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1、十、工业固废中有价成分的十、工业固废中有价成分的 提取原理提取原理一、固体废物化学浸出基本原理一、固体废物化学浸出基本原理二、固体废物生物处理基本原理二、固体废物生物处理基本原理三、三、浸出液中目的组分的提取与分离原理浸出液中目的组分的提取与分离原理工业固废中有价成分的提取原理前段学习回顾前段学习回顾n固体废物绪论固体废物绪论n城市生活垃圾绪论城市生活垃圾绪论n垃圾预处理垃圾预处理n垃圾堆肥垃圾堆肥n垃圾厌氧消化垃圾厌氧消化n垃圾热解垃圾热解n垃圾焚烧垃圾焚烧n垃圾卫生填埋垃圾卫生填埋n污泥浓缩与脱水污泥浓缩与脱水工业固废中有价成分的提取原理工业固废工业固废的产生的产生？?制品制品(produ
2、cts)矿床矿床(deposit)矿石矿石(ore)金属金属metal精矿精矿(concentrate)冶炼冶炼(metallurgy)脉石脉石(gangue)采矿采矿(mining)(mining)选矿选矿(mineral dressing)加工加工(processing)尾矿尾矿(tailing)废渣废渣(slag & residue)废料废料(scrap)工业固废中有价成分的提取原理n工工业业固固废废特特征征：（如如矿矿业业、化化工工和和冶冶金金废废渣渣等等）成成分分复复杂杂、嵌嵌布布粒粒度度微微细细、有有价成分含量低价成分含量低n采采用用化化学学浸浸出出或或生生物物浸浸出出技技术术提提
3、取取其其中中有有价价成成分分或或者者去去除除其其中中有有害害成成分分（目目的的组分）组分）工业固废处理工业固废处理?工业固废中有价成分的提取原理一、固体废物化学浸出基本原理一、固体废物化学浸出基本原理n浸出浸出溶剂溶剂选择性的溶解固体废物中的选择性的溶解固体废物中的某种目某种目的组分的组分，使该组分进入溶液中而与废物中其他组，使该组分进入溶液中而与废物中其他组分相分离的工艺过程。分相分离的工艺过程。浸出过程是个提取和分离浸出过程是个提取和分离目的组分的过程目的组分的过程。浸出过程所用的药剂称为。浸出过程所用的药剂称为浸出浸出剂剂，浸出后含有目的组分的溶液称为，浸出后含有目的组分的溶液称为浸出液
4、浸出液，残，残渣称为渣称为浸出渣浸出渣。n浸出方法浸出方法依药剂种类不同，浸出可以分为酸依药剂种类不同，浸出可以分为酸浸、碱浸、盐浸、水浸等浸、碱浸、盐浸、水浸等。工业固废中有价成分的提取原理1. 1. 酸浸酸浸n常常用用的的酸酸浸浸剂剂包包括括稀稀硫硫酸酸、浓浓硫硫酸酸、盐盐酸酸、硝硝酸酸、王王水水、氢氢氟氟酸酸、亚亚硫硫酸酸等等，凡凡废废物物中中的的某某种种组组分分可可通通过过酸酸溶溶进进入入溶溶液液的的都都可可以以采采用酸浸的方法。用酸浸的方法。n包包括括简简单单酸酸浸浸、氧氧化化酸酸浸浸、还还原原酸酸浸浸三三种种方方法。法。工业固废中有价成分的提取原理（1 1）简单酸浸）简单酸浸n适用
5、于浸出某些易适用于浸出某些易被酸分解被酸分解的的简单金属氧简单金属氧化物、金属含氧盐及少数的金属硫化物中化物、金属含氧盐及少数的金属硫化物中的有价金属的有价金属，n简单酸浸过程反应式如下：简单酸浸过程反应式如下：大大部部分分金金属属的的简简单单氧氧化化物物、金金属属铁铁酸酸盐盐、砷砷酸酸盐盐和和硅硅酸酸盐盐能能简简单单酸酸溶溶，大大部部分分金金属属硫硫化化物物不能简单酸溶不能简单酸溶工业固废中有价成分的提取原理以铜为例 简单酸浸是含铜物料回收金属铜的重要方法，简单酸浸是含铜物料回收金属铜的重要方法，其浸出反应式为：其浸出反应式为：n孔雀石孔雀石n黑铜矿黑铜矿一一般般的的含含铜铜矿矿物物均均较较
