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矿用过滤机 2024-09-30 18:39:31

可回收废金属有哪些(利用生物回收金属)

一、收废收金属可回收垃圾可以变成什么东西。金属

可以变成新衣服,有利用生新包装袋,收废收金属新书,金属新杂志等。有利用生

可回收垃圾就是收废收金属可以再生循环的垃圾。本身或材质可再利用的金属纸类、硬纸板(Pappe)、有利用生玻璃、收废收金属塑料(plastics)、金属金属、有利用生人造合成材料(Kunststoffen)包装,收废收金属与这些材质有关的金属如:报纸、杂志、有利用生广告单及其它干净的纸类等皆可回收。另外包装上有绿色标章是属于要付费的DualeSystem,亦属于可回收垃圾。

主要包括废纸、塑料、玻璃、金属和布料五大类。废纸主要包括:报纸、杂志、图书、各种包装纸、办公用纸、纸盒等,但是纸巾和卫生用纸由于水溶性太强不可回收。

塑料主要包括各种塑料袋、塑料包装物、一次性塑料餐盒和餐具、牙刷、杯子、矿泉水瓶等;玻璃主要包括各种玻璃瓶、碎玻璃片、镜子、灯泡等;金属主要包括易拉罐、金属罐头盒等;布料主要包括废弃衣服、毛巾、书包、布鞋等。

扩展资料

在一次排放中大多数工业产品均为可回收垃圾。不可回收垃圾是指无法进入材料再生、资源化的部分,例如生物垃圾如厨余垃圾,花草树枝树叶,污染污渍严重的纸张等。随着技术进步不可回收垃圾的范围逐渐缩小。例如以色列生活垃圾一体化处理,德国将落叶树枝处理成花肥出售。

对比垃圾回收效益较好国家,德国将个人生活中排放的垃圾分为纸张以及硬纸板,金属以及塑料,电池,废旧电器、电子产品,生物垃圾,剩余垃圾,房屋垃圾(包含废旧家具,涂料等)。此基于回收工艺。

比如如果纸类制品经过打碎、去色制浆等多种工序为新的纸类产品。金属和塑料一般经过焚烧-冷却-磁选-涡流电选等工艺,生产电能、再生金属以及废渣。废渣中重金属离子量低的可以直接堆埋或者作为建筑材料使用。重金属离子含量高的部分必须封闭式堆埋,成本(50-70欧元/m2)。

二、生物质吸附剂吸附重金属离子后,应该怎么处理

生物质吸附剂吸附重金属离子后,应该怎么处理

含重金属废水处理:为使污水中所含的重金属达到排水某一水体或再次使用的水质要求,对其进行净化的过程。

目前,重金属废水处理的方法大致可以分为三大类:(1)化学法;(2)物理处理法;(3)生物处理法。

化学法

化学法主要包括化学沉淀法和电解法,主要适用于含较高浓度重金属离子废水的处理,化学法是目前国内外处理含重金属废水的主要方法。

2.1.1化学沉淀法

化学沉淀法的原理是通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物,通过过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除,包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法。由于受沉淀剂和环境条件的影响,沉淀法往往出水浓度达不到要求,需作进一步处理,产生的沉淀物必须很好地处理与处置,否则会造成二次污染。

2.1.2电解法

电解法是利用金属的电化学性质,金属离子在电解时能够从相对高浓度的溶液中分离出来,然后加以利用。电解法主要用于电镀废水的处理,这种方法的缺点是水中的重金属离子浓度不能降的很低。所以,电解法不适于处理较低浓度的含重金属离子的废水。

2.1.3螯合法[1]

螯合法又称高分子离子捕集剂法,是指在废水处理过程中通过投加适量的重金属捕集剂,利用捕集剂与金属离子铅、镉结合时形成相应的螯合物的原理实现铅、镉的去除分离。该反应能在常温和较大pH范围(3?11)下发生,同时捕集剂不受共存重金属离子的影响。因此该方法去除率高,絮凝效果佳,污泥量少且整合物易脱水。

