(57)【要約】  本発明は、省エネルギー化が図られ、かつ、環境負荷の大きな資材を使用することが不要な金属抽出方法およびこれに用いる金属抽出装置、並びに金属検出方法を提供することを課題とする。  本発明の金属抽出方法は、固体の金属含有試料を、グルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液と接触させることにより、当該金属含有試料に含有されるアルミニウムおよび鉄の少なくとも一方を抽出することを特徴とする。金属抽出装置は、アルミニウムおよび鉄の少なくとも一方が含有される固体の金属含有試料が充填される抽出室と、当該抽出室内に、酸性のグルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液を供給する抽出用液供給機構とを備えることを特徴とする。金属検出方法は、固体の試料をグルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液と接触させ、得られる抽出用液を分析することにより、アルミニウムおよび鉄の少なくとも一方を検出することを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体の金属含有試料を、グルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液と接触させることにより、当該金属含有試料に含有されるアルミニウムおよび鉄の少なくとも一方を抽出することを特徴とする金属抽出方法。
【請求項２】
前記抽出用液がｐＨ５．６以下であることを特徴とする請求項１に記載の金属抽出方法。
【請求項３】
前記抽出用液が、グルコノラクトンの濃度が１０ｍＭ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金属抽出方法。
【請求項４】
前記金属含有試料が接触される抽出用液の温度が、２℃以上であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の金属抽出方法。
【請求項５】
前記抽出用液が、ポリアミノ酢酸系キレート剤を含有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の金属抽出方法。
【請求項６】
アルミニウムおよび鉄の少なくとも一方が含有される固体の金属含有試料が充填される抽出室と、当該抽出室内に、酸性のグルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液を供給する抽出用液供給機構とを備えることを特徴とする金属抽出装置。
【請求項７】
固体の試料をグルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液と接触させ、得られる抽出用液を分析することにより、アルミニウムおよび鉄の少なくとも一方を検出することを特徴とする金属検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属含有試料から特定の金属を抽出する金属抽出方法およびこれに用いる金属抽出装置、並びに、金属検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鉱物からの鉄やアルミニウムの精製は、例えば鉄の場合は鉄鉱石、アルミニウムの場合はボーキサイトなどの、金属含量が多い特定の鉱物を高温（２００〜１５００℃）で塩酸、硝酸、硫酸、酢酸などの強酸の溶液や、水酸化ナトリウムなどの強アルカリの溶液、または還元剤などに接触させることによって行われる。具体的には、例えばアルミニウムの精製においては、ボーキサイトを水酸化ナトリウム溶液中で加圧下に高温に加熱することによって酸化アルミニウムを抽出し、その後、溶融電気分解を経ることによって単体のアルミニウムが得られる。【０００３】
しかしながら、上記のようなアルミニウムの精製においては、廃液として大量の酸溶液やアルカリ溶液が発生するために環境負荷が大きいこと、高温に加熱する必要があるためにエネルギーの消費量が多大であることなどの問題がある。【０００４】
一方、鉄やアルミニウムは、鉱物からグリコールエーテルジアミン四酢酸（ＥＧＴＡ）などのキレート剤によって抽出することもできる（例えば、特許文献１参照。）。【０００５】
