一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法

專利名稱：一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法，具體地說，涉及一種利用生物淋濾技術(shù)在高固液比條件下高效浸提廢舊鋅錳電池中的鋅錳離子、鋰離子電池中的鋰鈷離子以及鎳氫電池中的鎳鈷離子的方法，屬于廢舊電池?zé)o害化和資源化處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前電池的使用正以前所未有的速度深入到社會生活的各個方面，從便攜式家電電池到大功率動力電池，從消費(fèi)性使用電池到工業(yè)性使用電池，從紐扣形電池到圓柱形電池，從一次電池到二次電池；據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界電池的產(chǎn)量和用量分別以每年20%和10%以上的速度增長。我國是世界上最大的電池生產(chǎn)國和消費(fèi)國，2009年我國電池產(chǎn)量超過400億只，占世界總產(chǎn)量50%以上；電池消費(fèi)約235億只，接近世界總用量的30%。作為含高濃度鋅、錳、鎳、鉛、鈷、鎘、汞等多種金屬的集合體，廢舊電池的產(chǎn)生及隨意排放已成為重金屬污染的主要來源之一，對受納環(huán)境和人體健康構(gòu)成巨大威脅。另一方面，電池中這些金屬離子的含量通常都很高，而且由于消耗量的不斷增加它們的價(jià)格也持續(xù)上升，因此廢舊電池的隨意處置同時(shí)也造成了資源的巨大浪費(fèi)。綜上所述，對廢舊電池中的有毒和有價(jià)金屬離子進(jìn)行浸提和回收，不但是環(huán)境保護(hù)的需要而且是資源再生的需要，具有雙重的價(jià)值和效益。目前廢舊電池的處理處置技術(shù)主要有火法冶金和濕法冶金。濕法冶金是基于金屬及離子易于酸溶的原理，酸解浸出并通過不同工藝分離純化，該法具有投資小、成本低、工藝靈活的特點(diǎn)，但流程長、效率低、存在二次污染?；鸱ㄒ苯鹗窃诟邷叵率闺姵刂械慕饘偌捌浠衔镅趸?、還原、分解、揮發(fā)和冷凝以達(dá)到不同組分分離的目的；該法具有金屬回收效率高，二次污染小的特點(diǎn)，但投資大、費(fèi)用高、技術(shù)要求苛刻。雖然我國一些科研單位如清華大學(xué)、北京科技大學(xué)、中南工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)等針對其缺點(diǎn)開發(fā)了適合中國國情的火法冶金和濕法冶金的改進(jìn)方法，但這些改進(jìn)方法仍然具有傳統(tǒng)火法冶金和濕法冶金流程長、能耗大、操作復(fù)雜、材質(zhì)要求嚴(yán)以及運(yùn)行費(fèi)用高的特點(diǎn)，因此經(jīng)濟(jì)效益并不顯著。生物淋濾是利用自然界中特定微生物的直接作用或其代謝產(chǎn)物的間接作用，將固相中某些不溶性成分分離浸提的一種技術(shù)。與需要大量耗酸的濕法冶金工藝相比，生物淋濾具有耗酸量少、處理成本低、重金屬溶出高、常溫常壓操作、安全環(huán)保、綠色工藝等優(yōu)點(diǎn)而表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。這一技術(shù)目前已廣泛用于世界范圍的低品礦石冶煉、重金屬污染土壤修復(fù)、剩余污泥重金屬脫除、有害飛灰脫毒、廢催化劑貴重金屬回收等許多方面。中南大學(xué)在紫金礦業(yè)已建立生產(chǎn)性的生物冶金(生物淋濾)示范工程用于低品黃銅礦中銅的浸提，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)正建立用于城市污泥重金屬脫除的生產(chǎn)性生物淋濾示范工程，展示了生物淋濾技術(shù)卓越的應(yīng)用潛力。近年來應(yīng)用生物淋濾技術(shù)浸提回收廢舊電池中的有價(jià)金屬離子也受到研究者的廣泛關(guān)注。研究表明，生物淋濾對于廢舊鋅錳電池中的鋅錳離子、鋰離子電池中的鋰鈷離子、鎳氫電池中的鎳鈷離子和鎳鎘電池中的鎳鎘離子都具有很好的溶釋效能，浸提率超過80%。但由于溶出的有毒金屬離子有可能對淋濾菌株產(chǎn)生毒性作用；而且廢舊電池中其他的有毒有害物質(zhì)如有機(jī)粘結(jié)劑、隔膜和堿性物質(zhì)等也可能釋放于淋濾液中直接毒害淋濾菌株或造成生長條件的惡化從而間接的危害淋濾菌株，導(dǎo)致廢舊電池中金屬離子溶出效率下降，因此現(xiàn)有的廢舊電池生物淋濾研究報(bào)道都基于或更低的固液比，即廢舊電池固體材料的投加量只有淋濾液體積的(w/v)或更低。但對于實(shí)際工程應(yīng)用來說，提高固液比是非常重要的技術(shù)要求。如果固液比從提高到2%，意味著淋濾液的用量將減少到原來的50%，那么淋濾成本相應(yīng)的大幅下降；另一方面，如果能保持相同的淋濾效率，那么浸提出來的金屬離子濃度就會提高1倍，這對于后續(xù)有價(jià)金屬離子的分離和回收大有益處。因此，研究高固液比條件下廢舊電池中有價(jià)金屬離子高效溶釋的關(guān)鍵技術(shù)和工藝手段對于生物淋濾的實(shí)際工程應(yīng)用具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有生物淋濾技術(shù)中廢舊電池固體材料的投加量只有淋濾液體積的(w/ ν)或更低的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法，具體地說，涉及一種利用生物淋濾技術(shù)在高固液比條件下高效浸提廢舊鋅錳電池中的鋅錳離子、鋰離子電池中的鋰鈷離子以及鎳氫電池中的鎳鈷離子的方法，可顯著改善和提高在2%或更高固液比條件下生物淋濾對所述三種廢舊電池中有價(jià)金屬離子的浸提效能。本發(fā)明目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。