2.1.4纳米重金属水处理技术

纳米材料因其比表面积远超普通材料,故同一种物质将会显示出不同的物化特型,很多新型的纳米材料都不断地在水处理行业中实验、实践。被环保部、科技部、工信部、财政部四部委联合审批立项为“2011年国家重大科技成果转化项目”———纳米水处理工艺及系列产品,在江西铜业股份有限公司应用取得了历史性的突破,填补了国内空白。

国内通常采用的重金属废水处理方法,包括石灰中和法和硫化法等。这些传统的处理工艺,虽然可以将废水中的重金属去除掉,但是处理效果并不稳定,处理后回收的清水水质仍难以确保稳定达标排放,而且还会产生二次污染。纳米重金属水处理技术不仅能使处理后的出水水质优于国家规定的排放标准且稳定可靠,投资成本和运行成本较低,与水中重金属离子反应快,吸附、处理容量是普通材料的10倍到1000倍,而且使沉淀的污泥量较传统工艺降低50%以上,污泥中杂质也少,有利于后续处理和资源回收。有数据显示,同样是每日处理300立方米重金属污水量,传统工艺每天要产生25吨石灰渣污泥,而采用纳米技术后每月只产生25吨纳米金属泥。尤其值得关注的是,这种污泥中的重金属单位含量提高了30倍。若以铜冶炼厂的废水处理为例,其回收的纳米铜泥品位已达到20%,完全可以作为铜矿资源再生利用。

物理处理法

物理处理法主要包含溶剂萃取分离、离子交换法、膜分离技术及吸附法。

2.2.1溶剂萃取分离

溶剂萃取法是分离和净化物质常用的方法。由于液液接触,可连续操作,分离效果较好。使用这种方法时,要选择有较高选择性的萃取剂,废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在,例如在酸性条件下,与萃取剂发生络合反应,从水相被萃取到有机相,然后在碱性条件下被反萃取到水相,使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性,然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大,使这种方法存在一定局限性,应用受到很大的限制。

2.2.2离子交换法

离子交换法是重金属离子与离子交换剂进行交换,达到去除废水中重金属离子的方法。常用的离子交换剂有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合树脂等。几年来,国内外学者就离子交换剂的研制开发展开了大量的研究工作。随着离子交换剂的不断涌现,在电镀废水深度处理、高价金属盐类的回收等方面,离子交换法越来越展现出其优势。离子交换法是一种重要的电镀废水治理方法,处理容量大,出水水质好,可回收重金属资源,对环境无二次污染,但离子交换剂易氧化失效,再生频繁,操作费用高。

2.2.3膜分离技术

膜分离技术是利用一种特殊的半透膜,在外界压力的作用下,不改变溶液中化学形态的基础上,将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法,包括电渗析和隔膜电解。电渗析是在直流电场作用下,利用阴阳离子交换膜对溶液阴阳离子选择透过性使水溶液中重金属离子与水分离的一种物理化学过程。隔膜电解是以膜隔开电解装置的阳极和阴极而进行电解的方法,实际上是把电渗析与电解组合起来的一种方法。上述方法在运行中都遇到了电极极化、结垢和腐蚀等问题。

2.2.4吸附法

吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子的一种有效方法。吸附法的关键技术是吸附剂的选择,传统吸附剂是活性炭。还有黏土类吸附剂粉、煤灰吸附剂、生物质基材料和[1]树脂基吸附材料。活性炭有很强吸附能力,去除率高,但活性炭再生效率低,处理水质很难达到回用要求,价格贵,应用受到限制。近年来,逐渐开发出有吸附能力的多种吸附材料。有相关研究表明,壳聚糖及其衍生物是重金属离子的良好吸附剂,壳聚糖树脂交联后,可重复使用10次,吸附容量没有明显降低。利用改性的海泡石治理重金属废水对Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力,处理后废水中重金属含量显著低于污水综合排放标准。另有文献报道蒙脱石也是一种性能良好的粘土矿物吸附剂,铝锆柱撑蒙脱石在酸性条件下对Cr 6+的去除率达到99%,出水中Cr 6+含量低于国家排放标准,具有实际应用前景。

生物处理法

生物处理法是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法,包括生物吸附、生物絮凝、植物修复等方法。