しかしながら、このようなキレート剤は毒性が強いため、環境負荷が大きいものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１６０８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、省エネルギー化が図られ、かつ、環境負荷の大きな資材を使用することが不要な金属抽出方法およびこれに用いる金属抽出装置、並びに金属検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の金属抽出方法は、固体の金属含有試料を、グルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液と接触させることにより、当該金属含有試料に含有されるアルミニウムおよび鉄の少なくとも一方を抽出することを特徴とする。【０００９】
本発明の金属抽出方法においては、前記抽出用液がｐＨ５．６以下であることが好ましい。【００１０】
本発明の金属抽出方法においては、前記抽出用液が、グルコノラクトンの濃度が１０ｍＭ以上であることが好ましい。【００１１】
本発明の金属抽出方法においては、前記金属含有試料が接触される抽出用液の温度が、２℃以上であることが好ましい。【００１２】
本発明の金属抽出方法においては、前記抽出用液が、ポリアミノ酢酸系キレート剤を含有する構成とすることができる。【００１３】
本発明の金属抽出装置は、アルミニウムおよび鉄の少なくとも一方が含有される固体の金属含有試料が充填される抽出室と、当該抽出室内に、酸性のグルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液を供給する抽出用液供給機構とを備えることを特徴とする。【００１４】
本発明の金属検出方法は、固体の試料をグルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液と接触させ、得られる抽出用液を分析することにより、アルミニウムおよび鉄の少なくとも一方を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の金属抽出方法によれば、固体の金属含有試料をグルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液と接触させることによって、当該金属含有試料に含有されるアルミニウム、鉄またはその両方を抽出することができる。そして、グルコノラクトンは生体の代謝経路中に存在する物質であり生分解性を有し生体安全性が高く、しかも、入手が容易な物質なので環境負荷が小さく、また、高温に加熱する必要がないために省エネルギー化が図られる。従って、本発明の金属抽出方法によれば、強アルカリの溶液や強酸の溶液を使用しないために、例えば金属含有試料が土壌であって金属を抽出後の土壌を再使用する場合にも、土壌中の細菌などに悪影響を及ぼすおそれが小さい。【００１６】
本発明の金属抽出装置によれば、上記の金属抽出方法を簡便に行うことができる。【００１７】
本発明の金属検出方法によれば、固体の試料をグルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液と接触させることによってアルミニウム、鉄またはその両方を含有しているか否かを検出することができる。従って、環境負荷の大きな資材を使用することが不要で、かつ、高温に加熱する必要がないために当該検出を極めて簡便に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の金属抽出方法のスキームの一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の金属抽出装置の一例における構成の概略を示す断面図である。
【図３】実験例１の結果を示すグラフである。
【図４】実験例２の結果を示すグラフである。
【図５】実験例３の結果を示すグラフである。
【図６】実験例４の結果を示すグラフである。
【図７】実験例５−１の結果を示すグラフである。
【図８】実験例５−２の結果を示すグラフである。
【図９】実験例６の結果を示すグラフである。
【図１０】実験例７の結果を示すグラフである。
【図１１】実験例８の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
〔金属抽出方法〕
