專利名稱：一種用細(xì)菌吸附并還原水溶液中低濃度金離子的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微量貴金屬的回收方法。
從溶液中回收貴金屬金的方法，常見的有活性碳吸附、離子交換、化學(xué)沉淀、電解和溶劑萃取等。但當(dāng)溶液中金屬離子的濃度低于每升幾毫克時，采用上述方法效率低、成本高、經(jīng)濟(jì)效益差。近年來，利用微生物吸附、還原方法從低濃度金離子水溶液中回收金已取得進(jìn)展。Bnjamin Greene等(Enveron SciTechnol，1986，20627)報道，海藻能迅速地吸附Au3+或Au+，然后緩慢地還原成Au0；Gree，A.R.等(Sci Technol Letters，Kew Sarey U K，1988，437)也報道了枯草桿菌、黑曲霉能從模擬廢液中高效地吸附和解吸金；Pethkar，A.V.等(Journalof Biotechnology，1998，63(2)121)報道了用芽枝狀枝孢霉(Cladosporiumcladosporioides)從溶液中吸附金的方法。以霉菌的菌絲體與甲殼質(zhì)混合制成吸附劑，每克吸附劑可吸附100mg金，在pH值為1～5條件下，對金的最大吸附率為80％。Bricerly，J.A.(微生物學(xué)通報，1995，22(3)193)報道，用經(jīng)處理的枯草桿菌制成顆粒狀金屬去除劑(MRA)裝柱，吸附金溶液，每克MRA可固定390mg金。英國專利GB 2068927，2068928(1981)公開了一種用芽枝霉屬(Cladosporium)及黑色頭孢霉(Black Fungi)等真菌從工業(yè)廢水中回收低濃度金的方法，金回收率為98％。
本發(fā)明的目的是提供一種利用細(xì)菌從低濃度金離子水溶液中吸附回收Au3+并將其還原成Au0的方法。
本發(fā)明所采用的細(xì)菌為自行分離篩選的菌株D01，經(jīng)鑒定為巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)，該菌已在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心保藏，登記入冊的編號為CGMCCNO.0404，株號D01。
本發(fā)明所提供的從低含量Au3+水溶液中，用細(xì)菌吸附并還原金離子的方法，按照如下操作程序進(jìn)行首先將Au3+水溶液和D01菌懸液按Au3+濃度與菌體濃度之比為(1.43∶100)～(140∶100)，最好為(30.5∶100)～(80∶100)的比例配制成Au3+-菌體作用液，于1℃～70℃，最好是25℃～35℃的恒定溫度下，調(diào)pH值為2.0～7.0，最好是3.0～3.5，振蕩5分鐘～2.5小時，最好是0.5小時，其振蕩頻率為130次/分鐘，以促進(jìn)菌體和Au3+相互作用。然后用孔徑為0.22μm的濾膜過濾Au3+-菌體作用液，獲得吸附Au0的D01菌渣和過濾清液。菌渣在空氣中經(jīng)高溫灼燒等方法，即得回收的Au0。
用透射電子顯微鏡觀察表明，D01吸附Au3+之后，在細(xì)胞壁和作用液中存在金微粒，而且這現(xiàn)象在很短時間內(nèi)即產(chǎn)生。X光衍射及X光電子能譜檢測亦證明D01能將Au3+還原為Au0。本發(fā)明提供的方法步驟簡便，成本低，且Au3+的吸附率可高達(dá)99.7％。
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1將5.0mL含Au3+濃度為300mg/L的水溶液，裝入三角燒瓶中，將溶液pH值調(diào)為3.0；而后加入5.0mLD01菌體濃度為700mg干重/L，pH值為3.0的D01菌懸液，即獲得pH值為3.0的Au3+-D01菌體作用液，Au3+起始濃度為150mg/L；D01菌體濃度為350mg干重/L。將裝作用液的燒瓶置于30℃恒溫操作裝置中，通過振蕩促進(jìn)細(xì)菌和Au3+相互作用，其振蕩頻率為130次/分鐘，作用30分鐘。然后用0.22μm孔徑的濾膜過濾，測得清液中[Au3+]濃度，根據(jù)生物吸附率＝(Ci-Cf)/Ci×100％，生物吸附量(mg/g干重菌體)＝(Ci-Cf)V/1000m，(式中Ci和Cf分別為Au3+的起始濃度和最終濃度(mg/L)，V為作用液的總體積(mL)，m為全部菌體的質(zhì)量(g)。)