2.3.1生物吸附

生物吸附法是指生物体借助化学作用吸附金属离子的方法。藻类和微生物菌体对重金属有很好的吸附作用,并且具有成本低、选择性好、吸附量大、浓度适用范围广等优点,是一种比较经济的吸附剂。用生物吸附法从废水中去除重金属的研究,美国等国家已初见成效。有研究者预处理假单胞菌的菌胶团后,将其固定在细粒磁铁矿上来吸附工业废水中Cu,发现当浓度高至100 mg/L时,除去率可达96%,用酸解吸,可以回收95%铜,预处理可以增加吸附容量。但生物吸附法也存在一些不足,例如吸附容量易受环境因素的影响,微生物对重金属的吸附具有选择性,而重金属废水常含有多种有害重金属,影响微生物的作用,应用上受限制等,所以还需再进行进一步研究。

2.3.2生物絮凝

生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。生物絮凝法的开发虽然不到20年,却已经发现有17种以上的微生物具有较好的絮凝功能,如霉菌、细菌、放线菌和酵母菌等,并且大多数微生物可以用来处理重金属。生物絮凝法具有安全无毒、絮凝效率高、絮凝物易于分离等优点,具有广阔的发展前景。

2.3.3植物修复法

植物修复法是指利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金属含量,以达到治理污染、修复环境的目的。植物修复法是利用生态工程治理环境的一种有效方法,它是生物技术处理企业废水的一种延伸。利用植物处理重金属,主要有三部分组成:

(1)利用金属积累植物或超积累植物从废水中吸取、沉淀

或富集有毒金属:(2)利用金属积累植物或超积累植物降

低有毒金属活性,从而可减少重金属被淋滤到地下或通过

空气载体扩散:(3)利用金属积累植物或超积累植物将土

壤中或水中的重金属萃取出来,富集并输送到植物根部可收割部分和植物地上枝条部分。通过收获或移去已积累和富集了重金属植物的枝条,降低土壤或水体中的重金属浓度。在植物修复技术中能利用的植物有藻类植物、草本植物、木本植物等。

藻类净化重金属废水的能力主要表现在对重金属具有很强的吸附力。褐藻对Au的吸收量达400mg/g,在一定条件下绿藻对Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金属离子的去除率达80%~90%。浩云涛等分离筛选获得了一株高重金属抗性的椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea),并研究了不同浓度的重金属铜、锌、镍、镉对该藻生长的影响及其对重金属离子的吸收富集作用。结果显示,该藻Zn和Cd具有很高的耐受性。对四种重金属的耐受能力依次为锌>镉>镍>铜。该藻对重金属具有很好的去除效果,15μmol/L Cu2+、300μmol/L Zn2+、100μmol/L Ni2+、30μmol/L Cd2+浓度72h处理,去除率分别达到40.93%、98.33%、97.62%、86.88%。由此可见,此藻类可应用于含重金属废水的处理。

草本植物净化重金属废水的应用已有很多报道。风眼

莲(Eichhoria crassipes Somis)是国际上公认和常用的一种治理污染的水生漂浮植物,它具有生长迅速,既能耐低温、又能耐高温的特点,能迅速、大量地富集废水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多种重金属。张志杰等的研究结果表明,干重lkg的风眼莲在7~l0d可吸收铅3.797g、镉3.225g。周风帆等的研究发现风眼莲对钴和锌的吸收率分别高达97%和80%。香蒲(Typhao rientaliS Pres1)也是一种净化重金属的优良草本植物,它具有特殊的结构与功能,如叶片成肉质、栅栏组织发达等。香蒲植物长期生长在高浓度重金属废水中形成特殊结构以抵抗恶劣环境并能自我调节某些生理活动,以适应污染毒害。招文锐等研究了宽叶香蒲人工湿地系统处理广东韶关凡口铅锌矿选矿废水的稳定性。历时10年的监测结果表明,该系统能有效地净化铅锌矿废水。未处理的废水含有高浓度的有害金属铅、锌、镉经人工湿地后,出水口水质明显改善,其中铅、锌、镉的净化率分别达99.0%,97.%和94.9%,且都在国家工业污水的排放标准之下。此外,还有很多草本植物具有净化作用,如喜莲子草、水龙、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。