本発明の金属抽出方法は、固体の金属含有試料を、グルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液と接触させることにより、当該金属含有試料に含有されるアルミニウム、鉄またはその両方を抽出する方法である。
【００２１】
〔金属含有試料〕
アルミニウムまたは鉄を抽出すべき対象である固体の金属含有試料または原料としては、アルミニウムまたは鉄を含有する固体のものであれば特に限定されずに用いることができる。
抽出すべき対象がアルミニウムである場合は、金属含有試料として、例えば、コランダムやボーキサイトなどの酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を含有する鉱物、正長石（ＫＡｌＳｉ3 Ｏ8 ）や（ＸＡｌ2 Ｏ3 ）m （ＳｉＯ2 ）n 〔ただし、ＸはＦｅ，Ｍｎ，Ｃｕなどの金属原子を示す。〕で表されるケイ酸アルミニウム含有鉱物、およびこれらを含む粘度鉱物などを用いることができる。
特に、本発明の金属抽出方法は、後述する実験例の結果に示されるように、従来、強酸や各種のキレート剤を用いないとアルミニウムを分離して抽出することができなかった、高度に結晶化した鉱物であるケイ酸アルミニウム含有鉱物に対して、有効に適用することができる。
なお、金属含有試料が、結晶に至らないアモルファスの鉱物や、単体の金属が有機物と結合した化合物や単体の金属の炭酸塩などの化合物を含有する鉱物である場合には、グルコン酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）やグリコールエーテルジアミン四酢酸（ＥＧＴＡ）などのキレート剤によって容易に抽出することができる。
【００２２】
金属含有試料としては、上記の鉱物を含有する土壌そのものを用いてもよい。土壌としては、地上において採取されるものや、海底から採取されるものをそのまま、あるいは必要な前処理を施して用いることができる。
【００２３】
〔抽出用液〕
抽出に用いられる抽出用液は、水系媒体にグルコン酸ナトリウムが溶解されて得られる、グルコノラクトンの水溶液であり、当該水溶液に含有されるグルコノラクトンは、グルコン酸と平衡化されて生成されるものである。グルコン酸は生体の代謝経路中に存在する物質であり生分解性を有する生体安全性の高い物質なので、本発明の金属抽出方法は極めて高い安全性で金属を抽出することができる。
【００２４】
水系媒体としては、例えば酢酸ナトリウム緩衝液やＧｌｙｃｉｎｅ−ＨＣｌ緩衝液を用いることができる。
【００２５】
抽出用液は酸性であることが好ましく、ｐＨ５．６以下であることがより好ましく、特に好ましくはｐＨ２．０〜３．０である。
抽出用液のｐＨが中性またはアルカリ性である場合は、グルコノラクトンが平衡化によって開環されてグルコン酸となり、グルコノラクトンによる金属の抽出を高い効率で行うことができない。ｐＨ５．６以下である抽出用液によればグルコノラクトンによる金属の抽出を有効に行うことができ、ｐＨ３．０以下である抽出用液によれば、更に高い効率で目的とする金属を抽出することができる。また、ｐＨが２．０以上であることにより、抽出時の人体への安全性が得られる。
【００２６】
抽出用液におけるグルコノラクトンの濃度は、１０ｍＭ以上であることが好ましく、抽出溶液のｐＨや温度によっても異なるが、より好ましくは１，０００〜２，０００ｍＭである。グルコノラクトンの濃度が１０ｍＭ以上であることによって、グルコノラクトンによる金属の抽出を有効に行うことができる。グルコノラクトンは約２，０００ｍＭで飽和濃度に達する。
【００２７】
金属含有試料と抽出用液との接触温度は、２℃以上であればよく、４０℃以上であることが好ましく、さらに抽出すべき金属種によっては６０℃以上であってもよい。
金属含有試料と抽出用液との接触温度が高いほど、高い効率で目的とする金属を抽出することができる。
【００２８】
〔ポリアミノ酢酸系キレート剤との併用〕
抽出用液は、他のキレート剤としてポリアミノ酢酸系キレート剤を含有していてもよい。グルコノラクトンおよびポリアミノ酢酸系キレート剤を併用することによって、より高い効率で目的とする金属を抽出することができる。
ポリアミノ酢酸系キレート剤としては、グリコールエーテルジアミン四酢酸（ＥＧＴＡ）やエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）などを用いることができる。
【００２９】
