CN1166790C - 用细菌菌体从低浓度的钯离子废液中回收钯的方法 - Google Patents

Abstract

涉及一种微量贵金属的回收方法，采用的细菌为地衣芽胞杆菌，株号R08。首先将菌体浓度为0.4～2.0g/L的R08菌体细胞溶液与浓度为30～300mg/L的Pd²⁺水溶液混合，于5～60℃，pH2.0～3.5的条件下，按130次/min的振荡频率振荡3～90min，然后过滤Pd²⁺菌体作用液，将过滤后的吸附Pd²⁺的菌体于室温下放置6～48h，最后经550～800℃灼烧1.5～3h后得金属钯。方法简便，成本低，特别适合于从低浓度的Pd²⁺溶液中回收钯，Pd²⁺吸附率可高达99%。

Description

用细菌菌体从低浓度的钯离子废液中回收钯的方法

技术领域

本发明涉及一种微量贵金属的回收方法。

背景技术

钯等贵金属是国防，化工，石油精炼和电子等工业生产中不可缺少的重要原料。随着工业技术的发展，贵金属的应用愈来愈广泛。然而，钯等贵金属资源稀少且难得。因此，各国对贵金属的再生回收都很重视。目前从溶液中回收钯等贵金属的方法有活性碳吸附，离子交换，化学沉淀，电解和溶剂抽取等。这些方法的过程繁琐且易造成二次污染，特别是当溶液中贵金属离子含量较低时，用上述回收方法是不经济的。Brierly等人(Biohydrometa，Proc Int Symp，1988，477)曾用死的菌体制备成粒状的金属去除剂，从10mgPd²⁺/L溶液中回收钯。Lloyd等人(ApplEnviron Microbiol，1998，4607)报道，Desulfovibriodesulfuricanns静止细胞能够还原可溶的Pd²⁺成金属钯(Pd⁰)。据报道(Mreeoun et al J ApplMicrobiol，1998，84：63)，活的或者死的完整的微生物细胞及其代谢产物都可以高效地吸附可溶的和颗粒形式的金属，特别是从低溶度的金属离子中回收贵金属。许多研究表明，死的微生物细胞对金属离子的吸附具有速度快、选择性高、吸附容量大等特点(牛慧等，1993，33(6)：459)。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种利用细菌菌体从低浓度的钯离子废液中回收钯的方法。

本发明所用的微生物吸附剂是从金属矿区环境分离筛选出的吸附还原Pd²⁺能力较强的菌株R08，经鉴定为地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)该菌体已保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，登记入册的编号为0503，株号R08。

本发明用R08菌体吸附还原溶液中的Pd²⁺，其操作和分析测定方法如下：

首先将菌体细胞溶液与Pd²⁺水溶液混合，菌体浓度为0.4～2.0g/L最好是0.8～1.6g/L，Pd²⁺浓度为30～300mg/L.于5～60℃温度下，PH1.0～3.8最好是PH2.0～3.5的条件下，按振荡频率130次/min振荡3～90min，最好是30～60min，使细菌充分吸附Pd²⁺。然后用孔径为0.22μm的滤膜过滤Pd²⁺-菌体作用液，使吸附Pd²⁺的菌体与残留Pd²⁺的溶液分开。将过滤所获得的吸附Pd²⁺的菌体于室温下放置6～48h，最好是18～36h后，经550～800℃高温灼烧1.5h～3h，即可回收金属钯。滤液用WFX-IE2型原子吸收分光光度计测定其残留的Pd²⁺浓度，按下式计算菌体对Pd²⁺的吸附率和吸附量：

吸附率(％)＝(C_i-C_f)/C_i×100％

吸附量(mg/g干菌体)＝(C_i-C_f)/C_b

式中C_i和C_f分别为Pd²⁺的起始浓度和终浓度(mg/L)，C_b为菌体浓度(g/L)。

用透射电子显微镜(TEM)观察表明，R08菌体与Pd²⁺的溶液接触6h～48h之后，在细胞壁上存在Pd⁰颗粒。本发明提供的方法简便，成本低，特别适合于从低浓度Pd²⁺溶液中回收钯，Pb²⁺的吸附率可高达99％。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

将菌体浓度为1.2g/L的R08死菌体细胞溶液与起始浓度为200mg/L的Pd²⁺溶液混合，调节pH值为3.5，在30℃下，按130次/min的振荡频率振荡混合溶液45min，然后用孔径为0.22μm的过滤膜过滤Pd²⁺-菌体作用液，将吸附Pd²⁺的菌体于室温下放置24h，最后经600℃灼烧后回收金属钯。经测定分析，R08菌体对Pd²⁺的吸附量可达149.0mg/g菌体，吸附率为89.4％。

实施例2～9：

在Pd²⁺起始浓度为200mg/L、菌体浓度0.8g/L、pH3.0和25℃条件下进行不同时间的吸附，测定吸附时间对菌体吸附Pd²⁺的影响。其它操作同实施例1，结果如下：

       实施例         时间(min)          吸附量(mg/g)        吸附率(％)

