一种用细菌吸附并还原水溶液中低浓度金离子的方法技术

涉及一种微量贵金属的回收方法。首先将Ａｕ↑［３＋］水溶液和Ｄ０１菌（巨大芽孢杆菌）悬液按金离子浓度与菌体浓度之比为（１．４３∶１００）～（１４０∶１００）的比例配制成Ａｕ↑［３＋］－Ｄ０１菌体作用液，ｐＨ值为２．０～７．０，于１℃～７０℃恒温下，振荡作用５分钟～２．５小时，然后用孔径为０．２２μｍ的滤膜过滤，菌渣经高温灼烧得回收的Ａｕ↑［０］。本发明专利技术提供的方法步骤简便，成本低，且Ａｕ↑［３＋］的吸附率可高达９９．７％。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微量贵金属的回收方法。从溶液中回收贵金属金的方法，常见的有活性碳吸附、离子交换、化学沉淀、电解和溶剂萃取等。但当溶液中金属离子的浓度低于每升几毫克时，采用上述方法效率低、成本高、经济效益差。近年来，利用微生物吸附、还原方法从低浓度金离子水溶液中回收金已取得进展。Bnjamin Greene等(Enveron SciTechnol，1986，20627)报道，海藻能迅速地吸附Au3+或Au+，然后缓慢地还原成Au0；Gree，A.R.等(Sci Technol Letters，Kew Sarey U K，1988，437)也报道了枯草杆菌、黑曲霉能从模拟废液中高效地吸附和解吸金；Pethkar，A.V.等(Journalof Biotechnology，1998，63(2)121)报道了用芽枝状枝孢霉(Cladosporiumcladosporioides)从溶液中吸附金的方法。以霉菌的菌丝体与甲壳质混合制成吸附剂，每克吸附剂可吸附100mg金，在pH值为1～5条件下，对金的最大吸附率为80％。Bricerly，J.A.(微生物学通报，1995，22(3)193)报道，用经处理的枯草杆菌制成颗粒状金属去除剂(MRA)装柱，吸附金溶液，每克MRA可固定390mg金。英国专利GB 2068927，2068928(1981)公开了一种用芽枝霉属(Cladosporium)及黑色头孢霉(Black Fungi)等真菌从工业废水中回收低浓度金的方法，金回收率为98％。本专利技术的目的是提供一种利用细菌从低浓度金离子水溶液中吸附回收Au3+并将其还原成Au0的方法。本专利技术所采用的细菌为自行分离筛选的菌株D01，经鉴定为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)，该菌已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，登记入册的编号为CGMCCNO.0404，株号D01。本专利技术所提供的从低含量Au3+水溶液中，用细菌吸附并还原金离子的方法，按照如下操作程序进行首先将Au3+水溶液和D01菌悬液按Au3+浓度与菌体浓度之比为(1.43∶100)～(140∶100)，最好为(30.5∶100)～(80∶100)的比例配制成Au3+-菌体作用液，于1℃～70℃，最好是25℃～35℃的恒定温度下，调pH值为2.0～7.0，最好是3.0～3.5，振荡5分钟～2.5小时，最好是0.5小时，其振荡频率为130次/分钟，以促进菌体和Au3+相互作用。然后用孔径为0.22μm的滤膜过滤Au3+-菌体作用液，获得吸附Au0的D01菌渣和过滤清液。菌渣在空气中经高温灼烧等方法，即得回收的Au0。用透射电子显微镜观察表明，D01吸附Au3+之后，在细胞壁和作用液中存在金微粒，而且这现象在很短时间内即产生。X光衍射及X光电子能谱检测亦证明D01能将Au3+还原为Au0。本专利技术提供的方法步骤简便，成本低，且Au3+的吸附率可高达99.7％。下面通过实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1将5.0mL含Au3+浓度为300mg/L的水溶液，装入三角烧瓶中，将溶液pH值调为3.0；而后加入5.0mLD01菌体浓度为700mg干重/L，pH值为3.0的D01菌悬液，即获得pH值为3.0的Au3+-D01菌体作用液，Au3+起始浓度为150mg/L；D01菌体浓度为350mg干重/L。将装作用液的烧瓶置于30℃恒温操作装置中，通过振荡促进细菌和Au3+相互作用，其振荡频率为130次/分钟，作用30分钟。