抽出用液におけるポリアミノ酢酸系キレート剤の濃度は、５０〜２５０ｍＭであることが好ましく、より好ましくは１５０〜２５０ｍＭである。ポリアミノ酢酸系キレート剤の濃度が上記範囲であることによって、ポリアミノ酢酸系キレート剤による環境負荷を小さく抑制しながら、目的とする金属の抽出を高い効率で行うことができる。
【００３０】
本発明の金属抽出方法は、具体的には、図１に示されるように、まず、所期の濃度条件およびｐＨ条件に調製した抽出用液Ｒと金属含有試料Ｓとを接触させる。次いで、濾過によって固液分離し、これにより得られる金属含有溶液Ｍ中に目的とする金属がイオンとして含有されている。
そして、金属含有溶液Ｍを中性化して金属塩を固体として析出させ、これを濾過によって固液分離し、これにより、金属塩が得られる。一方、金属塩が濾取された濾液を酸性化することによって、抽出用液Ｒが再生される。金属含有溶液Ｍの中性化は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニアなどを添加することにより行うことができる。また、濾液の酸性化は、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、乳酸などを添加することにより行うことができる。
また、金属含有溶液Ｍを燃焼することによって固体の酸化金属が得られる。
また、金属含有溶液Ｍに酵素を添加して酵素反応でグルコノラクトンを分解することによって、金属塩溶液が得られる。
【００３１】
本発明の金属抽出方法によれば、固体の金属含有試料をグルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液と接触させることによって、すなわち常温で温和な条件の操作により当該金属含有試料に含有されるアルミニウム、鉄またはその両方を抽出することができる。そして、グルコノラクトンは生体の代謝経路中に存在する物質であり生分解性を有し生体安全性が高く、しかも、入手が容易な物質なので環境負荷が小さく、従って、環境負荷の大きな資材を使用することがなく、また、高温に加熱する必要がないために省エネルギー化が図られる。その結果、本発明の金属抽出方法によれば、強アルカリの溶液や強酸の溶液を使用しないために、例えば金属含有試料が土壌であって金属を抽出後の土壌を再使用する場合にも、土壌中の細菌などに悪影響を及ぼすおそれが小さく、例えば栽培用の土壌として使用することができる。
【００３２】
本発明の金属抽出方法において、後述する実験例の結果に示されるように、抽出用液の酸性度が高いほどより金属（アルミニウムまたは鉄）が抽出されていることから、金属の抽出はキレート効果によるものではないと考えられる。これは、グルコノラクトンを含有する抽出用液は、グルコン酸と当該グルコン酸の分子内結合によって形成されるグルコノラクトンとの化学平衡状態となるものであるところ、抽出用液が酸性になるほど、キレート効果に供与するカルボキシル基を有するグルコン酸が減少し、当該カルボキシル基が閉環したグルコノラクトンが増加するからである。
【００３３】
〔金属抽出装置〕
本発明の金属抽出装置は、上記の金属抽出方法の実施に用いられる装置である。
図２は、本発明の金属抽出装置の一例における構成の概略を示す断面図である。
この金属抽出装置１０は、アルミニウム、鉄またはその両方が含有される固体の金属含有試料Ｓが充填される、内部に上下方向に伸びる直管状の抽出室１２が形成された流通管１１を備えている。この流通管１１の上端には、酸性のグルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液Ｒを流入させる流入口１４が開口されると共に、当該流通管１１の下端には、金属含有試料Ｓと抽出用液Ｒとが接触して得られる金属含有溶液Ｍを流出させる流出口１５が開口されている。流出口１５には、液体の金属含有溶液Ｍは流過させて固体の金属含有試料Ｓは流過させないフィルターなどの濾過部材（図示せず）が設けられている。
流入口１４には、例えば抽出用液Ｒを貯留するタンク（図示せず）が流入路１４Ａを介して接続され、さらに、流入路１４Ａには抽出室１２に供給される抽出用液Ｒの供給速度を調整する流速調整手段（図示せず）が設けられ、これらにより、抽出室１２に抽出用液Ｒを供給する抽出用液供給機構が構成されている。
なお、図２において、１５Ａは金属含有溶液Ｍを排出するための流出路である。
【００３４】
