1.本发明涉及矿产开采技术领域，尤其涉及一种利用微生物浸出粉煤灰中锂元素的方法。
背景技术：
2.粉煤灰或烟灰是由燃料(主要是煤)燃烧过程中排出的微小灰粒，其粒径一般在1～100μm之间，如燃煤电厂从烟道气体中收集的细灰。飞灰是煤粉进入1300～1500℃的炉膛后，在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却而形成的。由于表面张力作用，飞灰大部分呈球状，表面光滑，微孔较小。一部分因在熔融状态下互相碰撞而粘连，成为表面粗糙、棱角较多的蜂窝状组合粒子。飞灰的化学组成与燃煤成分、煤粒粒度、锅炉型式、燃烧情况及收集方式等有关。飞灰的排放量与燃煤中的灰分直接有关。据我国用煤情况，燃用1t煤约产生250～300kg粉煤灰。大量粉煤灰如不加控制或处理，会造成大气污染，进入水体会淤塞河道，其中某些化学物质对生物和人体造成危害。
3.但是粉煤灰中含有其他金属元素，在工业方面可从粉煤灰中回收铁、碳、铜、锂、锗和钪等多种物质，其中锂元素对于电池能源行业有着巨大的使用价值，因此从粉煤灰中提取锂元素，可充分利用资源。
4.微生物作为吸附剂，容易生产，原料来源广泛，吸附容量大，吸附效率高，吸附速率快，离子选择性高，环境友好，不产生二次污染，而且操作的ph及温度范围宽，对稀溶液(1～100mg/l)的处理效果好，资金投入少，操作成本低，采用微生物吸附技术浸出液中提取金属元素更加高效、廉价、环保。虽然利用微生物提取锂元素具有高效性，但是还需要进一步提高锂元素的浸出率。
技术实现要素：
5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用微生物浸出粉煤灰中锂元素的方法，采用本发明提供的方法提高了粉煤灰中锂元素的浸出率。
6.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
7.本发明提供了一种利用微生物浸出粉煤灰中锂元素的方法，包括以下步骤：
8.1)将粉煤灰与乙二醇、氯化铁溶液混合后进行共沉淀反应，得到下层固体物；
9.2)将所述步骤1)得到的下层固体物与微生物液混合后培养，得到培养物；
10.3)将所述步骤2)得到的培养物过滤，得到滤渣，将所述滤渣与酸溶液混合后进行固液分离，得到的含锂元素固体。
11.优选的，所述步骤1)粉煤灰与乙二醇的质量比为3～5:1。
12.优选的，所述共沉淀反应前，还包括将所述粉煤灰细化处理；所述细化处理后的粒径为10～100目。
13.优选的，所述步骤1)乙二醇与氯化铁溶液的质量比为1:2～3。
14.优选的，所述步骤1)共沉淀反应的温度为60～80℃，时间为10～12h。
15.优选的，所述步骤2)下层固体物与微生物液的质量体积比为1g:(3～4)ml。
16.优选的，所述微生物液中的活菌数为30～40cfu/ml。
17.优选的，所述步骤2)培养的时间为6～8h。
18.优选的，所述步骤3)酸溶液包括盐酸溶液，所述盐酸溶液的浓度为12mol/l。
19.优选的，所述酸溶液与乙二醇的质量比为1:(2～3)。
20.本发明提供了一种利用微生物浸出粉煤灰中锂元素的方法，包括以下步骤：1)将粉煤灰与乙二醇、氯化铁溶液混合后进行共沉淀反应，得到下层固体物；2)将所述步骤1)得到的下层固体物与微生物液混合后培养，得到培养物；3)将所述步骤2)得到的培养物过滤，得到滤渣，将所述滤渣与酸溶液混合后进行固液分离，得到的含锂元素固体。本发明将粉煤灰通过乙二醇进行分散，含有金属元素的化合物被分散至乙二醇中，充分过滤非金属元素，为后续分离提取提供良好铺垫，同时采用氯化铁溶液进行共沉淀，充分吸附金属元素，再通过微生物液进行锂元素吸附，提高了粉煤灰中锂元素的浸出率。
具体实施方式
21.本发明提供了一种利用微生物浸出粉煤灰中锂元素的方法，包括以下步骤：
22.1)将粉煤灰与乙二醇、氯化铁溶液混合后进行共沉淀反应，得到下层固体物；
23.2)将所述步骤1)得到的下层固体物与微生物液混合后培养，得到培养物；
24.3)将所述步骤2)得到的培养物过滤，得到滤渣，将所述滤渣与酸溶液混合后进行固液分离，得到的固体为锂元素。
25.本发明将粉煤灰与乙二醇、氯化铁溶液混合后进行共沉淀反应，得到下层固体物。在本发明中，共沉淀反应后，优选将反应物静置处理，分离得到下层沉淀物。本发明对所述分离的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的分离方式即可。
