[发明专利]一种微电场耦合微生物处理废钯炭催化剂中杂质金属的方法

说明书

本发明公开了一种微电场耦合微生物处理废钯炭催化剂中杂质金属的方法。其包括以下步骤：（1）将废钯炭催化剂粉末加入到经过驯化后的嗜酸性硫杆菌（A.f+A.t混合菌）培养液，按比例混合培养；（2）在步骤（1）的培养体系中施加外源微电场，继续培养；（3）将步骤（2）得到的混合物过滤，分别得到滤液与滤渣。采用本发明的方法能够高效温和脱除废钯炭催化剂中的杂质金属，进而避免后续富集钯过程中的杂质干扰；本发明采用直流微电场和微生物耦合去除钯炭催化剂的杂质金属，替代了传统高温焙烧和强酸处理过程导致的高能耗、强腐蚀性和潜在尾气污染风险；本发明提供的工艺生产用水可以循环使用，达到了废液零排放的目的。

技术领域

本发明属于电化学与生物冶金交叉技术领域，具体地说，涉及一种微电场耦合微生物处理废钯炭催化剂中杂质金属的方法。

背景技术

铂族金属是战略性矿产资源，其被广泛应用于汽车尾气催化剂、化工催化剂、首饰和电气电子等行业。作为世界上铂族金属消耗量最大的国家，单纯通过矿产资源的开发已不能满足我国工业的生产和发展，必须加大含铂族金属二次矿产的回收利用。

通常，废钯炭催化剂含1%~2%的钯含量，是钯粉提取重要的原材料。关于废钯炭催化剂回收工作，张保明提到，采用洗涤预处理和高温焙烧的方法去除废钯炭催化剂中的大部分有机物及载体炭（含钯废活性炭催化剂中金属钯的回收，中国资源综合利用, 2019,37(2) :27-29）。赵培提到利用稀盐酸对废钯炭催化剂进行洗涤脱除杂质金属（废钯炭催化剂的一种回收利用方法，资源节约与环保， 2016年第10期192-192页）。此外，研究也表明从废钯炭催化剂中分离回收钯的常见方法有焚烧法和浸出法，包括氧化焙烧法、盐酸浸出法、氨络合分离法、王水溶解法、烧碱浸出法和吸附法。上述方法对含载体钯催化剂中钯的回收方面成效显著，然而也都含有各自缺陷。例如高温处理过程中会增加能耗；有机物在高温过程中分解，产生潜在的二噁英风险；强酸、强碱处理过程易腐蚀设备，且会产生二次污染等等。因此，开发环境友好、绿色环保的废钯炭催化剂分离提取钯技术工艺具有紧迫性和必要性。

发明内容

本发明公开了一种温和高效的方法实现从废钯炭催化剂中回收杂质金属，提升废钯炭催化剂中钯浓度，其目的在于克服现有技术处置这些废钯炭催化剂采用高温焙烧和酸处理的不足。本发明采用基于废钯炭催化剂粉末驯化后的嗜酸性硫杆菌混合菌（即嗜酸氧化亚铁硫杆菌( Acidithiobacillus ferrooxidans)，以下简称 A. f，与嗜酸氧化硫硫杆菌( Acidithiobacillus thiooxidans），以下简称 A. t)与直流微电场耦合作用，达到高效脱除废钯炭催化剂中杂质金属（ Cu、Ni、Pb、Cd、Al），进而避免后续富集钯过程中的杂质干扰的目的。不仅整个回收过程环保绿色无污染，其过滤后的滤液还可以继续循环利用，而且回收率高，使资源得到充分利用。

本发明的技术方案具体介绍如下。

一种微电场耦合微生物处理废钯炭催化剂中杂质金属的方法，包括以下步骤：

（1）将经过驯化后的 A. f +  A. t混合菌培养液与废钯炭催化剂粉末按一定比例混合培养，混合菌培养液的氧化还原电位在500-650 mV之间；

（2）在步骤（1）的培养体系中施加外源微电场，继续培养一段时间；

（3）将步骤（2）得到的混合物过滤，分别得到滤液与滤渣，得到的滤渣成分含有活性炭与钯，不包含杂质金属，杂质金属包括Cu、Ni、Pb、Cd和Al。