流通管１１、流入路１４Ａおよび流出路１５Ａとしては、例えば抽出用液Ｒに対して耐久性を有する材料よりなるものが用いられる。
【００３５】
この金属抽出装置１０には、抽出室１２内の温度を調整する温度調整手段や、抽出室１２内の圧力を調整する圧力調整手段が設けられていることが好ましい。
【００３６】
本発明の金属検出装置によれば、上記の金属抽出方法を簡便に行うことができる。
【００３７】
〔金属検出方法〕
本発明の金属検出方法は、固体の試料をグルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液と接触させ、得られる液体を分析することにより、アルミニウム、鉄またはその両方を検出する方法である。
【００３８】
本発明の金属検出方法によれば、固体の試料をグルコノラクトンの水溶液よりなる抽出用液と接触させることによってアルミニウム、鉄またはその両方を含有しているか否かを検出することができる。従って、環境負荷の大きな資材を使用することが不要で、かつ、高温に加熱する必要がないために当該検出を極めて簡便に行うことができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
【００４０】
以下、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。
【００４１】
＜実験例１：抽出用物質ごとのアルミニウムの抽出＞
（１−１）抽出用液Ｂ：グルコノラクトン
乾燥土壌を金属含有試料として抽出用液Ｂと接触させることによりアルミニウムの抽出を行った。具体的には、乾燥土壌１００ｍｇに、ｐＨ３．０の抽出用液Ｂ（グルコン酸ナトリウムの濃度が１００ｍＭとなるよう、濃度２５ｍＭのＧｌｙｃｉｎｅ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ３．０）に添加したもの）２００μＬを滴下し、２５℃において１時間放置した後、遠心分離し、上澄み中のアルミニウムの濃度を測定した。結果を図３の棒グラフＢに示す。
（１−２）抽出用液Ｃ：ＥＧＴＡ
抽出用液Ｂの代わりに抽出用液Ｃを用いたこと以外は同様にして、アルミニウムの濃度を測定した。結果を図３の棒グラフＣに示す。
抽出用液Ｃは、ＥＧＴＡの濃度が１００ｍＭとなるよう、濃度２５ｍＭのＧｌｙｃｉｎｅ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ３．０）に添加したもの（ｐＨ３．０）である。
（１−３）抽出用液Ｄ：グルコノラクトン＋ＥＧＴＡ
抽出用液Ｂの代わりに抽出用液Ｄを用いたこと以外は同様にして、アルミニウムの濃度を測定した。結果を図３の棒グラフＤに示す。
抽出用液Ｄは、グルコン酸ナトリウムおよびＥＧＴＡのそれぞれの濃度が１００ｍＭとなるよう、濃度２５ｍＭのＧｌｙｃｉｎｅ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ３．０）に添加したもの（ｐＨ３．０）である。
（１−４）緩衝液：対照
抽出用液Ｂの代わりに抽出用液Ａを用いたこと以外は同様にして、アルミニウムの濃度を測定した。結果を図３の棒グラフＡに示す。
抽出用液Ａは、グルコン酸ナトリウムもＥＧＴＡも含有しない、濃度２５ｍＭのＧｌｙｃｉｎｅ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ３．０）である。
なお、図３において、エラーバーは３回のテストの標準偏差を示す。
【００４２】
以上の図３の棒グラフＢから明らかなように、グルコノラクトンのみを含有する酸性の抽出用液を用いると、ＥＧＴＡのみを含有する抽出用液を用いた場合（棒グラフＣ）よりも常温でアルミニウムを高い効率で抽出することができ、さらに、グルコノラクトンとＥＧＴＡとを併用する（棒グラフＤ）ことによって、グルコノラクトンのみを含有する酸性の抽出用液を用いた場合（棒グラフＢ）よりも、アルミニウムを高い効率で抽出することができる。しかも、グルコノラクトンとＥＧＴＡとを併用する場合の効果は、単にグルコノラクトンのみを含有する抽出用液を用いた場合の効果と、ＥＧＴＡのみを含有する抽出用液を用いた場合の効果との相加効果ではなく、それよりも大きな相乗効果が得られた。
【００４３】