         2               3                   139.4              58.1

         3               8                   147.4              61.4

         4               11                  152.2              63.4

         5               15                  156.3              65.1

         6               30                  164.1              68.4

         7               45                  177.1              70.8

         8               60                  175.2              70.1

         9               90                  176.5              70.6

实施例10～13

将PdCl₂溶液调至不同的PH值，在Pd²⁺起始浓度为100mg/L，菌浓度0.8g/L和25℃的条件下，吸附45min，测定菌体对Pd²⁺的吸附率和吸附量。其它同实施例1，将吸附Pb²⁺的菌体过滤，放置18小时后，经550℃灼烧3h，即可回收到金属钯。结果如下：

   实施例          pH值          吸附量(mg/g)          吸附率(％)

     10            1.0               58.8                  47.0

      11           2.0             87.9                 70.3

      12           3.0             107.3                85.8

      13           3.5             116.5                93.2

实施例14～19

改变吸附作用的温度，在Pd²⁺起始浓度200mg/L，菌浓度0.8g/L和pH3.5的条件下，吸附45min，测定温度对菌体吸附Pd²⁺的影响。其余同实施例1，最后菌体放置36h后，经800℃的灼烧1.5h，即可回收到金属钯。结果如下：

   实施例      温度(℃)       吸附量(mg/g)        吸附率(％)

     14           5            190.4                76.2

     15           20           196.0                78.4

     16           30           196.7                78.7

     17           40           197.6                79.0

     18           50           201.3                81.3

     19           60           202.2                81.3

实施例20～23

改变吸附作用的菌体浓度，在Pd²⁺起始浓度200mg/L、pH3.5和30℃的条件下，吸附45min，测定菌体浓度对菌体吸附Pd²⁺的影响。结果如下：

实施例    菌体浓度(g/L)   C_i∶C_b(mg/g)  吸附量(mg/g)     吸附率(％)

  20          0.4             500             224.8          45.0

  21          0.8             250             175.2          70.1

  22          1.6             125             115.5          92.4

  23          2.0             100             94.4           94.4

   C_i∶C_b：Pd²⁺起始浓度与菌体浓度之比。

实施例24～33

改变吸附作用的Pd²⁺起始浓度，在菌体浓度0.8g/L、pH3.5和30℃的条件下，吸附45min，测定Pd²⁺起始浓度对菌体吸附Pd²⁺的影响。结果如下：

  实施例    Pd²⁺浓度(mg/L)    吸附量(mg/g)         吸附率(％)

    24          30                 37.1               99.0

    25          60                 74.1               98.7

    26          90                 107.2              95.3

    27         120                 128.4              85.6

    28         150                 149.8              79.9

    29            180             165.4                73.5

    30            210             84.8                 70.4

    31            240             192.2                64.1

    32            270             198.8                59.3

    33            300             202.9                55.1

实施例34-38

将废钯催化剂处理液的Pd²⁺起始浓度调至200mg/L左右，在菌体浓度2～10g/L和30℃条件下吸附60min，结果如下：

  实施例             菌体浓度(g/L)             吸附率(％)

    34                    2                       11.7

    35                    4                       36.9

    36                    6                       56.1

    37                    8                       68.3

    38                    10                      78.4

Pd²⁺起始浓度：206mg/L

Claims (8)

1.用细菌菌体从低浓度的钯离子废液中回收钯的方法，其特征在于所说的细菌为地衣芽孢杆菌，株号R08，回收方法如下：首先将菌体浓度为0.4～2.0g/L的菌体细胞溶液与浓度为30～300mg/L的Pd²⁺水溶液混合，于5～60℃，pH值2.0～3.5的条件下，按130次/min的振荡频率振荡3～90min，然后过滤Pd²⁺菌体作用液，将过滤后的吸附Pd²⁺的菌体于室温下放置6～48h，最后经550～800℃灼烧1.5～3h后得金属钯。

2.如权利要求1所述的用细菌菌体从低浓度的钯离子废液中回收钯的方法，其特征在于菌体浓度为0.8～1.6g/L。

3.如权利要求1所述的用细菌菌体从低浓度的钯离子废液中回收钯的方法，其特征在于吸附作用温度为20～50℃

4.如权利要求1所述的用细菌菌体从低浓度的钯离子废液中回收钯的方法，其特征在于吸附作用PH值为2.0～3.5。

5.如权利要求1所述的用细菌菌体从低浓度的钯离子废液中回收钯的方法，其特征在于吸附作用振荡时间为30～60min。

6.如权利要求1所述的用细菌菌体从低浓度的钯离子废液中回收钯的方法，其特征在于吸附作用后的菌体于室温下放置18～36h。

7.如权利要求1所述的用细菌菌体从低浓度的钯离子废液中回收钯的方法，其特征在于用孔径为0.22μm的滤膜过滤Pd²⁺菌体作用液。

8.如权利要求1所述的用细菌菌体从低浓度的钯离子废液中回收钯的方法，其特征在于采用的R08菌体为干的死菌体细胞。