(1)拆解廢舊電池，回收含有價(jià)金屬離子的正負(fù)極電池材料，經(jīng)干燥后研磨并過篩，得到待進(jìn)行生物淋濾的電極材料粉末；所述廢舊電池為廢舊鋅錳電池、鋰離子電池或鎳氫電池。(2)生物淋濾菌株的培養(yǎng)生物淋濾菌株為氧化硫硫桿菌和/或氧化亞鐵硫桿菌，生物淋濾培養(yǎng)基為溶質(zhì)為2. Og/L 的(NH4)2SO4^O. 5g/L 的MgS04、0. 25g/L 的 CaCl2、1. Og/L 的 ΚΗ2Ρ04、0· lg/L 的 FeSO4 和4. 0 40g/L的還原性能源底物，溶劑為水；其中，所述還原性能源底物為硫粉和/或黃鐵礦。將所述生物淋濾菌株接種在所述生物淋濾培養(yǎng)基中得到生物淋濾液；當(dāng)所述生物淋濾培養(yǎng)基中的還原性能源底物為硫粉時(shí)為氧化硫硫桿菌培養(yǎng)基，接種氧化硫硫桿菌；當(dāng)生物淋濾培養(yǎng)基中的還原性能源底物為黃鐵礦時(shí)為氧化亞鐵硫桿菌培養(yǎng)基，接種氧化亞鐵硫桿菌；當(dāng)生物淋濾培養(yǎng)基中還原性能源底物為硫粉和黃鐵礦的混合物時(shí)為氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌的混合菌培養(yǎng)基，接種氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌的混合菌。將所述生物淋濾液置于搖床培養(yǎng)并監(jiān)測其PH和ORP (氧化還原電位)變化，當(dāng)ORP數(shù)值越高說明所述生物淋濾液的氧化性越好，生物淋濾菌株的生長情況越好。其中，當(dāng)生物淋濾培養(yǎng)基中還原性能源底物為硫粉和黃鐵礦的混合物時(shí)，優(yōu)選硫粉和黃鐵礦的質(zhì)量比為1 0. 2 1 5.0。優(yōu)選篩選培養(yǎng)獲得生物淋濾菌株，具體方法如下氧化硫硫桿菌篩選培養(yǎng)基溶質(zhì)為10. Og/L 的硫粉、2. Og/L 的(NH4)2SO4U. Og/L 的 KH2P04、0. 5g/L 的 MgSO4 · 7H20 和 0. 25g/L的CaCl2，溶劑為水，pH為5. 5 ；氧化亞鐵硫桿菌篩選培養(yǎng)基為溶質(zhì)為IOmL的 FeSO4 · 7H20 溶液、2. 0g/L 的(NH4)2SO4U. 0g/L 的 KH2P04、0. 5g/L 的 MgSO4 · 7H20 和 0. 25g/L 的CaCl2，溶劑為水，pH為5. 5 ；其中，所述!^SO4 · 7H20溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，pH為2. 0。從自然界的礦山、溫泉和污泥中采集樣品，按2% (w/v)的接種量將樣品分別接種到所述兩種篩選培養(yǎng)基中，加熱至27 并保溫，通入0)2和02，每7天按10% (ν/ν)接種量轉(zhuǎn)接入新篩選培養(yǎng)基中培養(yǎng)，并監(jiān)測篩選培養(yǎng)基的PH和顏色變化；經(jīng)過4周的篩選培養(yǎng)，氧化硫硫桿菌轉(zhuǎn)接2 3天后其篩選培養(yǎng)基的ρΗ快速下降至2. 0以下時(shí)，篩選培養(yǎng)得到用于生物淋濾的氧化硫硫桿菌；氧化亞鐵硫桿菌轉(zhuǎn)接2 3天后其篩選培養(yǎng)基的顏色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色時(shí)，篩選培養(yǎng)得到用于生物淋濾的氧化亞鐵硫桿菌。優(yōu)選對生物淋濾菌株進(jìn)行馴化后再接種在生物淋濾培養(yǎng)基中，方法如下氧化硫硫桿菌馴化培養(yǎng)基溶質(zhì)為10. Og/L的硫粉、2. Og/L的(NH4)2SO4U. Og/L的KH2P04、0. 5g/L 的MgSO4 ·7Η20和0. 25g/L的CaCl2,溶劑為水，ρΗ為5. 5 ；氧化亞鐵硫桿菌馴化培養(yǎng)基溶質(zhì)為=IOmL 的 FeSO4 · 7H20 溶液、2. Og/L 的(NH4)2SO4U. Og/L 的 KH2P04、0. 5g/L 的 MgSO4 · 7H20 和0. 25g/L的CaCl2，溶劑為水，ρΗ為5. 5，其中，所述!^eSO4 · 7H20溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%， PH為2. 0。將生物淋濾菌株，即氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌分別接種到相應(yīng)的馴化培養(yǎng)基中，得到相應(yīng)的馴化培養(yǎng)液，向馴化培養(yǎng)液中加入電極材料粉末，所述電極材料粉末的加入量為馴化培養(yǎng)液體積的1 % (w/v)，監(jiān)測馴化培養(yǎng)液的ρΗ和顏色變化，經(jīng)過4周馴化后，將馴化培養(yǎng)液轉(zhuǎn)接入相應(yīng)的新馴化培養(yǎng)基中，得到新的馴化培養(yǎng)液，轉(zhuǎn)接2 3天后新氧化硫硫桿菌馴化培養(yǎng)液的PH即快速下降至2. 0以下，氧化硫硫桿菌的馴化完成；轉(zhuǎn)接 2 3天后新氧化亞鐵硫桿菌馴化培養(yǎng)液轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色，氧化亞鐵硫桿菌的馴化完成；完成馴化后的馴化培養(yǎng)液即可作為種子液用于廢舊電池生物淋濾接種之用。優(yōu)選所述生物淋濾液搖床培養(yǎng)的條件為25 40°C，120rpm。(3)生物淋濾當(dāng)步驟O)中的生物淋濾液的ρΗ值為0. 5 2. 0時(shí)，向生物淋濾液中加入步驟 (1)得到的電極材料粉末，繼續(xù)搖床培養(yǎng)進(jìn)行生物淋濾；在生物淋濾過程中，生物淋濾液的 PH值為1. 5 2. 5 ；待生物淋濾液中有價(jià)金屬離子溶的出濃度不再提高，生物淋濾結(jié)束。其中，所述電極材料粉末的加入量為生物淋濾液體積的2 10% (w/v)，即固液比為 2 10% (w/v)。