また、上記抽出用液Ａ〜Ｄによる抽出後の上澄み液を目視で観察すると、グルコン酸ナトリウムのみを含有する抽出用液Ｂから得られる上澄み液は透明であるが、ＥＧＴＡのみを含有する抽出用液Ｃから得られる上澄み液およびグルコノラクトンとＥＧＴＡとを併用した抽出用液Ｄから得られる上澄み液は土色であった。これは金属含有試料である土壌に含有される有機物も同時に大量に抽出されたからであると推測される。
【００４４】
＜実験例２：抽出用物質ごとの鉄の抽出＞
（２−１）抽出用液Ｂ：グルコノラクトン
乾燥土壌を金属含有試料として抽出用液Ｂと接触させることにより鉄の抽出を行った。具体的には、乾燥土壌１００ｍｇに、ｐＨ３．０の抽出用液Ｂ（グルコン酸ナトリウムの濃度が１００ｍＭとなるよう、濃度２５ｍＭのＧｌｙｃｉｎｅ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ３．０）に添加したもの）２００μＬを滴下し、２５℃において１時間放置した後、遠心分離し、上澄み中の鉄の濃度を測定した。結果を図４の棒グラフＢに示す。
（２−２）抽出用液Ｃ：ＥＧＴＡ
上記（２−１）において、抽出用液として、ＥＧＴＡの濃度が１００ｍＭとなるよう、濃度２５ｍＭのＧｌｙｃｉｎｅ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ３．０）に添加したものを用いたこと以外は同様にして、鉄の濃度を測定した。結果を図４の棒グラフＣに示す。
（２−３）抽出用液Ｄ：グルコノラクトン＋ＥＧＴＡ
抽出用液Ｂの代わりに抽出用液Ｄを用いたこと以外は同様にして、鉄の濃度を測定した。結果を図４の棒グラフＤに示す。
抽出用液Ｄは、グルコン酸ナトリウムおよびＥＧＴＡの合計の濃度が１００ｍＭ（グルコン酸ナトリウムのみの濃度：１００ｍＭ）となるよう、濃度２５ｍＭのＧｌｙｃｉｎｅ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ３．０）に添加したもの（ｐＨ３．０）である。
（２−４）緩衝液：対照
抽出用液Ｂの代わりに抽出用液Ａを用いたこと以外は同様にして、鉄の濃度を測定した。結果を図４の棒グラフＡに示す。
抽出用液Ａは、グルコン酸ナトリウムもＥＧＴＡも含有しない、濃度２５ｍＭのＧｌｙｃｉｎｅ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ３．０）である。
なお、図４において、エラーバーは３回のテストの標準偏差を示す。
【００４５】
以上の図４の棒グラフＢから明らかなように、グルコノラクトンを含有する酸性の抽出用液を用いると、常温で鉄を抽出することができ、さらに、グルコノラクトンとＥＧＴＡとを併用する（棒グラフＤ）ことによって、鉄を高い効率で抽出することができる。
【００４６】
＜実験例３：金属含有試料の形態ごとのアルミニウムの抽出＞
（３−１）コランダム
コランダムを金属含有試料として抽出用液と接触させることによりアルミニウムの抽出を行った。具体的な条件は以下の通りである。
［金属含有試料］
・試料の量：３．０ｇ
［抽出用液］
・グルコン酸ナトリウムの濃度：０．５Ｍ
・緩衝液：濃度２５ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ３．８）
・滴下量：４ｍＬ
［接触条件］
・温度：４０℃
・時間：１時間
結果を図５（ａ）の棒グラフＡに示す。なお、図５（ａ）の棒グラフＢは、抽出用液としてグルコン酸ナトリウムを含有しない、濃度２５ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ３．８）を用いたこと以外は同様にして行った対照実験の結果である。
【００４７】
（３−２）正長石
正長石を金属含有試料として抽出用液と接触させることによりアルミニウムの抽出を行った。具体的な条件は以下の通りである。
［金属含有試料］
・試料の量：０．５ｇ
［抽出用液］
・グルコン酸ナトリウムの濃度：０．５Ｍ
・緩衝液：濃度２５ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ３．８）
・滴下量：４ｍＬ
［接触条件］
・温度：６０℃
・時間：１時間
結果を図５（ｂ）の棒グラフのＡに示す。なお、図５（ｂ）の棒グラフＢは、抽出用液としてグルコン酸ナトリウムを含有しない、濃度２５ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ３．８）を用いたこと以外は同様にして行った対照実験の結果である。
【００４８】
（３−３）ボーキサイト
