金属回收方法技术

本发明专利技术涉及一种用于从水溶液或例如矿石和废料的固体原料中回收金属的方法。具体地说，本发明专利技术涉及一种使用微生物回收目标金属的方法。

METHODS OF METAL RECOVERY

The present invention relates to a method for recovering metals from aqueous solutions or solid raw materials such as ores and wastes. Specifically, the present invention relates to a method for recovering target metals using microorganisms.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属回收方法
本专利技术涉及一种用于从水溶液或例如矿石和废料的固体原料中回收金属的方法。具体地说，在所述方法期间利用生物冶金技术。
技术介绍
全世界有大量含有痕量金属的材料，包括水溶液和固体材料。然而，由于相对于非金属基质，金属组分相对稀少，因此以有效、环境上安全的方式回收这些金属极具挑战性。举例来说，从水性液体废料流中去除毒性金属离子为广泛范围的工业的重大难题。类似地，随着用于开采和精炼原生金属的矿石等级降低，人们越来越关注从例如低级开采矿石、冶炼厂尾矿和电子废料的来源中获得金属。然而，从这些原料中回收金属常常在经济上让人望而却步。影响任何回收方法的可行性的因素包括原料的金属浓度(和因此用于处理所需的原料的量)；耐火材料的存在；和所产生废液的体积。因此，替代溶液有了一席之地，其旨在减轻这些问题中的至少一些，从而提高从低级或顽固原料中回收金属的经济性。用于精炼金属的传统技术包括火法冶金和湿法冶金。在火法冶金中，在高温下(通常在合适的还原剂和/或催化剂存在下)熔炼原料。这需要大量的能量输入(和相关排放)，并且因此原料中需要有实际最小金属浓度。在湿法冶金中，原料用浸滤剂溶液处理，所述浸滤剂溶液将所需金属(特定地或以其它方式)浸出成离子或络合可溶形式。需要后续步骤以从溶液中回收目标金属(例如，电解沉淀)。视浸出的温度和压力要求而定，这种方法与火法冶金相比可处理更低级原料。需要考虑可能使用腐蚀性(例如酸性)或毒性(例如氰化物)溶液；原料处理过程中任何溶液组分的消耗；和适当处理废液。火法冶金和湿法冶金技术不相互排斥，并且可在多个步骤中依序使用以精炼特定金属。从含有金的矿石中回收金为具有多种问题的湿法冶金方法的典型实例。带有金的矿石中的金的量已经下降超过一百年，由于更容易回收，通过大规模开采已耗尽了金含量较高的资源。因此，湿法冶金技术已用于从大体积的岩石中回收痕量金。已成功地采用氰化物类浸滤剂多年，但有着毒性问题和处理某些矿石类型的难题。废弃电子设备，例如来自计算机、手机、笔记本计算机和LCD显示器的印刷电路板也含有可观量的贵金属(包括金)。虽然已对使用火法冶金和湿法冶金方法从电子废料中回收金做出大量努力，但尚未取得可持续的成功。生物冶金为最新的方法，其使用微生物以在环境条件下从原料中暴露、浸出、结合和/或回收金属(Zhuang等人,《生物技术新见(CurrentOpinioninBiotechnology)》33，第327-335页(2015))。使用微生物可以进一步降低原料所需的最低等级，或者更好地实现对火法冶金和/或湿法冶金工艺耐火的原料的经济加工。然而，常见的权衡是反应时间：生物冶金通常需要数周到数年才能从原料中回收金属(例如使用硫还原细菌对耐火的铜矿石进行生物氧化)。本专利技术的目的为提供一种使用生物冶金技术回收金属的方法，其补充或替代传统的火法冶金和湿法冶金方法。希望这将导致从目前被忽视的低级或废弃金属流中获取价值，或者至少为公众提供这方面的有用选择。
技术实现思路
本专利技术响应于所属领域的需要。本专利技术提供用于从含有金属离子的水溶液或含有金属的固体原料中回收金属的方法。在第一方面，本专利技术提供一种从含有目标金属的水性富液中回收目标金属的方法，所述方法包含：(a)生物吸附步骤，其包含使微生物与所述水性富液接触以使得至少一部分所述目标金属生物吸附到所述微生物上，其中所述微生物满载金属，并且所述水性富液变成贫液；(b)分离步骤，其包含将所述金属满载微生物与所述贫液基本上分离；和(c)回收步骤，其包含从所述金属满载微生物中回收所述目标金属。优选地，水性富液含有超过1000ppm、或超过500ppm、或超过200ppm、或超过100ppm、或超过50ppm、或超过20ppm、或超过10ppm、或超过5ppm、或超过1ppm的目标金属。优选地，水性富液含有介于约0.1ppm到1500ppm之间、或介于约0.1ppm到1000ppm之间、或介于约0.1ppm到500ppm之间、或介于约0.1ppm到200ppm之间、或介于约0.1ppm到100ppm之间、或介于约0.1ppm到50ppm之间、或介于约0.1ppm到20ppm之间的目标金属。优选地，水性富液含有介于约0.5ppm到1500ppm之间、或介于约0.5ppm到1000ppm之间、或介于约0.5ppm到500ppm之间、或介于约0.5ppm到200ppm之间、或介于约0.5ppm到100ppm之间、或介于约0.5ppm到50ppm之间、或介于约0.5ppm到20ppm之间的目标金属。优选地，水性富液含有介于约1ppm到1500ppm之间、或介于约1ppm到1000ppm之间、或介于约1ppm到500ppm之间、或介于约1ppm到200ppm之间、或介于约1ppm到100ppm之间、或介于约1ppm到50ppm之间、或介于约1ppm到20ppm之间的目标金属。优选地，贫液含有少于0.1ppm、或少于1ppm、或少于2ppm、或少于5ppm、或少于10ppm、或少于20ppm、或少于50ppm、或少于100ppm的目标金属。优选地，贫液含有介于约0.001与100ppm之间、或介于约0.001与50ppm之间、或介于约0.001与50ppm之间、或介于约0.01与50ppm之间的目标金属。