然后用0.22μm孔径的滤膜过滤，测得清液中浓度，根据生物吸附率＝(Ci-Cf)/Ci×100％，生物吸附量(mg/g干重菌体)＝(Ci-Cf)V/1000m，(式中Ci和Cf分别为Au3+的起始浓度和最终浓度(mg/L)，V为作用液的总体积(mL)，m为全部菌体的质量(g)。)计算获得D01对Au0的吸附量为425.8mg Au0/g菌体；对Au3+的吸附率为72.1％。将菌渣经高温灼烧后得回收的Au0。实施例2～8按照实施例1的方法，菌体浓度为254mg/L，在作用时间为2小时，温度为30℃的条件下，改变pH值，测定其对Au0吸附量及Au3+吸附率的影响，结果如下实施例2 3 4 5 6 7pH值 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0Au0吸附量(mg/g) 397.6 425.8 371.1 367.1 324.4 266.5Au3+吸附率(％) 67.372.162.862.254.945.1实施例8～12按照实施例1的方法，改变作用温度，检测温度对Au0吸附量及Au3+吸附率的影响。结果如下实施例8 9 10 11 12作用温度(℃) 5 20 30 50 65Au0吸附量(mg/g) 313.0 313.1 324.4 330.3 330.3Au3+吸附率(％) 73.773.776.377.777.7实施例13～17按照实施例1的方法，在30℃，pH 3.0的条件下，在5.0mL含起始浓度为300mg/L的水溶液中，分别加入5.0mL不同浓度的D01菌悬液，测定D01菌体添加量对Au0吸附量及Au3+吸附率的影响。结果如下实施例 13 14 15 16 17D01菌体浓度(mg干重/L) 82.0164 246 328 410Au0吸附量(mg/g) 826.0 485.0 359.0 302.0 243.0Au3+的吸附率(％) 67.679.688.499.199.7实施例18～23按照实施例1的方法，改变Au3+和D01菌体相互作用的时间，检测作用时间对Au0吸附量及Au3+吸附率的影响，结果如下实施例18 19 20 21 22 23作用时间(min) 510 15 30 45 60Au0吸附量(mg/g) 300.0308.6310.6315.0315.9315.9Au3+吸附率(％) 70.0 72.0 72.3 73.7 74.3 74.3实施例24～29按照实施例1的方法，菌体浓度为350mg/L，改变起始浓度，测定浓度对Au0吸附量及Au3+吸附率的影响，结果如下实施例 24 25 26 27 28 29作用液Au3+浓度(mg/L) 5 25 100 200 300 500Au0吸附量(mg/g) 14.2 70.0 228.9 373.1 416.6 431.3Au3+吸附率(％) 99.1 98.0 80.565.348.630.权利要求1.，所说的细菌为巨大芽孢杆菌，株号D01，其特征在于首先按金离子浓度与菌体浓度之比为(1.43∶100)～(140∶100)的比例配制Au3+-D01菌体作用液，pH值为2.0～7.0，于1℃～70℃的恒温中，经振荡5分钟～2.5小时，然后用孔径为0.22μm的滤膜过滤，菌渣经高温灼烧后得回收的Au0。2.如权利要求1所述的，其特征在于金离子浓度与菌体浓度之比为(30.5∶100)～(80∶100)。3.如权利要求1所述的，其特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用细菌吸附并还原水溶液中低浓度金离子的方法，所说的细菌为巨大芽孢杆菌，株号Ｄ０１，其特征在于首先按金离子浓度与菌体浓度之比为（１．４３∶１００）～（１４０∶１００）的比例配制Ａｕ↑［３＋］－Ｄ０１菌体作用液，ｐＨ值为２．０～７．０，于１℃～７０℃的恒温中，经振荡５分钟～２．５小时，然后用孔径为０．２２μｍ的滤膜过滤，菌渣经高温灼烧后得回收的Ａｕ↑［０］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：傅锦坤，刘月英，姚炳新，翁绳周，于新生，古萍英，林种玉，傅金印，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：92[中国|厦门]