[發明專利]一種從水溶液中回收金離子的方法

有效

• 申請號: 201310610382.5
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103572060A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 黃加樂;李清彪;孫道華;汪淼;孔濤;景孝廉
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B3/20;C22B11/00;B22F9/24
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種回收金離子的方法，尤其是涉及一種從水溶液中回收金離子的方法。

背景技術

金作為最重要的貴金屬之一，在工業上和生活中具有廣泛的用途。然而，金的儲量有限，加上金的市場需求日益增長，使金的回收利用顯得尤為重要。化學沉淀法、電解法、離子交換法、活性炭吸附法等傳統方法已用于從水溶液中回收金，與這些傳統方法相比，生物吸附法具有很多優點，如處理效率高；pH值和溫度范圍寬（pH3～9，溫度4～90℃）等，從而生物吸附技術在金回收方面有應用前景。Savvaidis等利用幾類廢棄生物質的硫脲金溶液回收金（Biometals1998,11,145-151.）；Nakajima等和Tsuruta等報道了許多種類微生物細胞在吸附和回收金方面的基本數據（World?J?Microbiol?Biotetchnol2003,19,369-374.；J?Gen?Appl?Microbiol2004,50,221-228.）；Konishi等報道在25℃、pH=7、氫氣作為電子供體的條件下用中溫厭氧細菌海藻希瓦氏菌還原和細胞內沉淀金（Hydrometallurgy2006,81,24-29.）；Macaskie等報道了在電子供體存在條件下利用微生物細胞吸附還原方法回收電子廢棄物中的金（Biotechnol?Bioeng2007,96,631-639.；Biotechnol?Bioeng2008,99,1055-1064.；Biotechnol?Lett2010,32,1821-1828.）。然而，基于微生物的生物吸附法僅適用于金離子濃度較低的水溶液，且在沒有電子供體存在條件下，金離子的還原過程較慢；微生物對金離子的吸附容量較為有限，往往大量使用微生物質造成后續焙燒過程能耗高，產生大量溫室氣體二氧化碳。

近年來，金納米材料的制備成為納米技術領域中研究熱點之一。利用化學還原劑，很容易將Au的前驅體如HAuCl₄還原，因此純化學還原法是最常用的金納米材料的制備方法之一。然而，若僅是前驅體與還原劑反應，生成的金納米顆粒易團聚，且納米顆粒形貌和粒度的可控性較差，因而通常需加入分散劑、保護劑或導引劑，不僅能夠降低團聚作用，同時對形貌演變和顆粒粒度起調控作用。Jana等在常溫下采用分步添加晶種的方法，以HAuCl₄為前驅體，抗壞血酸維生素c（AA）為還原劑，選擇陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨（CTAB），調控制備了產率相對較高的金納米線（J?Phys?Chem?B2001,105,4065-4067.），該方法成為化學法制備金納米材料的經典方法，后來為多數研究者所用。然而，該方法只能用于金納米材料的制備，而無法用于水溶液中金離子的回收。

發明內容

本發明的目的旨在提供利用微生物細胞和十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）協同作用的一種從水溶液中回收金離子的方法。

本發明包括以下步驟：

1）將菌泥干燥，研磨制成菌粉備用；

2）在氯金酸溶液中加入步驟1）得到的菌粉，再加入十六烷基三甲基溴化銨（CTAB），最后加入抗壞血酸維生素c（AA），水浴加熱，振蕩，反應后，反應溶液底部得到含微生物體和金納米材料的復合沉淀物，直接傾倒出上清液，或離心分離，獲得含微生物體和金納米材料的復合材料，高溫灼燒后得單質金，所得單質金純度較高。

在步驟1）中，所述菌泥可采用大腸桿菌菌泥、乳酸桿菌菌泥、黑曲霉菌菌泥、釀酒酵母菌菌泥、地衣芽孢桿菌菌泥等中的一種；大腸桿菌、乳酸桿菌、黑曲霉菌、釀酒酵母菌、地衣芽孢桿菌最好經過擴大培養。

在步驟2）中，所述氯金酸溶液的摩爾濃度可為0.1～2.0mM，菌粉的加入量可為0.005～0.05g；再加入CTAB后，溶液中CTAB的濃度可為2.5～10.0mM；最后加入抗壞血酸維生素c（AA），使得溶液中AA的濃度可為0.25～2.0mM；所述水浴加熱的溫度可為30～90℃下，所述反應的時間可為2～24h。