當(dāng)生物淋濾液中的生物淋濾菌株為單一菌株時(shí)，還可以采用串連生物淋濾的方式，即先將電極材料粉末加入一種菌種的生物淋濾液中進(jìn)行生物淋濾，結(jié)束后離心收集完成生物淋濾的電極材料殘?jiān)?，浙掉水分后再加入到另一種菌株的生物淋濾液中進(jìn)行生物淋濾。具體地說，即先將電極材料粉末加入氧化硫硫桿菌的生物淋濾液中進(jìn)行生物淋濾，結(jié)束后離心收集完成生物淋濾的電極材料殘?jiān)?，浙掉水分后再加入到氧化亞鐵硫桿菌的生物淋濾液中進(jìn)行生物淋濾；或者，先將電極材料粉末加入氧化亞鐵硫桿菌的生物淋濾液中進(jìn)行生物淋濾，結(jié)束后離心收集完成生物淋濾的電極材料殘?jiān)?，浙掉水分后再加入到氧化硫硫桿菌的生物淋濾液中進(jìn)行生物淋濾。有益效果1.本發(fā)明所述一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法，研究了高固液比下生物淋濾技術(shù)浸提三種廢舊電極材料中有價(jià)金屬離子的可行性并確立了優(yōu)化條件；解決了現(xiàn)有生物淋濾技術(shù)中廢舊電池固體材料的投加量只有生物淋濾液體積的(w/v)或更低的缺陷，可改善和提高在2%或更高固液比條件下生物淋濾對所述三種廢舊電池中有價(jià)金屬離子的浸提效能；
2.本發(fā)明所述一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法，通過對生物應(yīng)用混合生物淋濾菌株進(jìn)行淋濾、不同淋濾菌株進(jìn)行串聯(lián)淋濾、降低生物淋濾液的起始PH 值、提高能源底物的濃度以及控制生物淋濾過程中生物淋濾液的PH值，可以滿足生物淋濾菌株良好的活性和生長的最佳條件，顯著提高廢舊電池中有價(jià)金屬離子的溶出率；對于廢舊鋅錳電極材料，可以獲得50 100%的鋅離子溶出率和45 99%的錳離子溶出率；對于廢舊鋰離子電極材料，可以獲得30 85%的鋰離子溶出率和40 95%的鈷離子溶出率； 對于廢舊鎳氫電極材料，可以獲得35 90%的鎳離子溶出率和35 90%的鈷離子溶出率。為生物淋濾處理浸提回收廢舊電極材料中有價(jià)金屬離子的實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；3.本發(fā)明所述一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法，通過篩選培養(yǎng)基篩選可獲得性能良好的生物淋濾菌株；4.本發(fā)明所述一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法，通過在接種前對生物淋濾菌株進(jìn)行馴化可獲得對廢舊電池生物淋濾性能優(yōu)良的生物淋濾菌株；5.本發(fā)明所述一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法，在淋濾過程應(yīng)用外源化學(xué)酸調(diào)節(jié)生物淋濾過程中生物淋濾液的PH值，可使生物淋濾菌株具有良好的活性并處于生長的最佳條件。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。以下實(shí)施例中均采用METTLER DELTA 320pH計(jì)監(jiān)測生物淋濾液的pH值，采用 HANNAHI8424pH計(jì)測定生物淋濾液的ORP。用上海精科AA320A原子吸收分光光度計(jì)測定有價(jià)金屬離子的溶出濃度，并進(jìn)而計(jì)算其溶出率；如果生物淋濾菌株在接種前經(jīng)過馴化，在計(jì)算有價(jià)金屬離子的溶出濃度時(shí)減去接種馴化的生物淋濾菌株時(shí)帶入生物淋濾液之中的金屬離子濃度。當(dāng)生物淋濾為串連生物淋濾時(shí)，有價(jià)金屬離子的溶出濃度和溶出率為兩種生物淋濾液串聯(lián)的有價(jià)金屬離子的總?cè)艹鰸舛群涂側(cè)艹雎?。?shí)施例1(1)廢舊鋅錳電池經(jīng)過手工拆解，回收含鋅錳金屬離子的正負(fù)極電池材料，在 105°C烘干、研磨、過40目篩后得到用于生物淋濾的廢舊鋅錳電極材料粉末。(2)篩選培養(yǎng)獲得生物淋濾菌株，具體方法如下配制氧化硫硫桿菌篩選培養(yǎng)基 溶質(zhì)為10. Og/L 的硫粉、2. Og/L 的(NH4)2SO4U. Og/L 的 KH2P04、0. 5g/L 的 MgSO4 · 7H20 和 0. 25g/L的CaCl2，溶劑為蒸餾水，pH為5. 5 ；配制氧化亞鐵硫桿菌篩選培養(yǎng)基為溶質(zhì)為 IOmL 的 FeSO4 · 7H20 溶液、2. Og/L 的(NH4)2SO4U. Og/L 的 KH2P04、0. 5g/L 的 MgSO4 · 7H20 和 0. 25g/L的CaCl2,溶劑為蒸餾水，pH為5. 5 ；其中，所述!^eSO4 · 7H20溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30%，pH為2.0。從自然界的礦山、溫泉和污泥中采集樣品，按2% (w/v)的接種量將樣品分別接種到所述兩種篩選培養(yǎng)基中，兩類篩選培養(yǎng)基各500mL，分別置于兩個IOOOmL燒杯中， 用加熱棒加熱至并保溫，用小型空氣壓縮機(jī)曝氣提供0)2和02，每7天按10% (ν/ν)接種量轉(zhuǎn)接入新鮮篩選培養(yǎng)基中培養(yǎng)，并監(jiān)測篩選培養(yǎng)基的PH值和顏色變化。經(jīng)4周的篩選培養(yǎng)，氧化硫硫桿菌轉(zhuǎn)接2 3天后其篩選培養(yǎng)基的pH快速下降至2. 0以下時(shí)，篩選培養(yǎng)得到用于生物淋濾的氧化硫硫桿菌；氧化亞鐵硫桿菌轉(zhuǎn)接2 3天后其篩選培養(yǎng)基的顏色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色時(shí)，篩選培養(yǎng)得到用于生物淋濾的氧化亞鐵硫桿菌。