专利名称：一种利用微生物燃料电池进行感光废液提银的方法
技术领域：
本发明涉及到一种从废品中回收贵重金属的技术，具体为利用微生物燃料电池回收废定影中银的方法。
背景技术：
银是一种贵重金属材料，由于其重要性和稀缺性，从废料中回收银的方法一直受到人们的关注。而感光废液，包括废定影液和废显影液，产生量大，含银率高，是再回收银的理想原料。传统的感光废液还原银方法主要有1.电解法，利用直流电源，电解回收银，缺点在于电耗大；2.化学法，通过投加的化学药剂，使银沉淀析出，缺点在于化学药剂耗费较多，不能从根本上回收银，并且容易造成废液的再污染。感光废液来源于定影过程产生的废液，定影过程的基本反应是AgBr+Na2S203 — NaAgS203+NaBr感光液硫代硫酸钠将胶片等感光材料表面的卤化银(如上的AgBr)溶解，与Ag+生成稳定的络合物[Agm(S2O3)n] ten_m)-。感光材料上的银近百分百溶入了定影液，使得其定影能力逐渐减弱，形成了定影废液。微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，MFC)是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是在阳极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极之间进行有效传递，并通过外电路传递到阴极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂 (一般为氧气)在阴极得到电子被还原与质子结合成水。
发明内容
本发明的目的是，提供一种利用微生物燃料电池进行感光废液提银的方法，使感光废液提银的成本大幅度降低，并且不产生环境污染。电化学动力分析-反应理论动势以Ag+为MFC阴极电子受体，以MFC阳极微生物产生的电子代替电解法中的外部电源在理论上也是可行的。①Cathode :Ag+转化为Ag这个还原反应过程的理论氧化还原电位为0. 80V(vs NHE)。以含银lmM(约为IOOppm)的废定影液为例，在T = 308. 15K(35°C )时，阴极发生反应AgS2Of — 广+Ag+8Ag++8e_ —AgMFC的阴极电位为Ecat = 0. 617V vs NHE②Anode 以乙酸钠为底物时其发生放电子反应的阳极标准氢电极理论电位 (Etoo)为-0. 187V，这里使用 20mM 乙酸溶液，在 308. 15K 下，设[HCCV]为 5mM，pH = 7
CH3C0(T+4H20 — 2HC03>9H++8e"则EAn ^ 0. 323V vs NHE③电池电动势Eemf为Eemf = ECat-EAn = 0. 617V-0. 323V ^ 0. 940V vs NHE电化学分析表明，以Ag+为电子受体的MFC电动势为正，反应自发进行，不需外加电源即可将Ag+还原为单质银。本发明方法的技术内容是组装一个可密闭的双室微生物燃料电池，阴阳极室体积比不大于0. 5，使用质子交换膜作为阴阳极室的分割膜，阴阳极板为适合大小的石墨板， 阳极液使用生活污水为微生物营养底液，采取连续进水方式，接种少量含混合菌种的菌种液，阴极液使用自来水，用气泵曝入空气；化学性质稳定的钛丝作为导线连接于阴阳极板， 外接一定阻值的欧姆电阻。使用电压表观测电阻两端电压，待电压值较长时间稳定后，完成电池的启动。采取连续进水方式，将阴极液换入感光废液，阴极室外壁除进出水流孔外保证密封。运行一定时间后取出阴极板，刮取析出的单质银，加入适量硼砂经火法焙烧后得到光洁的纯银。通过本发明内容可以实现银的低能耗回收，并且避免环境污染，达到了发明的目的。
具体实施例方式本发明的工艺流程组建电池、启动电池、感光液换入、单质银的回收。结合下面实例对本发明进一步说明1、微生物燃料电池的组建实验采取两室的微生物燃料电池，材质为有机玻璃；阳极板为石墨，三块 60cmX45cm的石墨板，阳极板有效表面积面积为IOOcm2 ；阳极有效体积为IOOmL ；阴极板使用石墨板1块，其有效表面积为50cm2，阴极室有效容积为50mL ；两极室连接使用质子交换膜(PEM，112，美国杜邦)，膜截面积为5X4. 5cm2 ；电压采集记录系统由数据采集卡 (ADAM4017，研华科技)和PC机组成，外接电阻300 Ω，导线为钛丝(Φ0. 5mM/L，锦秀稀有金属有限公司，中国宝鸡)。2、微生物燃料电池的启动PEM经5%双氧水煮沸15分钟进行预处理。阴阳极板通过钛丝外接300 Ω的电阻。 阳极室接种来自污泥池的活性污泥10mL，阳极液使用COD为500左右的生活污水，通过恒流泵进行连续进水；阴极加入自来水，由于挥发/蒸发，需适时补充加水，曝空气反应3weeks， 万用电表接于电阻两端观测电压值，待输出电压稳定值持续时间较长后，结束启动。3、感光废液的换入将阴极室内自来水抽干，换入感光废液，使感光废液连续进出流，密封阴极室。4、单质银的回收连续运行一周，取出阴极板，刮取析出物。经X衍射分析，析出物为不含其它任何杂质的纯银。析出物可以经过加入硼砂焙烧后得到光洁鲜亮的金属纯银。
权利要求
1.利用微生物燃料电池回收感光废液中的银的方法。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于对利用微生物燃料电池进行感光废液中银回收的理论证明。
全文摘要
本发明提供一种利用微生物燃料电池进行感光废液提银的方法。本发明提供了微生物燃料电池阴极还原感光废液中银的可行性分析和具体操作方法，实现了利用双室燃料电池对银的回收。此方法与感光废液回收银的传统方法对比，大大降低了电能或化学药剂的使用，并且不会对感光废液二次污染，也不会对环境造成危害。
文档编号H01M8/06GK102337560SQ201110241328
公开日2012年2月1日 申请日期2011年8月22日 优先权日2011年8月22日
发明者张丽娟, 陶虎春, 高竹友 申请人:北京大学深圳研究生院