CN102324546A - 微生物冶金电池 - Google Patents

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陶虎春
高竹友
魏雪艳
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Abstract

本发明提供一种微生物冶金电池利用电絮凝法，处理含锌矿渣渗滤液并回收所生成锌盐的方法。该电池由三个极室组成并且相邻极室之间有分割物也有物质流通，通过生物浸滤和微生物燃料电池的两种原理作用，实现重金属从矿化态到单质态的一步式转变经预调pH后渗滤液进入电絮凝装置，利用絮凝沉淀原理去除渗滤液中的可溶解性锌盐并回收整个过程所生成的锌盐沉淀。本发明的电池具有处理效果好，残余浓度低，电能消耗少和废物回收无需外加电源，反应过程清洁无污染等优点。本发明适合应用于湿法冶金、采矿等行业的矿渣渗滤液处理。

Description

微生物冶金电池
技术领域
本发明涉及到一种电池，尤其是一种微生物冶金电池。
背景技术
微生物燃料电池（MFC）：微生物燃料电池除盐的依据：微生物消耗有机物过程中产生电子和H+，电子被传导至阴极与电子受体结合，氢离子穿过质子交换膜（PEM）补充阴极室阳离子缺失，整个闭合过程可以产电，又可以达到有机物去除的目的。微生物燃料电池已经实现了对铁、锰、铬、铜等重金属的离子或氧化酸根离子的还原。但究其根本，阴极还原的只是可溶状态的物质，对非可溶状态却无能为力。
微生物淋滤（MM）：微生物淋滤是近年才兴起的一种去除重金属污染物的微生物方法。其利用自然界中一些微生物的直接作用或其代谢产物的间接作用，产生氧化、还原、络合、吸附或溶解作用，将固相中某些不溶性成分（如重金属、硫及其他金属）分离浸提出来的一种技术，又称微生物湿法冶金(Bio-hydrometallurgy)。
发明内容
本发明的目的是，提供一种微生物冶金电池，利用该电池可使重金属物质从矿化态直接变成单质态。本发明内容如下：
    一种MFC和MM的组合装置，这里把它定义为Microbial Metallurgic Cell（MMC），微生物冶金电池。整个装置分为左边的阴极室、中间的滤浸室、右边的阳极室，三个反应室。其中阳极室与滤浸室通过PEM相通，滤浸室和阴极室通过U型虹吸管相连接。两极室采用可移动的石墨碳毡作为电极。
装置的启动分为两个方面：一、滤浸室的接种驯化，二、阳极室的接种驯化。过程一时间需求较长。装置运行阶段物质流程为：阳极液（如生活污水）中的有机物在阳极室内被微微生物氧化，过程产生的质子穿过PEM、石棉网进入滤浸室，产生的电子经钛丝导线传递到阴极室；滤浸室内污泥或矿石颗粒经微微生物滤浸作用释放出Cu2+等重金属离子，根据浓度扩散原理，离子进入滤浸室的虹吸室，经过U型虹吸管进入阴极；进入阴极的电子和金属离子在石墨碳毡上结合，被还原的金属吸附在碳粘上。
整个反应装置的三室中都设有排空孔，在滤浸室的左侧有虹吸室，连接处的石棉网防止悬浮的污泥或矿石颗粒进入阴极室。
本发明有以下优点：
1、 实现重金属从矿化态到单质态的一步式转变；
2、 无电能消耗，整个过程清洁无污染。
具体实施方式
本发明可按照下面具体方式实施：
      整个装置分为左边的阴极室、中间的滤浸室、右边的阳极室，三个反应室。其中阳极室与滤浸室通过PEM相通，滤浸室和阴极室通过U型虹吸管相连接。两极室采用可移动的石墨碳毡作为电极。
装置的启动分为两个方面：一、滤浸室的接种驯化，二、阳极室的接种驯化。过程一时间需求较长。装置运行阶段物质流程为：有机物在阳极室内被微微生物氧化，过程产生的质子穿过PEM、石棉网进入滤浸室，产生的电子经钛丝导线传递到阴极室；滤浸室内污泥或矿石颗粒经微微生物滤浸作用释放出Cu2+、Fe3+等重金属离子，根据浓度扩散原理，离子进入滤浸室的虹吸室，经过U型虹吸管进入阴极；进入阴极的电子和金属离子在石墨碳毡上结合，被还原的金属吸附在碳粘上。
整个反应装置的三室中都设有排空孔，在滤浸室的左侧有虹吸室，连接处的石棉网防止悬浮的污泥或矿石颗粒进入阴极室。 

Claims (3)

1.一种微生物冶金电池，其装置分为左边的阴极室、中间的滤浸室、右边的阳极室，三个反应室；其中阳极室与滤浸室通过质子交换膜（PEM）相通，滤浸室和阴极室通过U型虹吸管相连接；两极室采用可移动的石墨碳毡作为电极。
2.如权利要求1所述的电池，其特征在于：阳极液（如生活污水）中的有机物在阳极室内被微微生物氧化，过程产生的质子穿过PEM、石棉网进入滤浸室，产生的电子经钛丝导线传递到阴极室；滤浸室内污泥或矿石颗粒经微微生物滤浸作用释放出Cu2+、Fe3+等重金属离子，根据浓度扩散原理，离子进入滤浸室的虹吸室，经过U型虹吸管进入阴极；进入阴极的电子和金属离子在石墨碳毡上结合，被还原的金属吸附在碳粘上。
3.如权利要求1所述的电池，其特征在于：实现了重金属从矿化态到单质态的一步式转变，无电能消耗，整个过程清洁无污染。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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