ボーキサイトを金属含有試料として抽出用液と接触させることによりアルミニウムの抽出を行った。具体的な条件は以下の通りである。
［金属含有試料］
・試料の量：０．０７３４ｇ
［抽出用液］
・グルコン酸ナトリウムの濃度：０．５Ｍ
・緩衝液：濃度２５ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ３．８）
・滴下量：５０μＬ
［接触条件］
・温度：１００℃
・時間：１時間
結果を図５（ｃ）の棒グラフのＡに示す。なお、図５（ｃ）の棒グラフＢは、抽出用液としてグルコン酸ナトリウムを含有しない、濃度２５ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ３．８）を用いたこと以外は同様にして行った対照実験の結果である。
【００４９】
以上の図５から明らかなように、本発明の金属抽出方法によれば、種々の化学組成の鉱物からアルミニウムを抽出することができる。
【００５０】
＜実験例４：ｐＨ依存性＞
各ｐＨの抽出用液と、金属含有試料とを接触させることによりアルミニウムの抽出を行った。具体的な条件は以下の通りである。
［金属含有試料］
・種類：海底堆積物
・試料の量：０．０５ｇ
［抽出用液］
・ｐＨ３．８〜ｐＨ５．６
・グルコン酸ナトリウムの濃度：１０ｍＭ
・緩衝液：濃度２５ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ３．８〜ｐＨ５．６）
・滴下量：１．８ｍＬ
［接触条件］
・温度：２℃
・圧力：１００ＭＰａ
・時間：１時間
結果を図６のグラフＡに示す。なお、図６のグラフＢは、抽出用液として各ｐＨの濃度２５ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液を用いたこと以外は同様にして行った対照実験の結果である。
【００５１】
以上の図６のグラフから明らかなように、ｐＨが小さくなるほどアルミニウムの抽出量が増加する。
【００５２】
＜実験例５−１：濃度依存性＞
各グルコン酸ナトリウム濃度の抽出用液と、金属含有試料とを接触させることによりアルミニウムの抽出を行った。具体的な条件は以下の通りである。
［金属含有試料］
・種類：海底堆積物
・試料の量：０．０５ｇ
［抽出用液］
・ｐＨ５．０
・グルコン酸ナトリウムの濃度：（０〜５０ｍＭ）
・緩衝液：濃度２５ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ５．０）
・滴下量：１．８ｍＬ
［接触条件］
・温度：２℃
・圧力：１００ＭＰａ
・時間：１時間
結果を図７のグラフに示す。
【００５３】
＜実験例５−２：濃度依存性＞
各グルコン酸ナトリウム濃度の抽出用液と、金属含有試料とを接触させることによりアルミニウムの抽出を行った。具体的な条件は以下の通りである。
［金属含有試料］
・種類：地上の土壌
・試料の量：０．１ｇ
［抽出用液］
・ｐＨ３．０
・グルコン酸ナトリウム濃度：（０〜２０００ｍＭ）
・緩衝液：濃度１００ｍＭのグリシン緩衝液（ｐＨ３．０）
・滴下量：０．２ｍＬ
［接触条件］
・温度：２５℃
・時間：１時間
結果を図８のグラフに示す。
【００５４】
以上の図７および図８のグラフから明らかなように、グルコン酸ナトリウム濃度すなわちグルコノラクトンの濃度が高くなるほどアルミニウムの抽出量が増加する。
【００５５】
＜実験例６：濃度依存性および温度依存性＞
（６−１）アルミニウム
各グルコン酸ナトリウム濃度の抽出用液と、金属含有試料とを、各温度で接触させることによりアルミニウムの抽出を行った。具体的な条件は以下の通りである。
［金属含有試料］
・種類：地上の土壌
・試料の量：０．１ｇ
［抽出用液］
・ｐＨ３．８
・グルコン酸ナトリウムの濃度：（０〜５００ｍＭ）
・緩衝液：濃度２５ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ３．８）
・滴下量：０．２ｍＬ
［接触条件］
・温度：２５℃、４０℃、５５℃
・時間：２０時間
結果を図９（ａ）のグラフに示す。
【００５６】
（６−２）鉄
各グルコン酸ナトリウム濃度の抽出用液と、金属含有試料とを、各温度で接触させることにより鉄の抽出を行った。具体的な条件は以下の通りである。
［金属含有試料］
・種類：地上の土壌
・試料の量：０．１ｇ
［抽出用液］
・ｐＨ３．８
・グルコン酸ナトリウムの濃度：（０〜５００ｍＭ）
