[发明专利]一种基于生物冶金体系的MFC蜂巢集群系统

说明书

一种基于生物冶金体系的MFC蜂巢集群系统，包括恒温箱、供电装置、电解装置、电源控制装置，监测装置；其中供电装置、电解装置、电源控制装置设置在所述恒温箱中，供电装置、电解装置与电源控制装置连接，电源控制装置控制供电装置从浸矿微生物体系中获得电能，再将该电能输送给所述电解装置用于电解金属，恒温箱用于保持整个系统的温度。所述监测装置与所述供电装置和电解装置连接，用于监测供电装置和电解装置，并将监测到的数据传输给显示终端显示器，检测装置与所述电源控制装置连接。本发明一种集浸矿微生物电池供电、电解、监测为一体化系统，同时实现了生物浸出过程中有价金属和电能的高效回收利用，带了一定的经济效益。

技术领域

本发明涉及矿物加工和生物湿法冶金领域，具体为一种基于生物冶金体系的MFC蜂巢集群系统，即集群-供电、电解、监测一体化系统。

背景技术

我国铜金属对外依存度较高，已探明的铜矿资源储量不足，且大多为贫、细、杂的硫化铜矿石。而这些贫、细、杂的硫化铜矿逐渐难以通过传统选矿富集-火法冶炼技术实现经济、绿色、高效和综合利用，造成资源浪费和环境污染。

生物冶金是指微生物通过直接或间接作用溶解矿物，使金属离子进入溶液，然后通过萃取-电积获得高纯度的金属材料。生物冶金技术对矿产资源品位要求低，该技术具有生产成本低、设备简单、工艺流程短、反应过程温和、环境友好等优点，特别适合处理低品位、复杂、难处理的矿产资源，工业固体废弃物及二次资源。生物冶金技术在低品位铜矿石的清洁高效提取方面具有广阔的应用前景。然而，目前低品位铜矿生物浸出仍然存在浸出速率低、能量难回收等难题，限制了其大规模工业推广。

已有研究表明，微生物燃料电池（MFC）利用微生物代谢将有机物进行生物降解，并将代谢产生的电子传到外电路产生电流，同时加速有机物的降解。理论上，生物冶金是微生物作用下无机硫化物的氧化溶解过程，伴随大量电子转移和电能产生，但一直未有该体系中电能回收利用的相关报道。

因此，如何将生物冶金体系中的电能回收、如何提高生物冶金体系中金属浸出率成为当下技术难题。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明提供一种能够提高冶金体系中浸出率和电能回收的MFC蜂巢集群系统。

本发明解决上述技术问题采用以下技术方案：一种基于生物冶金体系的MFC蜂巢集群系统，包括恒温箱、供电装置、电解装置、电源控制装置；其中供电装置、电解装置、电源控制装置设置在所述恒温箱中，供电装置、电解装置与电源控制装置连接，电源控制装置控制供电装置从浸矿微生物体系中获得电能，再将该电能输送给所述电解装置用于电解金属，恒温箱用于保持整个系统的温度为25℃～45℃。

作为优选，还包括监测装置，所述监测装置与所述供电装置和电解装置连接，用于监测供电装置和电解装置的温度、pH、溶解氧、浊度、电流和电压，并将监测到的数据传输给显示终端显示器，检测装置与所述电源控制装置连接。

作为优选，所述供电装置包括由石墨烯复合导电聚合物修饰的多块平行的不锈钢板阳极、由石墨烯复合导电聚合物修饰的一块不锈钢板阴极和设置在所述装置顶端的LED灯，所述LED灯根据产电效率，然后不定时闪烁，便于工作人员检查装置的工作状态；所述不锈钢板阳极与不锈钢板阴极之间的距离为1.2～3.0cm。

作为优选，所述供电装置还包括正六边形蜂巢状泡沫板，所述阳极、阴极设置在所述泡沫板下方，LED等设置在所述泡沫板上方，所述平行的不锈钢板阳极为5块。

作为进一步优选，所述不锈钢板阳极上有若干小孔，便于浸矿微生物的附着。

作为优选，所述电解装置包括电解槽、由石墨烯复合导电聚合物修饰的多块平行的不锈钢板阳极和多块石墨板阴极。