[发明专利]一步法回收金属的方法

说明书

本发明公开了一步法回收金属的方法，尤其是一步法回收硫化矿尾矿中金属的方法，属于废物资源化技术领域。本发明提供的这种方法通过通过在双室微生物燃料电池的阳极室浸出硫化矿尾矿，将金属元素分别以金属离子的形式从固相转移到液相，随后，金属离子透过位于阳极室与阴极室之间的阳离子交换膜到达阴极室，并与氢氧根结合，以沉淀的形式回收，一步实现硫化矿尾矿中金属的回收，且金属回收率最高可达70％。本发明方法工艺流程简单，运行成本低，尾矿中金属元素的回收率高，设备腐蚀得到缓解，且无二次污染。

技术领域

本发明涉及一步法回收金属的方法，尤其是一步法回收硫化矿尾矿中金属的方法，属于废物资源化技术领域。

背景技术

矿产资源是人类生存以及社会经济发展的重要组成部分，然而矿产资源的开发在为社会发展带来有利影响的同时，也引发诸多问题。其中，矿产资源开采过程中因资源利用率低下而产生的矿山尾矿已对环境造成日益严重的危害，因此，如何高效处理矿山尾矿成为亟待解决的环境问题之一。

传统的矿物冶金工艺运行成本高昂、能耗大，且仅适用于开发利用高品位矿石，因此，对于现阶段日益增加的低品位矿石、矿山固体废弃物及尾矿，传统工艺显然已不再适用。多年来，各国研究人员致力于寻找高效、经济且环境友好的低品位贫矿或尾矿处理工艺以取代传统技术，湿法冶金技术应运而生。

湿法冶金根据微生物作用的不同可分为微生物吸附、微生物累积和微生物浸出，其中，微生物浸出因较好地满足了冶金工艺的发展需求而得到广泛应用，处理效果较好，但该技术尚存在处理周期长、浸出组分抑制浸矿微生物活性、浸出效率低等问题。

微生物燃料电池就属于微生物浸出技术的一种，其因成本低、金属回收率高、产品纯度高、无二次污染并可回收污水或固体废弃物中的化学能，将其转化为电能等优势，已成为当前环境生物技术领域的研究热点，有关MFC技术的研究日新月异，其应用领域正在快速拓展，MFC已成为具有极大潜在应用价值的污染治理及生物质能转化技术之一。

现已有采用双室微生物燃料电池技术浸出硫化矿贫矿或尾矿中金属、其浸出液在另一个单室微生物燃料电池中沉淀回收金属的报道，但是，此模式依旧存在金属离子需经浸出与沉淀两步才能回收、工艺流程复杂等缺陷，而本发明尝试利用双室微生物燃料电池技术一步法浸出与回收金属，为尾矿治理提供一种全新的思路。

发明内容

针对现有的微生物燃料电池技术从硫化矿贫矿或尾矿中回收金属存在的诸多问题，本发明提供了一种一步法回收硫化矿尾矿中金属的方法，且金属回收率最高可达66.3％。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一步法回收硫化矿尾矿中金属的方法，构建一个包含阳极室和阴极室的双室微生物燃料电池；在阳极室接种含氧化硫硫杆菌与氧化亚铁硫杆菌的混合菌液；在双室微生物燃料电池的阳极室放入硫化矿尾矿溶液；在双室微生物燃料电池的阴极室放入pH缓冲液；运行双室微生物燃料电池，阳极通过将硫化矿尾矿中的二价硫氧化为硫酸根离子释放电子，同时金属离子溶解浸出，硫化矿尾矿中金属元素以金属离子的形式从固相转移到液相；电场作用下，阳极室浸出的金属离子透过阳离子交换膜到达阴极室，并与氢氧根相结合，以沉淀的形式析出，尾矿中金属元素得以回收；

所述双室微生物燃料电池的阳极室与阴极室之间采用阳离子交换膜分隔，阳极与阴极之间通过钛丝相连。