从水溶液中提取金属的方法
【专利摘要】本发明属湿法冶金领域，应用于从水溶液提取可以提取的金属，具体涉及一种从水溶液中提取金属的方法，包括如下步骤：（1）、将含有金属的矿石溶浸入溶浸池的水中；（2）、将溶浸矿石后的水溶液过滤，将固体物质过滤除去，保留含有金属的母液；（3）、控制矿石的量和溶浸时间，使母液中的金属含量为5克/升以上；（4）、电解池中设置有铜电极和铁电极，铜电极和铁电极之间由质子通道膜隔离开，分别倒入菌液和母液；（5）、接通铜电极和铁电极上的电源开关，铜电极侧的电解池中的菌液，实现微生物充电，自身发电实现电解，并用原电池电解法提取金属。本发明打破了电流受内阻限制的局限，并且达到能量转换效率高，原电池电解质量高的效果。
【专利说明】从水溶液中提取金属的方法
[0001]
【技术领域】
[0002] 本发明属湿法冶金领域，应用于从水溶液提取可以提取的金属，具体涉及一种从 水溶液中提取金属的方法。
[0003] 技术背景
[0004] 根据美国麦格劳一希尔图书公司出版的《科学技术百科全书》1977年中文版第四 版的介绍：原电池电解，又名内电解，这是一种不用外加电压的电淀积法是在早期应用的， 简易的近似控制阴极电位的电解方法。电解池的阳极是一种会自发溶解的活泼金属（如 镁)，阴极是一种惰性电极，如钼，当把两个电极短路时，阴极电位等于阳极电位，并且来源 于阳极电位。合理地选择阳极金属和该金属溶于其中的试剂浓度，就可以使阴极电位在大 部份可用的范围内是预先设想的数值。当阳极溶解消耗时，则在阴极上发生电淀积。流过 的电流被电池自发电压的大小和它的内阻所限制，原电池电解近年用得比较少。
[0005] 不同的金属都有各自不同的电极电位，电位不同，组成两极就存在电位差即电压， 联接成闭合回路就有电流，用这种电流淀积金属就是原电池电解。
[0006] 现有的电池电解法提取金属方法存在以下问题： 1、电压电流受内阻限制：内阻小了内电路严重短路，不行，内阻大了电流太小，功率做 不大。
[0007] 2、两极没有分开的溶液,或隔开了不彻底的溶液：不能有效阻止两极溶液的相互 串扰，这样就不能设计在两极分别采用不同的溶液，许多电解就不能进行，限制了原电池电 解的应用范围。
[0008] 3、限制了应用范围的同时，也限制了所选电极对的范围。例如：提钼只能选择镁， 而不能选择铁。选择镁，只能用于提取比镁贵的金属。因为在提取过程中镁被消耗掉。用 镁提取比镁便宜的金属，在经济上是不合算的。选择铁就可以用于提取所有可以提取的金 属。因为铁最便宜。这就是从经济的角度也限制了原电池电解的应用。
[0009]
【发明内容】
[0010] 本发明的目的就是要克服上述技术缺陷，提供一种从水溶液中提取金属的方法， 能够打破电流受内阻限制的局限，并且达到能量转换效率高，原电池电解质量高的效果。 [0011] 为实现上述目的，本发明所设计的从水溶液中提取金属的方法，包括如下步骤： (1) 、将含有金属的矿石溶浸入溶浸池的水中； (2) 、将溶浸矿石后的水溶液过滤，将固体物质过滤除去，保留含有金属的母液； (3) 、控制矿石的量和溶浸时间，使母液中的金属含量为5克/升以上； (4) 、电解池中设置有铜电极和铁电极，铜电极和铁电极之间由质子通道膜隔离开，质 子通道膜隔的一侧为铜电极侧，铜电极侧的电解池中倒入菌液，质子通道膜隔的另一侧为 铁电极侧，铁电极侧的电解池中倒入母液； (5) 、接通铜电极和铁电极上的电源开关，铜电极侧的电解池中的菌液，实现微生物充 电，自身发电实现电解，并用原电池电解法提取金属。
