專利名稱：微生物冶金電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種電池，尤其是一種微生物冶金電池。
背景技術(shù)：
微生物燃料電池(MFC):微生物燃料電池除鹽的依據(jù)微生物消耗有機物過程中產(chǎn)生電子和H+，電子被傳導(dǎo)至陰極與電子受體結(jié)合，氫離子穿過質(zhì)子交換膜(PEM)補充陰極室陽離子缺失，整個閉合過程可以產(chǎn)電，又可以達到有機物去除的目的。微生物燃料電池已經(jīng)實現(xiàn)了對鐵、錳、鉻、銅等重金屬的離子或氧化酸根離子的還原。但究其根本，陰極還原的只是可溶狀態(tài)的物質(zhì)，對非可溶狀態(tài)卻無能為力。微生物淋濾(MM)微生物淋濾是近年才興起的一種去除重金屬污染物的微生物方法。其利用自然界中一些微生物的直接作用或其代謝產(chǎn)物的間接作用，產(chǎn)生氧化、還原、絡(luò)合、吸附或溶解作用，將固相中某些不溶性成分(如重金屬、硫及其他金屬)分離浸提出來的一種技術(shù)，又稱微生物濕法冶金(Bio-hydrometallurgy)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種微生物冶金電池，利用該電池可使重金屬物質(zhì)從礦化態(tài)直接變成單質(zhì)態(tài)。本發(fā)明內(nèi)容如下
一種MFC和MM的組合裝置，這里把它定義為Microbial Metallurgic Cell(MMC), 微生物冶金電池。整個裝置分為左邊的陰極室、中間的濾浸室、右邊的陽極室，三個反應(yīng)室。 其中陽極室與濾浸室通過PEM相通，濾浸室和陰極室通過U型虹吸管相連接。兩極室采用可移動的石墨碳氈作為電極。裝置的啟動分為兩個方面一、濾浸室的接種馴化，二、陽極室的接種馴化。過程一時間需求較長。裝置運行階段物質(zhì)流程為陽極液(如生活污水)中的有機物在陽極室內(nèi)被微微生物氧化，過程產(chǎn)生的質(zhì)子穿過PEM、石棉網(wǎng)進入濾浸室，產(chǎn)生的電子經(jīng)鈦絲導(dǎo)線傳遞到陰極室；濾浸室內(nèi)污泥或礦石顆粒經(jīng)微微生物濾浸作用釋放出Cu2+等重金屬離子，根據(jù)濃度擴散原理，離子進入濾浸室的虹吸室，經(jīng)過U型虹吸管進入陰極；進入陰極的電子和金屬離子在石墨碳氈上結(jié)合，被還原的金屬吸附在碳粘上。整個反應(yīng)裝置的三室中都設(shè)有排空孔，在濾浸室的左側(cè)有虹吸室，連接處的石棉網(wǎng)防止懸浮的污泥或礦石顆粒進入陰極室。本發(fā)明有以下優(yōu)點
1、實現(xiàn)重金屬從礦化態(tài)到單質(zhì)態(tài)的一步式轉(zhuǎn)變；
2、無電能消耗，整個過程清潔無污染。
具體實施例方式本發(fā)明可按照下面具體方式實施
整個裝置分為左邊的陰極室、中間的濾浸室、右邊的陽極室，三個反應(yīng)室。其中陽極室與濾浸室通過PEM相通，濾浸室和陰極室通過U型虹吸管相連接。兩極室采用可移動的石墨碳氈作為電極。裝置的啟動分為兩個方面一、濾浸室的接種馴化，二、陽極室的接種馴化。過程一時間需求較長。裝置運行階段物質(zhì)流程為有機物在陽極室內(nèi)被微微生物氧化，過程產(chǎn)生的質(zhì)子穿過PEM、石棉網(wǎng)進入濾浸室，產(chǎn)生的電子經(jīng)鈦絲導(dǎo)線傳遞到陰極室；濾浸室內(nèi)污泥或礦石顆粒經(jīng)微微生物濾浸作用釋放出Cu2+、！^3+等重金屬離子，根據(jù)濃度擴散原理，離子進入濾浸室的虹吸室，經(jīng)過U型虹吸管進入陰極；進入陰極的電子和金屬離子在石墨碳氈上結(jié)合，被還原的金屬吸附在碳粘上。整個反應(yīng)裝置的三室中都設(shè)有排空孔，在濾浸室的左側(cè)有虹吸室，連接處的石棉網(wǎng)防止懸浮的污泥或礦石顆粒進入陰極室。
權(quán)利要求
1.一種微生物冶金電池，其裝置分為左邊的陰極室、中間的濾浸室、右邊的陽極室，三個反應(yīng)室；其中陽極室與濾浸室通過質(zhì)子交換膜(PEM)相通，濾浸室和陰極室通過U型虹吸管相連接；兩極室采用可移動的石墨碳氈作為電極。
2.如權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于陽極液(如生活污水)中的有機物在陽極室內(nèi)被微微生物氧化，過程產(chǎn)生的質(zhì)子穿過PEM、石棉網(wǎng)進入濾浸室，產(chǎn)生的電子經(jīng)鈦絲導(dǎo)線傳遞到陰極室；濾浸室內(nèi)污泥或礦石顆粒經(jīng)微微生物濾浸作用釋放出Cu2+Ie3+等重金屬離子，根據(jù)濃度擴散原理，離子進入濾浸室的虹吸室，經(jīng)過U型虹吸管進入陰極；進入陰極的電子和金屬離子在石墨碳氈上結(jié)合，被還原的金屬吸附在碳粘上。
3.如權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于實現(xiàn)了重金屬從礦化態(tài)到單質(zhì)態(tài)的一步式轉(zhuǎn)變，無電能消耗，整個過程清潔無污染。
全文摘要
本發(fā)明提供一種微生物冶金電池利用電絮凝法，處理含鋅礦渣滲濾液并回收所生成鋅鹽的方法。該電池由三個極室組成并且相鄰極室之間有分割物也有物質(zhì)流通，通過生物浸濾和微生物燃料電池的兩種原理作用，實現(xiàn)重金屬從礦化態(tài)到單質(zhì)態(tài)的一步式轉(zhuǎn)變經(jīng)預(yù)調(diào)pH后滲濾液進入電絮凝裝置，利用絮凝沉淀原理去除滲濾液中的可溶解性鋅鹽并回收整個過程所生成的鋅鹽沉淀。本發(fā)明的電池具有處理效果好，殘余濃度低，電能消耗少和廢物回收無需外加電源，反應(yīng)過程清潔無污染等優(yōu)點。本發(fā)明適合應(yīng)用于濕法冶金、采礦等行業(yè)的礦渣滲濾液處理。
文檔編號H01M8/16GK102324546SQ20111027155
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者陶虎春, 高竹友, 魏雪艷 申請人:北京大學(xué)深圳研究生院