篩選培養(yǎng)獲得生物淋濾菌株后，原篩選培養(yǎng)基繼續(xù)作為生物淋濾菌株的日常保存和接種之用，每隔一周更換新鮮篩選培養(yǎng)基并按10% (ν/ν)接種。在將生物淋濾菌株接種到生物淋濾培養(yǎng)基前，對生物淋濾菌株進(jìn)行馴化，方法如下將原篩選培養(yǎng)基作為馴化培養(yǎng)基，日常保存的培養(yǎng)液作為馴化培養(yǎng)液，向馴化培養(yǎng)液中加入從廢舊鋅錳電池中獲取的電極材料粉末，所述電極材料粉末的加入量為馴化培養(yǎng)液體積的(w/v)，監(jiān)測馴化培養(yǎng)液的PH和顏色變化，經(jīng)過4周馴化后，將馴化培養(yǎng)液轉(zhuǎn)接入相應(yīng)的新馴化培養(yǎng)基中，得到新的馴化培養(yǎng)液，轉(zhuǎn)接2 3天后新氧化硫硫桿菌馴化培養(yǎng)液的ρΗ即快速下降至2. 0以下，氧化硫硫桿菌的馴化完成；轉(zhuǎn)接2 3天后新氧化亞鐵硫桿菌馴化培養(yǎng)液轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色，氧化亞鐵硫桿菌的馴化完成；完成馴化后的馴化培養(yǎng)液即作為種子液用于廢舊鋅錳電池生物淋濾接種之用。配制生物淋濾培養(yǎng)基溶質(zhì)為:2. Og/L的(NH4)2SO4^O. 5g/L的MgS04、0· 25g/L的 CaCl2U. Og/L的KH2P04、0. lg/L的FeSO4和16g/L的還原性能源底物，容劑為蒸餾水；其中，所述還原性能源底物為8. Og/L的硫粉和8. Og/L的黃鐵礦混合物；按IOOml/瓶分裝入 250ml錐形瓶中；向含有生物淋濾培養(yǎng)基的錐形瓶中接入馴化的氧化硫硫桿菌5% (ν/ν)和氧化亞鐵硫桿菌5% (V/V)的混合種子液得到生物淋濾液，并在觀！，口。!!)!!!條件下?lián)u床培養(yǎng)，監(jiān)測生物淋濾液的PH和ORP的變化。(3)搖床培養(yǎng)10天后，當(dāng)生物淋濾液的ρΗ值為1.5時(shí)，向生物淋濾液中加入 4. Og(固液比為4% )的廢舊鋅錳電極材料粉末，并繼續(xù)搖床培養(yǎng)以完成生物淋濾，在生物淋濾過程中，生物淋濾液的PH值為1. 5 2. 5 ；每2天取一次樣品，將樣品在IOOOOrpm條件下離心IOmin后得到上清液，測定上清液中鋅離子和錳離子的溶出濃度；生物淋濾10天后，鋅離子和錳離子的溶出濃度不再提高，生物淋濾結(jié)束。得到鋅離子的溶出率為80.0%， 錳離子的溶出率為70.0%。實(shí)施例2(1)同實(shí)施例1步驟(1)。(2)對生物淋濾菌株進(jìn)行馴化，方法如下配制氧化硫硫桿菌馴化培養(yǎng)基溶質(zhì)為10. Og/L 的硫粉、2. 0g/L 的(NH4)2SO4,1. 0g/L 的 KH2P04、0. 5g/L 的 MgSO4 ·7Η20 和 0. 25g/ L的CaCl2,溶劑為蒸餾水，ρΗ為5. 5 ；配制氧化亞鐵硫桿菌馴化培養(yǎng)基溶質(zhì)為10mL的 FeSO4 · 7H20 溶液、2. 0g/L 的(NH4)2SO4U. 0g/L 的 KH2P04、0. 5g/L 的 MgSO4 · 7H20 和 0. 25g/L 的CaCl2,溶劑為蒸餾水，ρΗ為5. 5，其中，所述!^eSO4 · 7H20溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，ρΗ為 2. 0。將氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌分別接種到相應(yīng)的馴化培養(yǎng)基中，得到相應(yīng)的馴化培養(yǎng)液，向馴化培養(yǎng)液中加入廢舊鋅錳電極材料粉末，所述電極材料粉末的加入量為馴化培養(yǎng)液體積的1 % (w/v)，監(jiān)測馴化培養(yǎng)液的ρΗ和顏色變化，經(jīng)過4周馴化后，將培養(yǎng)液轉(zhuǎn)接入相應(yīng)的新馴化培養(yǎng)基中，得到新的馴化培養(yǎng)液，轉(zhuǎn)接2 3天后新氧化硫硫桿菌馴化培養(yǎng)液的PH即快速下降至2. 0以下，氧化硫硫桿菌的馴化完成；轉(zhuǎn)接2 3天后新氧化亞鐵硫桿菌馴化培養(yǎng)液轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色，氧化亞鐵硫桿菌的馴化完成；完成馴化后的馴化培養(yǎng)液即作為種子液用于廢舊鋅錳電池生物淋濾接種之用。配制生物淋濾培養(yǎng)基為溶質(zhì)為2. 0g/L的(NH4) 2S04、0. 5g/L的MgS04、0. 25g/L的 CaCl2U. 0g/L的KH2P04、0. lg/L的!^eSO4和4. 0g/L的還原性能源底物，溶劑為蒸餾水；其中，所述還原性能源底物為2. Og/L的硫粉和2. Og/L的黃鐵礦的混合物，按IOOml/瓶分裝入250ml錐形瓶中；向所述錐形瓶中接入馴化的氧化亞鐵硫桿菌5% (ν/ν)和氧化硫硫桿菌5% (V/V)的混合種子液得到生物淋濾液，并在觀！、^。!!)!!!條件下?lián)u床培養(yǎng)，監(jiān)測生物淋濾液的PH和ORP的變化。(3)搖床培養(yǎng)10天后，當(dāng)?shù)玫缴锪転V液的ρΗ值為1. 5時(shí)，向生物淋濾液中加入4. Og廢舊鋅錳電極材料粉末，并繼續(xù)搖床培養(yǎng)以完成生物淋濾，在生物淋濾過程中，每天用3mol/L的調(diào)節(jié)生物淋濾液的ρΗ保持在2. 0 ；同時(shí)每2天取樣品一次，將樣品在 IOOOOrpm條件下離心IOmin得到上清液，測定上清液中鋅離子和錳離子的溶出濃度；生物淋濾10天后，鋅離子和錳離子的溶出濃度不再提高，生物淋濾結(jié)束。得到鋅離子的溶出率為75.0%，錳離子的溶出率為65.0%。實(shí)施例3(1)同實(shí)施例1步驟(1)。