[发明专利]利用微生物从废弃锂电池中回收贵金属的方法

摘要

本发明利用微生物从废弃锂电池中回收贵金属的方法，含有以下步骤：⑴拆解废弃锂电池、分离活性材料；⑵利用微生物进行降解，包含：密封冶金生物反应器进行高温灭菌、配置培养基、对培养基和能量物质进行灭菌、加入活性材料粉末进行微生物的培养、获得微生物浸出液；（3）分离提纯贵金属离子，包含：用铁氰化镍膜对锂离子进行分离、用阳离子交换膜对活性材料中的其他金属进行专一性分离、对活性材料溶液进行过滤并用原子吸收光谱进行测定。本发明利用冶金微生物产酸及化学氧化还原来溶解锂电池上的活性材料，而提纯后的水还能循环使用，没有废弃物和废液外排；能实现贵金属离子高效、选择性分离，能降低废弃锂电池资源化再利用的成本和能耗。

主权项

1.一种利用微生物从废弃锂电池中回收贵金属的方法，其特征在于，含有以下步骤：(1)拆解废弃锂电池、分离活性材料将废弃锂电池拆解，去除其金属壳和隔膜，将锂电池中的正负极与隔膜分开：将正极材料浸没在水或者有机溶剂中，浸泡20～60min，控制温度在50～200℃，然后采用超声工艺将活性材料从铜箔或铝箔上剥离下来，获得的铜箔或铝箔能直接用于铜和铝的回收；将得到的正极活性材料用蒸馏水清洗三遍，然后在25～80℃下烘干，用粉碎机将烘干的正极活性材料破碎，收集100～300目的正极活性材料粉末；(2)利用微生物进行降解①将冶金生物反应器密封好各个管路，放入高压蒸汽灭菌锅中于121℃下灭菌30min；②配置9K培养基，所述9K培养基的组分(g/L)为：硫酸铵：1.5；氯化钾：0.6；磷酸氢二钾：0.1；硫酸镁：0.1；七水合硫酸亚铁：12.5；酵母粉：1；③采用121℃高压蒸汽对所述9K培养基灭菌20min；④取10g黄铁矿及30g硫，然后采用200℃干热灭菌2h；⑤将灭菌后的培养基、黄铁矿和硫加入到灭菌后的冶金生物反应器中，再接种微生物，最后再加入1％w/v步骤(1)获得的粉末进行培养；⑥接种微生物后，将冶金生物反应器的pH控制在1.1～6.0，温度控制在30～70℃，搅拌速度为90～180r/min、通气量为3～5L/min；⑦将所述微生物在冶金生物反应器内反应10天，获得微生物浸出液；(3)分离提纯贵金属离子①将步骤(2)得到的微生物浸出液用电控离子交换膜对锂离子进行分离，以25mv/s的扫描速度在0.1V～0.9V之间循环25次，将锂离子置入所述膜中，将所述膜在氧化电位0.5V条件下再生，得到高纯度的锂离子再生液；②将步骤(2)得到的微生物浸出液用电控离子交换膜对活性材料进行分离，在150mA的恒定电流的条件下进行电解，得到高浓度的活性材料溶液；所述高浓度活性材料溶液能直接用于制取和回收贵金属；③分离和提纯结束后用滤纸对所述锂离子再生液和所述活性材料溶液进行过滤，对过滤后的滤液用原子吸收光谱测定锂离子和活性材料的浓度；其中，步骤(2)利用的微生物为嗜酸性化能自养菌和真菌；所述嗜酸性化能自养菌包含嗜酸性氧化亚铁硫杆菌、嗜酸硫化杆菌或钩端螺旋菌；步骤(3)所述的电控离子交换膜为铁氰化镍膜、Nafion 117阳离子交换膜、镍离子专一性分离膜以及锰离子专一性分离膜。