[发明专利]一种含砷废渣生物沥浸-生物合成耦合纳米硫化砷的方法

摘要

本发明涉及一种以含砷废渣生物沥浸液为原料生物合成纳米硫化砷的方法，属于固体废物资源化处理领域。将含砷废渣105℃下烘干后进行破碎、研磨。按2％‑8％固液比加入到以硫磺和黄铁矿为混合能源底物，以铁氧化菌和硫氧化菌的生物沥浸体系，沥浸8‑12天，收集并纯化沥浸液。将硫酸盐还原菌接种到含有硫酸盐还原菌培养基和沥浸液的体系中培养7‑10天，收集底部沉淀，离心干燥得到产物。此方法将生物沥浸技术和生物合成技术相结合，实现了对含砷残渣砷的回收和资源化利用，在制备材料时不需要引进表面活性剂，整个过程具有低能耗、低成本、安全性高、条件温和、工艺简单、环保等优点。

主权项

1.一种以含砷废渣生物沥浸液为原料生物合成纳米硫化砷的方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一、生物沥浸液的制备(1)将含砷废渣105℃下烘干后进行破碎、研磨，得到粒径为25‑150μm含砷废渣粉体材料；(2)配制无机盐基础培养基，其溶质为：(NH₄)₂SO₄1.0‑2.0g/L；MgSO₄0.1‑0.5g/L；CaCl₂0.1‑0.25g/L；KH₂PO₄0.2‑1.0g/L；FeSO₄0.1‑0.5g/L；硫粉和黄铁矿各16‑25g/L；溶剂为去离子水；(3)菌株的接种和培养；在步骤一(2)培养基中接种铁氧化菌和硫氧化菌；接种浓度为4％‑10％(v/v)；在20‑40℃100‑150rpm的条件下培养菌液；(4)含砷生物沥浸液的制备；当步骤一(3)的菌液pH达到0.5‑1.5或者ORP值达到350‑600mV时，向其中加入步骤一(1)中的含砷粉体材料2‑8％，继续培养完成生物沥浸；收集沥浸液并通过离心抽滤等方法去除沥浸液中的能源底物、菌体、固体残渣，备用；步骤二、纳米硫化砷的生物合成(1)硫酸盐还原菌培养基的配制；溶质为：0.1‑0.8g/L乳酸，0.5‑1.5g/L NH₄Cl，0.2‑0.8gl/L MgSO₄，0.1‑0.5g/L CaCl₂，0.5‑1.0g/L KH₂PO₄，0.5‑1.0g/L酵母粉，10‑28g/L Na₂SO₄。随后利用6mol/LNaOH将培养基的pH值调节至6‑8，生长温度为20‑40℃；(2)As³⁺‑EDTA溶液的配制；测定步骤一(4)中沥浸液中砷的含量，通过浓缩使沥浸液中砷的含量为0.05‑0.1mol/L；同时加入乙二胺四乙酸四纳(EDTA)，使其浓度也为0.05‑0.1mol/L；(3)将步骤二(1)中的培养基分装培养200‑250mL，加入20‑40mLAs³⁺‑EDTA溶液，随后接入硫酸盐还原菌菌液，最后以液体石蜡或者橡胶塞封口，并置于25‑40℃培养箱内培养7‑12天；将培养后的工作培养基置于离心机中，离心获得沉淀产物，并用无水乙醇和去离子水分别洗涤所得产物3‑5次；将洗涤后的产物至于烘箱中烘干，得到最终产物。