計算獲得D01對Au0的吸附量為425.8mg Au0/g菌體；對Au3+的吸附率為72.1％。將菌渣經(jīng)高溫灼燒后得回收的Au0。實(shí)施例2～8按照實(shí)施例1的方法，菌體濃度為254mg/L，在作用時間為2小時，溫度為30℃的條件下，改變pH值，測定其對Au0吸附量及Au3+吸附率的影響，結(jié)果如下實(shí)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實(shí)施例8～12按照實(shí)施例1的方法，改變作用溫度，檢測溫度對Au0吸附量及Au3+吸附率的影響。結(jié)果如下
實(shí)施例8 9 10 11 12作用溫度(℃) 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實(shí)施例13～17按照實(shí)施例1的方法，在30℃，pH 3.0的條件下，在5.0mL含起始[Au3+]濃度為300mg/L的水溶液中，分別加入5.0mL不同濃度的D01菌懸液，測定D01菌體添加量對Au0吸附量及Au3+吸附率的影響。結(jié)果如下實(shí)施例 13 14 15 16 17D01菌體濃度(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實(shí)施例18～23按照實(shí)施例1的方法，改變Au3+和D01菌體相互作用的時間，檢測作用時間對Au0吸附量及Au3+吸附率的影響，結(jié)果如下實(shí)施例18 19 20 21 22 23作用時間(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實(shí)施例24～29按照實(shí)施例1的方法，菌體濃度為350mg/L，改變起始[Au3+]濃度，測定[Au3+]濃度對Au0吸附量及Au3+吸附率的影響，結(jié)果如下實(shí)施例 24 25 26 27 28 29作用液Au3+濃度(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.權(quán)利要求
1.一種用細(xì)菌吸附并還原水溶液中低濃度金離子的方法，所說的細(xì)菌為巨大芽孢桿菌，株號D01，其特征在于首先按金離子濃度與菌體濃度之比為(1.43∶100)～(140∶100)的比例配制Au3+-D01菌體作用液，pH值為2.0～7.0，于1℃～70℃的恒溫中，經(jīng)振蕩5分鐘～2.5小時，然后用孔徑為0.22μm的濾膜過濾，菌渣經(jīng)高溫灼燒后得回收的Au0。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用細(xì)菌吸附并還原水溶液中低濃度金離子的方法，其特征在于金離子濃度與菌體濃度之比為(30.5∶100)～(80∶100)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用細(xì)菌吸附并還原水溶液中低濃度金離子的方法，其特征在于Au3+-D01菌體作用液pH值為3.0～3.5。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用細(xì)菌吸附并還原水溶液中低濃度金離子的方法，其特征在于振蕩時間為0.5小時。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用細(xì)菌吸附并還原水溶液中低濃度金離子的方法，其特征在于振蕩頻率為130次/分鐘。
6.如權(quán)利要求1所述的一種用細(xì)菌吸附并還原水溶液中低濃度金離子的方法，其特征在于Au3+與D01菌體作用溫度為25℃～35℃恒溫。
全文摘要
涉及一種微量貴金屬的回收方法。首先將Au
文檔編號C22B3/18GK1259583SQ0010151
公開日2000年7月12日 申請日期2000年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月7日
發(fā)明者傅錦坤, 劉月英, 姚炳新, 翁繩周, 于新生, 古萍英, 林種玉, 傅金印 申請人:廈門大學(xué)