(2)配制氧化亞鐵硫桿菌的生物淋濾培養(yǎng)基為溶質(zhì)為2. Og/L的(NH4)2S04、 0. 5g/L 的 MgS04、0. 25g/L 的 CaCl2、l. Og/L 的 KH2PO4、0. lg/L 的 FeSO4 和 4. Og/L 的黃鐵礦，溶劑為蒸餾水；配制氧化硫硫桿菌的生物淋濾培養(yǎng)基為溶質(zhì)為2. 0g/L的(NH4)2S04、0. 5g/L 的 MgS04、0· 25g/L 的 CaCl2U. 0g/L 的 ΚΗ2Ρ04、0· lg/L 的 FeSO4 和 4. 0g/L 的硫粉，溶劑為蒸餾水；每種生物淋濾培養(yǎng)基分別按100ml/瓶分裝入250ml錐形瓶中；向氧化亞鐵硫桿菌的生物淋濾培養(yǎng)基中接入氧化亞鐵硫桿菌10% (ν/ν)，得到氧化亞鐵硫桿菌的生物淋濾液； 向氧化硫硫桿菌的生物淋濾培養(yǎng)基中接入氧化硫硫桿菌10% (ν/ν)，得到氧化硫硫桿菌的生物淋濾液；將所述兩種生物淋濾液在^°C、120rpm條件下?lián)u床培養(yǎng)，監(jiān)測所述兩種生物淋濾液的PH和ORP的變化。(3)搖床培養(yǎng)10天后，當(dāng)氧化亞鐵硫桿菌的生物淋濾液的ρΗ值為2. 0時(shí)，加入 4. Og廢舊鋅錳電極材料粉末，繼續(xù)搖床培養(yǎng)進(jìn)行氧化亞鐵硫桿菌生物淋濾，在生物淋濾過程中，生物淋濾液的PH值為1. 5 2. 5，定期取樣品，將樣品在IOOOOrpm條件下離心IOmin 后得到上清液，測定上清液中鋅離子和錳離子的溶出濃度；生物淋濾10天待鋅離子和錳離子的溶出濃度不再增加時(shí)，離心收集氧化亞鐵硫桿菌的生物淋濾液中的廢舊鋅錳電極材料殘?jiān)愕羲趾蠹尤毽薛?. 0的氧化硫硫桿菌的生物淋濾液之中，繼續(xù)搖床培養(yǎng)進(jìn)行氧化硫硫桿菌的生物淋濾，在生物淋濾過程中，生物淋濾液的PH值為1. 5 2. 5，定期取樣品，將樣品在IOOOOrpm條件下離心IOmin后得到上清液，測定上清液中鋅離子和錳離子的溶出濃度，待鋅離子和錳離子濃度不再增加時(shí)，生物淋濾結(jié)束。得到鋅離子的總?cè)艹雎蔬_(dá)到 99. 7%，錳離子的總?cè)艹雎士蛇_(dá)96.9%。實(shí)施例4(1)同實(shí)施例1步驟(1)。(2)同實(shí)施例3步驟⑵。(3)搖床培養(yǎng)10天后，當(dāng)氧化硫硫桿菌的生物淋濾液的ρΗ值為1.0時(shí)，加入4. Og 廢舊鋅錳電極材料粉末，繼續(xù)搖床培養(yǎng)進(jìn)行氧化硫硫桿菌生物淋濾，在生物淋濾過程中，生物淋濾液的PH值為1. 5 2. 5，定期取樣品，將樣品在IOOOOrpm條件下離心IOmin后得到上清液，測定上清液中鋅離子和錳離子的溶出濃度；生物淋濾10天待鋅離子和錳離子的溶出濃度不再增加時(shí)，離心收集氧化硫硫桿菌的生物淋濾液中的廢舊鋅錳電極材料殘?jiān)?，浙掉水分后加入PH為2. 0的氧化亞鐵硫桿菌的生物淋濾液之中，繼續(xù)搖床培養(yǎng)進(jìn)行氧化亞鐵硫桿菌的生物淋濾，在生物淋濾過程中，生物淋濾液的PH值為1. 5 2. 5，定期取樣品，將樣品在IOOOOrpm條件下離心IOmin后得到上清液，測定上清液中鋅離子和錳離子的溶出濃度， 待鋅離子和錳離子濃度不再增加時(shí)，生物淋濾結(jié)束。得到鋅離子的總?cè)艹雎蔬_(dá)到97.5%，錳離子的總?cè)艹雎士蛇_(dá)92. 3%。實(shí)施例5(1)同實(shí)施例1步驟(1)。(2)配制生物淋濾培養(yǎng)基為溶質(zhì)為2. Og/L的(NH4) 2S04、0. 5g/L的MgS04、0· 25g/ L的CaCl2、l. Og/L的KH2P04、0. lg/L的FeSO4和32. Og/L的還原性能源底物，溶劑為蒸餾水；其中，所述還原性能源底物為16. Og/L的硫粉和16. Og/L的黃鐵礦，按100ml/瓶分裝入 250ml錐形瓶中；向所述錐形瓶中接入氧化硫硫桿菌5% (ν/ν)和氧化亞鐵硫桿菌5% (ν/ ν)得到生物淋濾液，并在、120rpm條件下?lián)u床培養(yǎng)，監(jiān)測生物淋濾液的pH和ORP的變化。(3)搖床培養(yǎng)10天后，當(dāng)生物淋濾液的pH值為1.5時(shí)，向生物淋濾液中加入 8. Og的廢舊鋅錳電極材料粉末，并繼續(xù)搖床培養(yǎng)進(jìn)行生物淋濾，在生物淋濾過程中，定期用 3mol/L的H2SO4調(diào)節(jié)生物淋濾液的pH值為2. 0 ；定期取樣品，將樣品在IOOOOrpm條件下離心IOmin后得到上清液，測定上清液中鋅離子和錳離子的溶出濃度；生物淋濾10天后，鋅離子和錳離子的溶出濃度不再提高，生物淋濾結(jié)束。得到鋅離子溶出率為90.0%，錳離子的溶出率為73. 0%。實(shí)施例6(1)廢舊鋰離子電池經(jīng)過手工拆解，回收含鋰鈷金屬離子的正負(fù)極電池材料，在 105°C烘干、研磨、過40目篩后得到用于生物淋濾的廢舊鋰離子電極材料粉末。(2)對生物淋濾菌株進(jìn)行馴化，方法如下配制氧化硫硫桿菌馴化培養(yǎng)基溶質(zhì)為10. 0g/L 的硫粉、2. 0g/L 的(NH4)2SO4,1. 0g/L 的 KH2P04、0. 5g/L 的 MgSO4 ·7Η20 和 0. 25g/ L的CaCl2,溶劑為蒸餾水，pH為5. 5 ；配制氧化亞鐵硫桿菌馴化培養(yǎng)基溶質(zhì)為10mL的 FeSO4 · 7H20 溶液、2. 0g/L 的(NH4)2SO4U. 0g/L 的 KH2P04、0. 5g/L 的 MgSO4 · 7H20 和 0. 25g/L 的CaCl2,溶劑為蒸餾水，pH為5. 5，其中，所述!^eSO4 · 7H20溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，pH為 2. 0。將氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌分別接種到相應(yīng)的馴化培養(yǎng)基中，得到相應(yīng)的馴化培養(yǎng)液，向馴化培養(yǎng)液中加入廢舊鋰離子電極材料粉末，所述電極材料粉末的加入量為馴化培養(yǎng)液體積的1 % (w/v)，監(jiān)測馴化培養(yǎng)液的pH和顏色變化，經(jīng)過4周馴化后，將馴化培養(yǎng)液轉(zhuǎn)接入相應(yīng)的新馴化培養(yǎng)基中，得到新的馴化培養(yǎng)液，轉(zhuǎn)接2 3天后新氧化硫硫桿菌馴化培養(yǎng)液的PH即快速下降至2. 0以下，氧化硫硫桿菌的馴化完成；轉(zhuǎn)接2 3天后新氧化亞鐵硫桿菌馴化培養(yǎng)液轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色，氧化亞鐵硫桿菌的馴化完成；完成馴化后的馴化培養(yǎng)液即作為種子液用于廢舊鋰離子電池生物淋濾接種之用。配制生物淋濾培養(yǎng)基為溶質(zhì)為2. 0g/L的(NH4) 2S04、0. 5g/L的MgS04、0. 25g/L的 CaCl2U. 0g/L的KH2P04、0. lg/L的!^eSO4和4. 0g/L的還原性能源底物，溶劑為蒸餾水；其中，所述還原性能源底物為2. 0g/L的硫粉和2. 0g/L的黃鐵礦，按100ml/瓶分裝入250ml 錐形瓶中；向所述錐形瓶中接入馴化的氧化硫硫桿菌5% (ν/ν)和氧化亞鐵硫桿菌5% (ν/ ν)的種子液得到生物淋濾液，并在、120rpm條件下?lián)u床培養(yǎng)，監(jiān)測生物淋濾液的pH和ORP的變化。(3)搖床培養(yǎng)10天后，當(dāng)生物淋濾液的pH值為1. 8時(shí)，向生物淋濾液中加入2. Og 的廢舊鋰離子電極材料粉末，并繼續(xù)搖床培養(yǎng)進(jìn)行生物淋濾，在生物淋濾過程中，生物淋濾液的PH值為1. 5 2. 5 ；定期取樣品，將樣品在IOOOOrpm條件下離心IOmin后得到上清液， 測定上清液中鋰離子和鈷離子的溶出濃度；生物淋濾10天后，鋰離子和鈷離子的溶出濃度不再提高，生物淋濾結(jié)束。得到鋰離子的溶出率為84. 8%，鈷離子的溶出率為55. 2%。實(shí)施例7(1)同實(shí)施例6步驟(1)。(2)配制生物淋濾培養(yǎng)基為溶質(zhì)為2. Og/L的(NH4) 2S04、0. 5g/L的MgS04、0· 25g/ L的CaCl2、l. Og/L的KH2P04、0. lg/L的!^eSO4和4. Og/L的還原性能源底物，溶劑為蒸餾水； 其中，所述還原性能源底物為2. Og/L的硫粉和2. Og/L的黃鐵礦，按100ml/瓶分裝入250ml 錐形瓶中；向所述錐形瓶中接入氧化硫硫桿菌5% (ν/ν)和氧化亞鐵硫桿菌5% (ν/ν)得到生物淋濾液，并在、120rpm條件下?lián)u床培養(yǎng)，監(jiān)測生物淋濾液的pH和ORP的變化。(3)搖床培養(yǎng)10天后，當(dāng)生物淋濾液的pH值為1. 5時(shí)，向生物淋濾液中加入2. Og 的廢舊鋰離子電極材料粉末，并繼續(xù)搖床培養(yǎng)進(jìn)行生物淋濾，在生物淋濾過程中，定期用 3mol/L的調(diào)節(jié)生物淋濾液的pH為2. 0 ；定期取樣品，將樣品在IOOOOrpm條件下離心 IOmin后得到上清液，測定上清液中鋰離子和鈷離子的溶出濃度；生物淋濾10天后，鋰離子和鈷離子的溶出濃度不再提高，生物淋濾結(jié)束。得到鋰離子溶出率為78.9%，鈷離子的溶出率為52. 0%。實(shí)施例8(1)廢舊鎳氫電池經(jīng)過手工拆解，回收含鎳鈷金屬離子的正負(fù)極電池材料，在 105°C烘干、研磨、過40目篩后得到用于生物淋濾的廢舊鎳氫電極材料粉末。(2)對生物淋濾菌株進(jìn)行馴化，方法如下配置氧化硫硫桿菌馴化培養(yǎng)基溶質(zhì)為10. 0g/L 的硫粉、2. 0g/L 的(NH4)2SO4,1. 0g/L 的 KH2P04、0. 5g/L 的 MgSO4 ·7Η20 和 0. 25h/ L的CaCl2,溶劑為蒸餾水，pH為5. 5 ；配置氧化亞鐵硫桿菌馴化培養(yǎng)基溶質(zhì)為10mL的 FeSO4 · 7H20 溶液、2. 0g/L 的(NH4)2SO4U. 0g/L 的 KH2P04、0. 5g/L 的 MgSO4 · 7H20 和 0. 25g/L 的CaCl2,溶劑為蒸餾水，pH為5. 5，其中，所述!^eSO4 · 7H20溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，pH為 2. 0。將氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌分別接種到相應(yīng)的馴化培養(yǎng)基中，得到相應(yīng)的馴化培養(yǎng)液，向馴化培養(yǎng)液中加入廢舊鎳氫電極材料粉末，所述電極材料粉末的加入量為馴化培養(yǎng)液體積的1 % (w/v)，監(jiān)測馴化培養(yǎng)液的pH和顏色變化，經(jīng)過4周馴化后，將馴化培養(yǎng)液轉(zhuǎn)接入相應(yīng)的新馴化培養(yǎng)基中，得到新的馴化培養(yǎng)液，轉(zhuǎn)接2 3天后新氧化硫硫桿菌馴化培養(yǎng)液的PH即快速下降至2. 0以下，氧化硫硫桿菌的馴化完成；轉(zhuǎn)接2 3天后新氧化亞鐵硫桿菌馴化培養(yǎng)液轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色，氧化亞鐵硫桿菌的馴化完成；完成馴化后的馴化培養(yǎng)液即作為種子液用于廢舊鎳氫電池生物淋濾接種之用。配制生物淋濾培養(yǎng)基為溶質(zhì)為2. 0g/L的(NH4) 2S04、0. 5g/L的MgS04、0. 25g/L的 CaCl2U. 0g/L的KH2P04、0. lg/L的FeSO4和16. 0g/L的還原性能源底物，溶劑為蒸餾水；其中，所述還原性能源底物為8. 0g/L的硫粉和8. 0g/L的黃鐵礦，按100ml/瓶分裝入250ml 錐形瓶中；向所述錐形瓶中接入馴化的氧化硫硫桿菌5% (ν/ν)和氧化亞鐵硫桿菌5% (ν/ ν)的種子液得到生物淋濾液，并在、120rpm條件下?lián)u床培養(yǎng)，監(jiān)測生物淋濾液的pH和ORP的變化。