采用木本植物来处理污染水体,具有净化效果好,处理量大,受气候影响小,不易造成二次污染等优点,越来越受到人们的重视。胡焕斌等试验结果表明,芦苇和池杉两种植物对重金属铅和镉都有较强富集能力,而木本植物池杉比草本植物芦苇具有更好的净化效果。周青等研究了5种常绿树木对镉污染胁迫的反应,实验结果表明,在高浓度镉胁迫下,5种树木叶片的叶绿素含量、细胞质膜透性、过氧化氢酶活性及镉富集量等生理生化特性均产生明显变化,其中,黄杨、海桐,杉木抗镉污染能力优于香樟和冬青。以木本植物为主体的重金属废水处理技术,能切断有毒有害物质进入人体和家畜的食物链,避免了二次污染,可以定向栽培,在治污的同时,还可以美化环境,获得一定的经济效益,是一种理想的环境修复方法。

三、微生物在开矿冶炼中的作用

生物冶金

生物冶金是指在相关微生物存在时,由于微生物的催化氧化作用,将矿物中有价金属以离子形式溶解到浸出液中加以回收,或将矿物中有害元素溶解并除去的方法。许多微生物可以通过多种途径对矿物作用,将矿物中的有价元素转化为溶液中的离子。利用微生物的这种性质,结合湿法冶金等相关工艺,形成了生物冶金技术。浸矿微生物主要有氧化铁硫杆菌(thiobacillusferrooxidans)、氧化硫硫杆菌(thiobacillusthiooxidant)、硫化芽孢杆菌(sulfobacillus)、氧化铁杆菌(ferrobacillusferrooxi dant)、高温嗜酸古细菌(thermoacidophilicarchae bacteri a)、微螺球菌属(1eptospirillum)等。在有关生物冶金的报道Thiobacillusferrooxidans(氧化亚铁硫杆菌)为浸矿菌种的论文占绝大多数,但从研究者对浸矿细菌的分离及培养方法来看,应该是多个菌种的富集混合菌。它们有些生长在常温环境,有些则能在50~70℃或更高温度下生长。硫化矿氧化过程中会产生亚铁离子和元素硫及其相关化合物,浸矿微生物一般为化能自氧菌,它们以氧化亚铁或元素硫及其相关化合物获得能量,吸收空气中的氧及二氧化碳,并吸收溶液中的金属离子及其它所需物质,完成开尔文循环生长。

用于浸矿的几十种细菌,按其生长的最佳温度可以分为三类,即中温菌、中等嗜热菌与高温菌。

硫化矿生物浸出过程包括微生物的直接作用和间接作用,同时还具有原电池效应及其它化学作用。直接作用是指浸出过程中,微生物吸附于矿物表面通过蛋白分泌物或其他代谢产物直接将硫化矿氧化分解。间接作用则指微生物将硫化矿物氧化过程产生的及其它存在于浸出体系的亚铁离子,氧化成三价铁离子,产生的高铁离子具有强氧化作用,其对硫化矿进一步氧化,硫化矿物氧化析出有价金属及铁离子,铁离子被催化氧化,如此反复。根据矿石的配置状态,生物冶金工业化生产主要有3种。

(1)堆浸法。这种方法常占用大面积地面,所需劳动力较多,但可处理较大数量的矿石,一次可处理几千至几十万吨。

(2)池浸法。在耐酸池中,堆集几十至几百吨矿石粉,池中充满含菌浸提液,再加以机械搅拌以加快冶炼速度。这种方法虽然只能处理少量的矿石,但却易于控制。

(3)地下浸提法。这是一种直接在矿床内浸提金属的方法。其方法是在开采完毕的场所和部分露出的矿体上浇淋细菌溶浸液,或者在矿区钻孔至矿层,将细菌溶浸液由钻孔注入,通气,待溶浸一段时间后,抽出溶浸液进行回收金属处理。这种方法的优点是,矿石不需要开采选矿,可节约大量人力和物力,减轻环境污染。

应用微生物浸矿,其优势在于:反应温和,环境友好,能耗低,流程短,特别适于贫矿、废矿、表外矿及难采、难选、难冶矿的堆浸和就地浸出,在矿石日益贫杂及环境问题日益突出的今天,微生物浸矿技术将是有效的金属元素提取、环境保护及废物利用的手段。近年来,国外该技术的研究已成为矿冶领域热点,细菌浸出已发展成了一种重要的矿物加工手段,利用此法可以来浸出铜、铅、锌、金、银、锰、镍、铬、钼、钴、铋、钒、硒、砷、镉、镓、铀等几十种贵重和稀有金属。

