微生物粉体（実施例１１Ａを見られたい）を浸出剤に加え、穏和に攪拌しつつ一晩放置して反応させた。
３．  次いで溶液を、空気を用いてスパージングして過剰な塩素を除去し、０．５ｇのメタ重亜硫酸ナトリウムを加え、溶液から金属イオン、例えば金を沈殿させた。
【０２７８】
結果：
金属蓄積微生物粉体の金属含有量は、３６，２５０ｐｐｍのＡｕ、１，６８６ｐｐｍのＣｕ、および８２ｐｐｍのＮｉであると事前に決定された（実施例１１Ａを見られたい）。２２℃で２４時間、放置した後、視認できる沈殿が溶液中で形成され、これは金の粉体であった。
【０２７９】
バックグラウンドの実施例１４  枯渇した微生物媒質を使用する金の溶解
物質および方法：
枯渇したニュートリエントブロス培地を、ペレットにした微生物培地の捨てられた上清（例えば実施例１）から得て、塩素系浸出剤を生成するのに使用した。
【０２８０】
１．  １００ｍＬの枯渇した媒質を、使用に先立って３０分間、気体状塩素で充填した。
２．  １ｃｍの長さに切断されたＲＡＭ基板ピン（０．５８ｇ）を三本、この充填された溶液に入れて、２２℃で１時間、３００ｒｐｍで攪拌した。
３．  浸出剤を、先の実施例のとおりに原子吸収分光法により金の含有量について分析した。
【０２８１】
結果：
枯渇した媒質の塩素処理の最中に沈殿が形成されたが、これは溶液中に存在する有機化合物の塩素処理に起因する可能性が高い。金の全含有量をｍｇ／Ｌで報告し、浸出剤収率を計算するのに使用した（表２０）。金の全含有量の精度は１５〜２０％の分散であると見積もった。
【０２８２】
【表２０】
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【０２８３】
バックグラウンドの実施例１５  再充填された浸出剤を使用する金の溶解
物質および方法：
枯渇した浸出剤を、ペレットにした金属蓄積微生物の培地の捨てられた上清（例えば実施例６）から得て、塩素系浸出剤を生成するのに使用した。枯渇した浸出剤中の金の残留濃度は、２７．８ｍｇ／Ｌ（ｐｐｍ）であった。
【０２８４】
１．  １００ｍＬの枯渇した浸出剤を、使用に先立って３０分間、気体状塩素で充填した。
２．  ３．５ｃｍの長さに切断されたＲＡＭ基板ピン（０．４４ｇ）を、この充填された溶液に入れて、２２℃で１時間、３００ｒｐｍで攪拌した。
３．  浸出剤を、先の実施例のとおりに原子吸収分光法により金の含有量について分析した。
【０２８５】
結果：
反応完了時には、ＲＡＭピン上に視認できる金属が残っているようには見えなかった。金の全含有量をｍｇ／Ｌで報告し、浸出剤収率を計算するのに使用した（表２１）。金の全含有量の精度は１５〜２０％の分散であると見積もった。
【０２８６】
【表２１】
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【０２８７】
読者が過度の実験なしに本発明を実施することができるようにすることを目的として、本発明を、特定の好ましい実施形態を参照しつつ本明細書に記載した。しかしながら、当業者は、構成成分およびパラメータの多くが、ある程度まで変更もしくは修正されてもよい、または本発明の範囲から逸脱することなしに公知の均等物に置換されてもよいことを容易に認めるであろう。そのような修正および均等物は、あたかも個別に記載されるかの如く本明細書に援用されるとわかるのが望ましい。標題、見出し、または同類のものは、読者が本明細書をより良く理解するために提供されるものであり、本発明の範囲を限定するものとして読まれることのないのが望ましい。
【０２８８】
上にまたは以下に引用されるあらゆる出願、特許、および公報がもしあるのであれば、その開示全体は参照により援用される。
【０２８９】
本明細書においていかなる従来技術への言及があっても、これは、従来技術がアメリカ合衆国または世界中のあらゆる国において共通の一般的知識の一部であるということを認めるものではなく、またはいかなる形であっても示唆するものではなく、またそう解釈されないのが望ましい。
【０２９０】
本明細書および以下のあらゆる請求項全体を通じて、文脈が別途要求するのでない限り、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、および同類のものは、排他的な意味とは反対の非排他的な意味、すなわち、「それを含むがそれには限定されない」の意味に解釈されるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2021501259.tif 000028
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