(3)搖床培養(yǎng)10天后，當(dāng)生物淋濾液的pH值為1. 5時(shí)，向生物淋濾液中加入4. Og 的廢舊鎳氫電極材料粉末，并繼續(xù)搖床培養(yǎng)進(jìn)行生物淋濾，在生物淋濾過程中，生物淋濾液的PH值為1. 5 2. 5 ；定期取樣品，將樣品在IOOOOrpm條件下離心IOmin后得到上清液， 測定上清液中鎳離子和鈷離子的溶出濃度；生物淋濾10天后，鎳離子和鈷離子的溶出濃度不再增加，生物淋濾結(jié)束。得到鎳離子的溶出率為39. 9%，鈷離子的溶出率為37. 2%。實(shí)施例9(1)同實(shí)施例8步驟(1)。(2)配制生物淋濾培養(yǎng)基為溶質(zhì)為2. Og/L的(NH4) 2S04、0. 5g/L的MgS04、0· 25g/ L的CaCl2、l. Og/L的KH2P04、0. lg/L的!^eSO4和4. Og/L的還原性能源底物，溶劑為蒸餾水； 其中，所述還原性能源底物為2. Og/L的硫粉和2. Og/L的黃鐵礦，按100ml/瓶分裝入250ml 錐形瓶中；向所述錐形瓶中接入氧化硫硫桿菌5% (ν/ν)和氧化亞鐵硫桿菌5% (ν/ν)得到生物淋濾液，并在、120rpm條件下?lián)u床培養(yǎng)，監(jiān)測生物淋濾液的pH和ORP的變化。(3)搖床培養(yǎng)10天后，當(dāng)生物淋濾液的pH值為1.5時(shí)，向生物淋濾液中加入 4. Og的廢舊鎳氫電極材料粉末，并繼續(xù)搖床培養(yǎng)進(jìn)行生物淋濾，在生物淋濾過程中，定期用 3mol/L的調(diào)節(jié)生物淋濾液的pH為2. 0 ；定期取樣品，將樣品在IOOOOrpm條件下離心 IOmin后得到上清液，測定上清液中鎳離子和鈷離子的溶出濃度；生物淋濾10天后，鎳離子和鈷離子的溶出濃度不再提高，生物淋濾結(jié)束。得到鎳離子的溶出率為48. 9%，鈷離子的溶出率為39. 3%。實(shí)施例10(1)同實(shí)施例8步驟(1)。(2)同實(shí)施例3步驟(2)。(3)搖床培養(yǎng)10天后，當(dāng)氧化亞鐵硫桿菌的生物淋濾液的pH值為2. 0時(shí)，加入 4. Og廢舊鎳氫電極材料粉末，繼續(xù)搖床培養(yǎng)進(jìn)行氧化亞鐵硫桿菌生物淋濾，在生物淋濾過程中，生物淋濾液的PH值為1. 5 2. 5，定期取樣品，將樣品在IOOOOrpm條件下離心IOmin 后得到上清液，測定上清液中鎳離子和鈷離子的溶出濃度；生物淋濾10天待鎳離子和鈷離子的溶出濃度不再增加時(shí)，離心收集氧化亞鐵硫桿菌的生物淋濾液中的廢舊鎳氫電極材料殘?jiān)?，浙掉水分后加入pH為1. 0的氧化硫硫桿菌的生物淋濾液之中，繼續(xù)搖床培養(yǎng)進(jìn)行氧化硫硫桿菌的生物淋濾，在生物淋濾過程中，生物淋濾液的PH值為1. 5 2. 5，定期取樣品，將樣品在IOOOOrpm條件下離心IOmin后得到上清液，測定上清液中鎳離子和鈷離子的溶出濃度，待鎳離子和鈷離子濃度不再增加時(shí)，生物淋濾結(jié)束。得到鎳離子的總?cè)艹雎蔬_(dá)到 89. 6%，鈷離子的總?cè)艹雎士蛇_(dá)87. 5%。實(shí)施例11(1)同實(shí)施例8步驟(1)。(2)同實(shí)施例3步驟(2)。(3)搖床培養(yǎng)10天后，當(dāng)氧化硫硫桿菌的生物淋濾液的pH值為1.0時(shí)，加入4. Og 廢舊鎳氫電極材料粉末，繼續(xù)搖床培養(yǎng)進(jìn)行氧化硫硫桿菌生物淋濾，在生物淋濾過程中，生物淋濾液的PH值為1. 5 2. 5，定期取樣品，將樣品在IOOOOrpm條件下離心IOmin后得到上清液，測定上清液中鎳離子和鈷離子的溶出濃度；生物淋濾10天待鎳離子和鈷離子的溶出濃度不再增加時(shí)，離心收集氧化硫硫桿菌的生物淋濾液中的廢舊鎳氫電極材料殘?jiān)?，浙掉水分后加入PH為2. 0的氧化亞鐵硫桿菌的生物淋濾液之中，繼續(xù)搖床培養(yǎng)進(jìn)行氧化亞鐵硫桿菌的生物淋濾，在生物淋濾過程中，生物淋濾液的PH值為1. 5 2. 5，定期取樣品，將樣品在IOOOOrpm條件下離心IOmin后得到上清液，測定上清液中鎳離子和鈷離子的溶出濃度， 待鎳離子和鈷離子濃度不再增加時(shí)，生物淋濾結(jié)束。得到鎳離子的總?cè)艹雎蔬_(dá)到83. 6%，鈷離子的總?cè)艹雎士蛇_(dá)79.5%。 本發(fā)明包括但不限于以上實(shí)施例，凡是在本發(fā)明的精神和原則之下進(jìn)行的任何等同替換或局部改進(jìn)，都將視為在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法，其特征在于所述方法步驟如下(1)拆解廢舊電池，回收含有價(jià)金屬離子的正負(fù)極電池材料，經(jīng)干燥后研磨并過篩，得到電極材料粉末；(2)生物淋濾菌株為氧化硫硫桿菌和/或氧化亞鐵硫桿菌，生物淋濾培養(yǎng)基為溶質(zhì)為2. Og/L 的(NH4)2SO4^O. 5g/L 的MgS04、0. 25g/L 的 CaCl2、1. Og/L 的 ΚΗ2Ρ04、0· lg/L 的 FeSO4 和4. 0 40g/L的還原性能源底物，溶劑為水；將生物淋濾菌株接種在生物淋濾培養(yǎng)基中得到生物淋濾液；當(dāng)生物淋濾培養(yǎng)基中的還原性能源底物為硫粉時(shí)接種氧化硫硫桿菌，還原性能源底物為黃鐵礦時(shí)接種氧化亞鐵硫桿菌，還原性能源底物為硫粉和黃鐵礦的混合物時(shí)接種氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌的混合菌；將生物淋濾液置于搖床培養(yǎng)；(3)當(dāng)生物淋濾液的pH值為0.5 2. 0時(shí)，向生物淋濾液中加入電極材料粉末，繼續(xù)搖床培養(yǎng)進(jìn)行生物淋濾，生物淋濾液的PH值保持為1. 5 2. 