[0012] 进一步地，步骤（5)完成后，提取金属后的尾液倒入溶浸池中，重复步骤（1)至步 骤（5 )，将尾液和母液混合循环提取金属。
[0013] 进一步地，所述电解槽与溶浸池之间通过管路和阀连通实现溶液闭路循环。
[0014] 进一步地，所述菌液是以植物为培养基培养出的微生物溶液。
[0015] 本发明采用上述技术方案，具有以下显著技术进步和有益效果： 本发明用铁作阳极，用铜作阴极，铁极和铜极需处在不同的溶液中，因为假如都处在硫 酸铜溶液中，铜上无铜淀积，只在铁上生成海绵铜，铜极有铜离子，铁极没有，膜的工作原理 是质子通道原理，质子通道有最强的阻止离子相互漂移的能力，又有最小的电阻，能使被隔 开的溶液象没有被隔开那样导电，甚至还会增大液体电导率，因为质子通道膜能增加溶液 中氢离子浓度，几乎无阻耗，微生物的工作原理是能量转换原理。铁的电位比铜负、铁电极 的电子流向铜电极。所以，本发明采用富含质子通道的膜即质子通道膜将铜电极和铁电极 隔离开，质子通道膜的孔径在纳米尺寸以下，能阻止95%以上的离子通过膜，膜电阻趋近于 〇,完全突破了旧原电池电解电压和电流受内阻限制的局限及其他两项局限，使原电池电解 的效果发生了质的飞跃。
[0016] 本发明以植物为培养基培养出的微生物处于鲜活状态时会自觉粘附到铁电极上 把电子传给铁，增大电积电流。微生物可再生，这种电能可持续，它可使原电池电解的功 率足够大，实现大规模生产贱金属一铜，经济效益高。用新鲜植物培养的微生物电位比铁 负，故有电子转向铁，采用能量转换效率是原来的4倍以上，现有技术的能量转换效率不到 23%，本发明的能量转换效率95%以上。
[0017] 本发明采用微生物充电，原电池电解不用外电源，靠自身发电实现电解。主要结构 依然由溶解电极和惰性电极配对，电介液中有惰性金属的离子供阴极电积，保证产品质量， 环保。
[0018] 目前湿法冶金领域，主导技术是萃取电积，本发明与现有的主导技术萃取电积相 t匕，提取铜的效益对照表如下：
【权利要求】
1. 一种从水溶液中提取金属的方法，其特征在于包括如下步骤：（1)、将含有金属的矿 石溶浸入溶浸池的水中； (2) 、将溶浸矿石后的水溶液过滤，将固体物质过滤除去，保留含有金属的母液； (3) 、控制矿石的量和溶浸时间，使母液中的金属含量为5克/升以上； (4) 、电解池中设置有铜电极和铁电极，铜电极和铁电极之间由质子通道膜隔离开，质 子通道膜隔的一侧为铜电极侧，铜电极侧的电解池中倒入菌液，质子通道膜隔的另一侧为 铁电极侧，铁电极侧的电解池中倒入母液； (5) 、接通铜电极和铁电极上的电源开关，铜电极侧的电解池中的菌液，实现微生物充 电，自身发电实现电解，并用原电池电解法提取金属。
2. 根据权利要求1所述的从水溶液中提取金属的方法，其特征在于：步骤（5)完成后， 提取金属后的尾液倒入溶浸池中，重复步骤（1)至步骤（5)，将尾液和母液混合循环提取金 属。
3. 根据权利要求1所述的从水溶液中提取金属的方法，其特征在于：所述电解槽与溶 浸池之间通过管路和阀连通实现溶液闭路循环。
4. 根据权利要求1所述的从水溶液中提取金属的方法，其特征在于：所述菌液是以植 物为培养基培养出的微生物溶液。
【文档编号】C22B3/04GK104499003SQ201410637507
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】刘灿香, 鄢自华 申请人:黄石市英柯有色金属有限公司