我国生物冶金研究的发展

中国是世界上最早采用生物冶金技术的国家,早在公元前2世纪,就记载了用铁从硫酸铜溶液中置换铜的化学作用,堆浸在当时就是生产铜的普遍做法。不过是在采铜、铁过程中不自觉地利用了自发生长的某些自养细菌浸矿。西汉《淮南万毕术》里有“白青(硫酸铜)得铁则化为铜”的描述。在公元11世纪大量应用了这种工艺,北末时代,又记载有“胆水浸铜”,产铜占当时总产量的15%~25%,仅江西铅山铜采矿场就年产19×104kg,安徽铜官山采场还超过铅山。

近年来,我国微生物浸出的研究和及工业化应用有了相当的发展。在浸矿微生物研究方面,张东晨、张明旭等对质粒在硫杆菌中普遍存在的观点提出了质疑,其研究结果表明,氧化亚铁硫杆菌对Fe2+、S等的氧化能力可能只是与拟核染色体DNA有关,而氧化亚铁硫杆菌的遗传物质就是拟核染色体DNA。徐晓军、孟运生等报道了经紫外线诱变的浸矿细菌,对黄铜矿的浸出率比原始菌提高了46%以上,到达浸出终点的时间比原始菌缩短了5~10d,浸矿细菌能更好地氧化浸出黄铜矿。赵清、刘相梅等利用DNA体外重组技术,构建了含有强启动子、可在tra基因诱动下转移的组成型表达的抗砷质粒pSDRA4。通过接合转移的方式将其导入专性自养极端嗜酸性喜温硫杆菌AcidithiobacilluscⅡIdW中,构建了冶金工程菌Acidithiobacilluscal dus(pSDRA4),经检测,重组质粒在喜温硫杆菌中具有较好的稳定性,在无选择压力条件下传代50次基本保持稳定(重组质粒保留76%以上),经抗砷性能检测,与野生菌相比,构建的喜温硫杆菌工程菌抗砷能力明显提高,从0mmol/L提高到45mmol/L。在工业化应用方面,生物浸出技术成功运用于江西德兴铜矿,并建成年产2000t电铜的堆浸厂。在广东大宝山建立了我国第一个生物浸铜中试基地。福建紫金山建成千吨级生物提铜堆浸厂。由北京有色金属研究总院与福建紫金山矿业有限公司承担的国家十五攻关项目“生物冶金技术工程化”,将在福建紫金山建成万吨级的生物提铜堆浸厂。同时,金精矿生物预氧化提金在山东莱州已开始工业应用。镍、锌等硫化矿的生物冶金亦得到不同程度的发展。

总体来说,我国生物冶金的工业应用规模较小、应用矿山较少、矿种单一,需加大力度发展。由于国内有90%的原生硫化矿为复杂低品位,因此这一技术应用前景十分广阔。目前,以中南大学邱冠周教授为首席科学家已正式启动“微生物冶金的基础研究”,该项目以教育部为依托、由中南大学为第一承担单位,北京有色金属研究总院、山东大学、中国科学院过程工程研究所、北京矿冶研究总院和长春环境研究院等单位协作承担,这标志着我国有色金属矿产选冶领域的基础研究进入了与国际一流水平同步的发展阶段。

生物冶金发展趋势及研究方向

生物冶金是近代学科交叉发展生物工程技术和传统矿物加工技术相结合的一种新工艺。生物工程应用于矿物加工无疑具有重要意义,目前发展趋势、研究方向和需要解决的问题主要有:①受极端条件的微生物选育;②基因工程菌的构建;③生物浸出机理;④低浓度溶液中镍、钴等金属的提取新技术;⑤浸出过程的优化与控制;⑥异养菌浸矿的研究;⑦高效反应器的研制;⑧地下生物溶浸技术的开发;⑨贵金属和稀有金属的生物吸附研究;⑩煤中硫的生物脱除的研究;铝土矿脱硅的研究;非金属矿(如高岭土)脱铁的研究;生物选矿药剂的研究。

参考资料:选矿优化控制