5，待生物淋濾液中有價(jià)金屬離子的溶出濃度不再提高，生物淋濾結(jié)束；其中，步驟(1)中所述廢舊電池為廢舊鋅錳電池、鋰離子電池或鎳氫電池；步驟O)中所述還原性能源底物為硫粉和/或黃鐵礦；步驟(3)中所述電極材料粉末的加入量為生物淋濾液體積的2 10% (w/v)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法，其特征在于篩選培養(yǎng)獲得生物淋濾菌株，方法如下氧化硫硫桿菌篩選培養(yǎng)基溶質(zhì)為:10. Og/L的硫粉、2. Og/L的(NH4)2SO4U. Og/L的 KH2P04、0. 5g/L的MgSO4 ·7Η20和0. 25g/L的CaCl2，溶劑為水，pH為5. 5 ；氧化亞鐵硫桿菌篩選培養(yǎng)基為溶質(zhì)為=IOmL m FeSO4 ·7Η20 溶液、2. 0g/L 的(NH4)2SO4U. 0g/L 的 ΚΗ2Ρ04、0· 5g/ L的MgSO4 · 7H20和0. 25g/L的CaCl2，溶劑為水，pH為5. 5 ；其中，所述!^eSO4 · 7H20溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，pH為2.0;從自然界的礦山、溫泉和污泥中采集樣品，按2% (w/v)的接種量將樣品分別接種到所述兩種篩選培養(yǎng)基中，加熱至27 并保溫，通入0)2和02，每7天按10% (ν/ν)接種量轉(zhuǎn)接入新篩選培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過4周的篩選培養(yǎng)，氧化硫硫桿菌轉(zhuǎn)接2 3天后其篩選培養(yǎng)基的PH下降至2. 0以下時(shí)，篩選培養(yǎng)得到用于生物淋濾的氧化硫硫桿菌；氧化亞鐵硫桿菌轉(zhuǎn)接2 3天后其篩選培養(yǎng)基的顏色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色時(shí)，篩選培養(yǎng)得到用于生物淋濾的氧化亞鐵硫桿菌。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法，其特征在于對生物淋濾菌株進(jìn)行馴化后再接種在生物淋濾培養(yǎng)基中，方法如下氧化硫硫桿菌馴化培養(yǎng)基溶質(zhì)為:10. 0g/L的硫粉、2. 0g/L的(NH4)2SO4U. 0g/L的 KH2P04、0. 5g/L的MgSO4 ·7Η20和0. 25g/L的CaCl2，溶劑為水，pH為5. 5 ；氧化亞鐵硫桿菌馴化培養(yǎng)基溶質(zhì)為=IOmL 的 FeSO4 · 7H20 溶液、2. 0g/L 的(NH4)2SO4U. 0g/L 的 ΚΗ2Ρ04、0· 5g/ L的MgSO4 · 7H20和0. 25g/L的CaCl2，溶劑為水，pH為5. 5，其中，所述!^eSO4 · 7H20溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，pH為2.0;將生物淋濾菌株接種到馴化培養(yǎng)基中，得到馴化培養(yǎng)液，向馴化培養(yǎng)液中加入電極材料粉末，所述電極材料粉末的加入量為馴化培養(yǎng)液體積的1 % (w/v)，經(jīng)過4周馴化后，將馴化培養(yǎng)液轉(zhuǎn)接入新馴化培養(yǎng)基中，得到新馴化培養(yǎng)液，轉(zhuǎn)接2 3天后新氧化硫硫桿菌馴化培養(yǎng)液的PH下降至2. 0以下時(shí)氧化硫硫桿菌的馴化完成；轉(zhuǎn)接2 3天后新氧化亞鐵硫桿菌馴化培養(yǎng)液轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色時(shí)氧化亞鐵硫桿菌的馴化完成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法，其特征在于當(dāng)生物淋濾培養(yǎng)基中還原性能源底物為硫粉和黃鐵礦的混合物時(shí)，硫粉和黃鐵礦的質(zhì)量比為1 0. 2 1 5. 0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法，其特征在于步驟(3)當(dāng)生物淋濾液中的生物淋濾菌株為單一菌株時(shí)，采用串連生物淋濾，即先將電極材料粉末加入一種菌種的生物淋濾液中進(jìn)行生物淋濾，結(jié)束后離心收集電極材料殘?jiān)?，浙掉水分后再加入到另一種菌株的生物淋濾液中進(jìn)行生物淋濾。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5任一項(xiàng)所述的一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法，其特征在于所述生物淋濾液搖床培養(yǎng)的條件為25 40°C，120rpm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物淋濾浸提廢舊電池中有價(jià)金屬離子的方法，屬于廢舊電池?zé)o害化和資源化處理技術(shù)領(lǐng)域。所述方法如下從廢舊鋅錳電池、鋰離子電池或鎳氫電池中回收含有價(jià)金屬離子的電極材料粉末；在生物淋濾培養(yǎng)基中搖床培養(yǎng)生物淋濾菌株得到生物淋濾液；當(dāng)生物淋濾液pH值為0.5～2.0時(shí)，加入質(zhì)量為生物淋濾液體積的2～10％的電極材料粉末；搖床培養(yǎng)并保持pH值為1.5～2.5；待有價(jià)金屬離子的溶出濃度不再提高，生物淋濾結(jié)束。所述方法實(shí)現(xiàn)了2％或以上高固液比下廢舊電池中有價(jià)金屬離子的高效浸出，效果明顯且簡單易行。
文檔編號C22B3/18GK102560114SQ20121004470
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者姜文峰, 張凱, 李鑫, 漢娜, 辛寶平 申請人:北京理工大學(xué)