[发明专利]一种利用废锌锰电池和生物质制备磁性吸附剂的方法

说明书

本发明公开的一种利用废锌锰电池和生物质制备磁性吸附剂的方法，其特征在于，先将废旧锌锰电池的电极材料进行预处理并制备生物浸提液，然后进行间接生物浸提，最后进行水热炭化、合成，得到磁性吸附剂。利用硫氧化菌和亚铁氧化菌滤液浸提废旧锌锰电池中的锰锌金属，原料易得，简单高效且绿色环保；将废旧锌锰电池和生物质转化为具备磁性吸附性能的生物活性炭，能实现废电池和废生物质的高附加值资源化利用。

技术领域

本发明属于吸附剂制备技术领域，涉及一种利用废锌锰电池和生物质制备磁性吸附剂的方法。

背景技术

废锌锰电池中约含12-28％的锌和26-45％的锰，据中国电池企业协会统计，2013年仅我国消费的锌锰电池高达318亿只，在这些电池中锌锰元素主要以ZnMn₂O₄、Mn₂O₃、Mn₃O₄和MnO₂等物质混合存在电极材料中，比较难分离。而传统的湿法冶金回收锌锰，如电积、萃取、序批沉淀等方法，则需要更高的工艺条件和成本。

近几年来，国内外学者利用强酸浸提废旧锌锰电池中的锌锰离子，继而将淋沥液作为前驱体成功制备出附加值较高的锰锌铁氧体软磁材料。然而，这种以高浓度强酸为主要工作介质的湿法浸提工艺对设备材料和安全的要求很高。在软磁材料湿法制备方法中，化学共沉淀法简单易行，但成品的粉体团聚较难克服；溶胶-凝胶、自蔓延高温合成的产品颗粒均匀、粒径小、比表面积大、活性较强，但制作成本及工艺要求较高。此外，现有的软磁材料未作为吸附剂应用于污水处理中。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用废锌锰电池和生物质制备磁性吸附剂的方法，能够得到吸附性能和分离效果优良的吸附剂。

本发明所采用的技术方案是，一种利用废锌锰电池和生物质制备磁性吸附剂的方法，先将废旧锌锰电池的电极材料进行预处理并制备生物浸提液，然后进行间接生物浸提，最后进行水热炭化、合成，得到磁性吸附剂。

一种利用废锌锰电池和生物质制备磁性吸附剂的方法，具体包含以下步骤：

步骤1、取废旧锌锰电池的电极材料，将其研磨后过筛网，得到电极粉末；

步骤2、以硫粉和硫酸亚铁为混合能量底物，将氧化硫硫杆菌菌液、氧化亚铁钩端螺旋菌菌液及氧化亚铁硫杆菌菌液混合，形成混合淋滤菌株，用混合能量底物和营养盐定期对混合淋滤菌株在摇床中进行恒温接种培育，并依次经离心、过滤去除菌株后，得到生物浸提液；

步骤3、先用经步骤2得到的生物浸提液对步骤1得到的电极粉末进行浸提，得到浸提溶液，测定浸提溶液中的Zn离子、Mn离子及Fe离子的浓度，向浸提溶液中补加硫酸锌、硫酸锰或硫酸铁，得到Mn_1-xZn_xFe₂O₄磁性材料准备液；

步骤4、向经步骤3得到Mn_1-xZn_xFe₂O₄磁性材料准备液中加入生物质得到混合液A，将混合液逐渐升温至30℃～60℃，加热过程中滴加NaOH溶液，使混合液A的pH值达到10～13，之后将混合液A的温度升至60℃～90℃，搅拌使混合液A呈稠糊状，再将混合液A转移至高压反应罐内反应后得到混合液B，将混合液B依次进行洗涤、离心、烘干及研磨处理，得到生物质磁性吸附剂。

本发明的特点还在于：

步骤1中，电极粉末的粒径小于125μm。