26.在本发明中，所述乙二醇的体积浓度优选为50％～70％，更优选为60％；所述粉煤灰与乙二醇的质量比优选为3～5:1，更优为4:1。本发明将粉煤灰通过乙二醇进行分散，含有金属元素的化合物被分散至乙二醇中，充分过滤非金属元素。本发明优选将所述粉煤灰细化，得到细化物，将所述细化物与乙二醇、氯化铁溶液混合；在本发明中，所述细化物的粒径优选为10～100目；所述细化的方式优选包括研磨。本发明对所述研磨的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的研磨方式即可。本发明通过将粉煤灰细化处理成适宜粒径的细化物，可以提高与乙二醇的接触面积，从而可以将更多的含有金属元素的化合物分散至乙二醇中，更加充分过滤非金属元素，进而提高了锂元素的浸出效率。
27.在本发明中，所述乙二醇与氯化铁溶液的质量比优选为1:2～3。在本发明中，所述氯化铁溶液溶液的质量浓度优选为25％～35％，更优选为30％。本发明采用氯化铁溶液进行共沉淀，充分吸附金属元素，从而提高锂元素的浸出率。
28.在本发明中，所述共沉淀反应的温度优选为60～80℃，更优选为70℃；时间优选为10～12h，更优选为11h。在本发明中，所述共沉淀反应优选在搅拌下进行，所述搅拌的速度优选为30～45r/min，更优选为35～40r/min。
29.得到下层沉淀物后，本发明将所述下层固体物与微生物液混合后培养，得到培养物。
30.在本发明中，所述下层固体物与微生物液的质量体积比优选为1g:(3～4)ml，更优
选为1g:3.5ml；所述微生物液中活菌数优选为40～50cfu/ml，更优选为45cfu/ml。
31.在本发明中，所述培养的条件优选包括：所述培养的时间优选为6～8h，更优选为7h。
32.在本发明中，所述微生物液的制备方法优选包括：按照质量比为2:2:1:3添加葡萄糖、尿素、明胶、水配制微生物培养液，放置于培养皿中；将母菌接种于微生培养液中进行培养，得到微生物液。在本发明中，所述母菌包括青霉菌。本发明对所述母菌的来源和接种量没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品和接种量即可。
33.得到培养物后，本发明将所述培养物过滤，得到滤渣，将所述滤渣与酸溶液混合后进行固液分离，得到的固体为锂元素。本发明对所述过滤的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的过滤方式即可。
34.在本发明中，所述酸溶液与上述乙二醇的质量比优选为1:(2～3)。
35.在本发明中，所述酸溶液优选包括盐酸溶液，所述盐酸溶液的浓度优选为优选为12mol/l。本发明所述酸溶液的作用是分离锂元素。
36.本发明对所述固液分离的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的分离方式即可。
37.为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
38.实施例1
39.采用下列步骤进行粉煤灰中锂元素浸出：
40.s1、将粉煤灰样品30g进行粉碎研磨，研磨后的粒径为100目；
41.s2、将粉碎细化完成的粉煤灰放入200ml烧杯中，添加50ml乙二醇(体积浓度为60％)进行分散，添加20ml氯化铁溶液溶液(质量浓度为30％)；提供70℃温度环境，搅拌速度45r/min，采用共沉淀法进行反应，得到反应物；
42.s3、静置步骤s2中的反应物，得到下层固体物，将得到的固体物添加至微生物液(下层固体物与微生物液的质量体积比为1g:3.5ml)中，静置7h；所述微生物液的制备为：按照质量比为2:2:1:3添加葡萄糖、尿素、明胶、水配制微生物培养液，放置于培养皿中；将青霉菌接种于微生培养液中进行培养，得到微生物液；
43.s4、培养完成后，进行过滤，取出剩余固体，添加20ml盐酸(浓度为12mol/l)；
44.s5、分离上层清液，得到下层固体，进行干燥，得到浸出金属。
45.实施例2
46.一种与实施例1相似的浸出锂元素的方法，唯一区别在于，步骤s2中的温度环境为80℃。
47.实施例3
48.一种与实施例1相似的浸出锂元素的方法，唯一区别在于，步骤s2中的温度环境为70℃。
49.对比例1
50.一种与实施例1相似的浸出锂元素的方法，区别在于，步骤s2中将乙二醇替换为去离子水，且并未添加氯化铁溶液溶液和进行后续的共沉淀法反应。
51.应用例1
52.计算最后得到的产物和原始粉灰煤样品重量对比，计算结果见表1。
53.表1产物和原始粉灰煤样品重量对比结果
54.组别实施例1实施例2对比例1浸出率(％)868256
55.从表1中可以得出，采用本发明提供的方法粉煤灰中锂元素的浸出率达到了80％以上，相较于对比例1，大大提高了粉煤灰中锂元素的浸出率。
56.以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。