优选地，水性富液含有比贫液多至少10倍的目标金属。优选地，水性富液含有比贫液多至少20倍、或至少40倍、或至少45倍、或至少50倍的目标金属。优选地，金属满载微生物包括大于100ppm、或大于200ppm、或大于500ppm、或大于1000ppm、或大于30,00ppm的目标金属。优选地，水性富液到微生物的目标金属的浓度系数大于5、或大于10、或大于20、或大于50、或大于100、或大于900。优选地，在生物吸附步骤中，微生物与水性富液接触介于约0.5与48小时之间。优选地，介于约0.5与24小时之间，或介于约0.5与12小时之间，或介于约0.5与4小时之间，或介于约1与3小时之间。在特定实施例中，目标金属为金。优选地，生物吸附步骤在例如介于约15与30℃之间的环境温度下进行。优选地，微生物为藻或细菌。优选地，微生物为革兰氏阴性(Gram-negative)或革兰氏阳性(Gram-positive)细菌。优选地，微生物属于假单胞菌属(Pseudomonas)、埃希氏杆菌属(Escherichia)、芽孢杆菌属(Bacillus)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、织线藻属(Plectonema)、贪铜菌属(Cupriavidus)、梭菌属(Clostridium)或代尔夫特菌属(Delftia)。优选地，微生物选自发现呈生理相关量的目标金属的环境。优选地，其中目标金属为金，微生物选自耐金属贪铜菌(Cupriavidusmetalliduran)、食酸戴尔福特菌(Delftiaacidovoran)、绿脓杆菌(Pseudomonasaeruginosa)、恋臭假单孢菌(P.putida)、脱硫弧菌(Desulfovibriodesulfurican)、枯草杆菌(Bacillussubtilis)或鲍氏织线藻(Plectonemaboryanum)。优选地，其中目标金属为金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从含有目标金属的水性富液中回收所述目标金属的方法，所述方法包含：(a)生物吸附步骤，其包含使微生物与所述水性富液接触以使得至少一部分所述目标金属生物吸附到所述微生物上，其中所述微生物满载金属，并且所述水性富液变成贫液；(b)分离步骤，其包含将所述金属满载微生物与所述贫液基本上分离；和(c)回收步骤，其包含从所述金属满载微生物中回收所述目标金属。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.31 NZ 7257851.一种从含有目标金属的水性富液中回收所述目标金属的方法，所述方法包含：(a)生物吸附步骤，其包含使微生物与所述水性富液接触以使得至少一部分所述目标金属生物吸附到所述微生物上，其中所述微生物满载金属，并且所述水性富液变成贫液；(b)分离步骤，其包含将所述金属满载微生物与所述贫液基本上分离；和(c)回收步骤，其包含从所述金属满载微生物中回收所述目标金属。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述水性富液含有超过10ppm的所述目标金属。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述水性贫液含有少于1ppm的所述目标金属。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述水性富液到所述微生物的所述目标金属的浓度系数大于5。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述生物吸附步骤中，所述微生物与所述水性富液接触介于约0.5与48小时之间。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述目标金属为金。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述微生物为革兰氏阴性或革兰氏阳性细菌。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述微生物选自发现呈生理相关量的所述目标金属的环境。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述分离步骤包括以下中的至少一个：将所述金属满载微生物与所述水性贫液重力分离并且去除所述贫液，离心并且去除所述贫液；从所述贫液中过滤所述金属满载微生物。10.根据权利要求9所述的方法，其中去除至少60％的所述水性贫液。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述回收步骤包括使所述金属满载微生物与触发所述微生物基本上解吸附所述目标金属的条件接触。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述条件为含有触发所述目标金属的解吸附的化合物的溶液，其中所述化合物选自半胱氨酸或硫代硫酸盐或硫脲中的任何一种或多种。13.根据权利要求11所述的方法，其中所述触发所述目标金属的解吸附的条件为pH小于5。14.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述回收步骤包括燃烧或化学溶解所述金属满载微生物以解吸附所述目标金属。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述富液包括至少一种其它金属，在所述生物吸附步骤中比起所述其它金属，所述微生物优先生物吸附所述目标金属，并且所述其它金属在所述分离步骤中保留在所述贫液中。16.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·巴克，O·克鲁斯，
申请(专利权)人：新技术管理创新公司，
类型：发明
国别省市：新西兰,NZ