・緩衝液：濃度２５ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ３．８）
・滴下量：０．２ｍＬ
［接触条件］
・温度：２５℃、４０℃、５５℃
・時間：２０時間
結果を図９（ｂ）のグラフに示す。
【００５７】
以上の図９（ａ）および図９（ｂ）のグラフから明らかなように、温度が高いほどアルミニウムや鉄の抽出量が増加する。
【００５８】
＜実験例７：ＥＧＴＡの濃度依存性＞
各ＥＧＴＡ濃度の抽出用液と、金属含有試料とを接触させることによりアルミニウムの抽出を行った。具体的な条件は以下の通りである。
［金属含有試料］
・種類：地上の土壌
・試料の量：０．１ｇ
［抽出用液］
・ｐＨ５．０
・グルコン酸ナトリウムの濃度：２００ｍＭ
・ＥＧＴＡの濃度：（０〜２５０ｍＭ）
・緩衝液：濃度１００ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ５．０）
・滴下量：０．２ｍＬ
［接触条件］
・温度：２５℃
・時間：１時間
結果を図１０のグラフに示す。
【００５９】
以上の図１０のグラフから明らかなように、グルコノラクトンと併在するＥＧＴＡ濃度が高くなるほどアルミニウムの抽出量が増加する。
【００６０】
＜実験例８：複数回洗浄したときのアルミニウムの抽出＞
下記の金属含有試料を対象として、下記の抽出用液と下記の条件で接触させることにより、アルミニウムの抽出を行った（１回目の抽出工程）。
次いで、アルミニウムの抽出後の試料を遠心分離機によって回収し、０．３ｍＬの蒸留水で２回洗浄した後、洗浄液を除去して洗浄試料を得（洗浄工程）、対象をこの洗浄試料としたこと以外は１回目の抽出工程と同様にアルミニウムの抽出を行った（２回目の抽出工程）。
この洗浄工程および抽出工程のサイクルを繰り返し行い、合計１２回アルミニウムの抽出工程を行った。
【００６１】
［金属含有試料］
・種類：地上の土壌（乾燥土壌）
・試料の量：０．１ｇ
［抽出用液］
・ｐＨ４．０
・グルコン酸ナトリウムの濃度：２００ｍＭ
・緩衝液：濃度５０ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ４．０）
・滴下量：１ｍＬ
［接触条件］
・温度：４５℃
・時間：３０分間、静置
結果を図１１のグラフに示す。
なお、図１１において、エラーバーは３回のテストの標準偏差を示す。
【００６２】
上記の実験例８において抽出工程を１２回繰り返した結果、５．８ｍｇのアルミニウムを抽出することができた。
同じ金属含有試料（乾燥土壌）を、水酸化ナトリウム溶液に８０℃で２４時間、接触させ、次いで塩酸に８０℃で２４時間、接触させることによって得られるアルミニウム量が１０．８ｍｇであった。従って、省エネルギー化が図られ、かつ、環境負荷が低減された本発明の金属検出方法によって、従来技法の５３．７％に相当するアルミニウムを抽出することができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の金属抽出方法は、金属の分離剤として利用することができる。
また、低アルミニウム土壌を作成するための土壌改良剤として有効に用いることができる可能性がある。例えば酸性雨によって土壌中のアルミニウムが遊離してしまい、これに起因して植物の生長が阻害されることが知られているが、本発明の金属抽出方法を利用し土壌改良剤を用いることにより土壌中のアルミニウムを低減させることができるので、所期の植物の成長の阻害を抑制することができると考えられる。
また、土壌中のアルミニウムを遊離させることができるので、除草剤として有効に用いることができる可能性もある。【００６４】
また、本発明の金属検出方法は、海底、荒野などにおける資源調査を現地において行う方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１０  金属抽出装置
１１  流通管
１２  抽出室
１４  流入口
１４Ａ  流入路
１５  流出口
１５Ａ  流出路
Ｍ  金属含有溶液
Ｒ  抽出用液
Ｓ  金属含有試料
【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】
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【国際調査報告】
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