工業(yè)固廢中有價成分的提取原理(編輯修改稿)
2025-06-14 00:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 要求寫出各工序的化學(xué)反應(yīng)式 二、固體廢物生物處理基本原理 —— 利用微生物的新陳代謝作用使固體廢物分解 、 礦化或氧化的過程 ， 稱為固體廢物的生物處理技術(shù) 。 生物處理可以將固體廢物通過各種工藝轉(zhuǎn)換成有用的物質(zhì)和能源 （ 如提取各種有價金屬 、 生產(chǎn)肥料 、 生產(chǎn)沼氣 、 生產(chǎn)葡萄糖 、 微生物蛋白質(zhì)等 ） 1 、 生物冶金技術(shù) （ 生物浸出 ） ? 利用微生物及其新陳代謝產(chǎn)物氧化 、 溶浸廢物中的有價成分 ， 使廢物中的有價組分得以利用的過程 ， 稱為生物浸出 。也稱為生物冶金 。 ? 目前 ， 微生物浸出主要用于回收礦業(yè)固體中的有價金屬 ，如銅 、 金 、 鈾 、 鈷 、 鎳 、 錳 、 鋅 、 銀 、 鉑 、 鈦等金屬 ， 尤其是銅 、 金等金屬 。 （ 1）微生物 ? 生物冶金工業(yè)用的微生物主要有 氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌、鐵氧化鉤端螺菌和嗜酸熱硫化菌 等 ? 其浸礦細(xì)菌種類及其主要生理特征： 細(xì)菌名稱 主要生理特征 最佳生存 pH值 氧化鐵硫桿菌 Fe2+→ Fe3+ , S2O32→ SO42 ~ 氧化鐵桿菌 Fe2+→ Fe3+ 氧化硫鐵桿菌 S→ SO42, Fe2+→ Fe3+ 氧化硫桿菌 S→ SO42, S2O32→ SO42 ~ 聚生硫桿菌 S→ SO42, H2S→ SO42 ~ （ 2）細(xì)菌的生化特征 ? 化能自養(yǎng)菌的生理特性 —— 分布于金屬硫化礦及煤礦的礦坑酸性水中 ， 嗜酸好氣 ， 酸性環(huán)境 （ pH＝ ～ ） ， 中溫 ，3L或 9K培養(yǎng)基 。 不需外加有機物作為能源 ， 以鐵 、 硫氧化時釋放出來的化學(xué)能作為能源 ， 以大氣中的 CO2作為碳源 ，并吸收 N、 P等無機物養(yǎng)分合成自身的細(xì)胞 。 ? 化能自養(yǎng)菌的代謝作用 —— 起著生物催化劑作用 ， 在酸性介質(zhì)中可迅速將 Fe2+氧化成 Fe3+， 其氧化速度比自然氧化速度高 112~120倍 ， 可將低價元素硫及低價硫化物氧化為硫酸根 ， 產(chǎn)生硫酸和酸性硫酸高鐵具有很好浸礦作用的化合物 ? 其他細(xì)菌 —— 將硫酸鹽還原為硫化物 ， 將還原為元素硫的還原菌 （ SRB） ， 也發(fā)現(xiàn)將氮氧化為硝酸根的氧化菌 。 (3) 浸出機理 ① 細(xì)菌的直接作用 ：附著于礦物表面的細(xì)菌能直接催化礦物而使礦物氧化分解 ， 并從中直接得到能源和其他礦物營養(yǎng)元素滿足自身生長需要 。 以氧化鐵桿菌為例 ， 其直接作用被認(rèn)為是氧化鐵硫桿菌能將廢物中的低價鐵及低價硫氧化物氧化為高價鐵和硫酸根以取得其活動所需的能源 ， 在此氧化過程中破壞了相關(guān)廢物的晶格 ， 使廢物中的銅及其他金屬組分呈硫酸鹽形態(tài)進入溶液中 。 其過程可以表示為： ? 2CuFeS2 + H2SO4 + 8O2=2CuSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O ? Cu2S + H2SO4 + 2 O2=2CuSO4 + H2O ② 間接作用 ? 依靠細(xì)菌的代謝產(chǎn)物 —— 硫酸鐵的氧化作用 ， 細(xì)菌間接從礦物中獲得生長所需的能源和基質(zhì) 。 如 ， 黃鐵礦在有氧和水存在的條件下將緩慢氧： (I) 2FeS2 + 7O2 +2H2O = 2FeSO4 +2H2SO4 ? 在氧和硫酸存在的條件下 ， 溶液中的浸礦細(xì)菌可起催化作用 ， 使溶液中的硫酸亞鐵氧化為硫酸高鐵： (Ⅱ ) 4FeSO4 +2H2SO4 +O2 = 2Fe2(SO4)3+2H2O ? 生成的硫酸高鐵和硫酸溶液可浸出許多金屬硫化礦 。 浸出金屬硫化礦時生成的元素可在細(xì)菌的催化下氧化為硫酸 ， 浸出過程被還原的硫酸亞鐵又可以被氧化成硫酸高鐵 ， 從而實現(xiàn)金屬硫化礦的連續(xù)不斷的浸出 。 其過程可以表示為： (Ⅲ )
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1