6、易易稀稀酸酸溶溶出出，但但赤赤铜铜矿矿和和辉辉铜铜矿矿需需要氧化剂的参与才能完全浸出；要氧化剂的参与才能完全浸出；黄黄铜铜矿矿和和自自然然铜铜即即使使有有氧氧化化剂剂存存在在，其其浸浸出出率率也也相相当当低低，其含量高时宜用氧化酸浸和其他浸出方法。其含量高时宜用氧化酸浸和其他浸出方法。辉铜矿辉铜矿黄铜矿黄铜矿工业固废中有价成分的提取原理（2 2）氧化酸浸）氧化酸浸n多多数数金金属属硫硫化化物物在在酸酸性性溶溶液液中中相相当当稳稳定定，不不易易简简单单酸酸溶溶。但但在在有有氧氧化化剂剂存存在在时时，几几乎乎所所有有的的金金属属硫硫化化物物在在酸酸溶溶液液中中或在碱液中均能被氧化分解而浸出或在碱液
7、中均能被氧化分解而浸出，其氧化分解反应为：，其氧化分解反应为：n常压常压氧化酸浸时常用的氧化剂氧化酸浸时常用的氧化剂有：有：n氧氧化化除除用用于于浸浸出出金金属属硫硫化化物物以以外外，还还常常用用于于浸浸出出某某些些低低价价金金属属化化合合物物，使使其其中中低低价价金金属属氧氧化化成成高高价价金金属属离离子子转转入入酸酸液中。如辉铜矿中的铜的氧化酸浸：液中。如辉铜矿中的铜的氧化酸浸：工业固废中有价成分的提取原理（3 3）还原酸浸）还原酸浸n用用于于浸浸出出变变价价金金属属的的高高价价金金属属氧氧化化物物和和氢氢氧氧化化物物，如镍渣、锰渣、钴渣等如镍渣、锰渣、钴渣等，其还原酸浸反应式如下：n工业
8、上常用的还原剂有金属铁等，浸出废物镍渣、锰渣、钴渣中有用组分等，浸出反应：工业固废中有价成分的提取原理2. 2. 碱浸碱浸n碱碱浸浸的的特特点点:药药剂剂的的浸浸出出能能力力比比一一般般酸酸浸浸药药剂剂弱弱，但但浸浸出出过过程程选选择择性性高高，浸浸出出液液纯纯度度较较高高，且，且设备防腐设备防腐问题比较容易解决问题比较容易解决。n常常用用的的碱碱浸浸药药剂剂:包包括括碳碳酸酸铵铵和和氨氨水水、碳碳酸酸钠钠、苛苛性性钠钠、硫硫化化钠钠等等，相相应应的的浸浸出出方方法法包包括括铵铵浸浸、碳碳酸酸钠钠溶溶液液浸浸出出、苛苛性性钠钠溶溶液液浸浸出出和硫化钠溶液浸出等。和硫化钠溶液浸出等。工业固废中有
9、价成分的提取原理（1 1）氨浸）氨浸n常常用用于于含含金金属属铜铜、钴钴、镍镍及及其其氧氧化化物物的的废废物物的的浸浸出出，其浸出机理相似，属于金属电化学过程。其浸出机理相似，属于金属电化学过程。n由由于于铜铜、钴钴、镍镍能能与与氨氨形形成成稳稳定定的的可可溶溶络络合合物物，扩扩大大了了离离子子在在溶溶液液中中的的稳稳定定区区，降降低低了了铜铜、钴钴、镍镍的的还还原原电电位位，使使其其较较易易转转入入浸浸液液。对对含含铁铁高高且且脉脉石石以以碳酸盐为主的铜镍废物的浸出宜采用氨浸法。碳酸盐为主的铜镍废物的浸出宜采用氨浸法。n氨浸铜及其矿物的主要反应为：氨浸铜及其矿物的主要反应为：工业固废中有价成
10、分的提取原理（2）碳酸钠溶液浸出n凡凡是是能能与与碳碳酸酸钠钠反反应应生生成成可可溶溶性性钠钠盐盐的的废废物物，碳碳酸酸盐盐含含量量较较高高的的废废物物更更适适合合采采用用这这种种浸浸出出方法。方法。n目前主要用于浸出某些含钨废料、硫化钼氧目前主要用于浸出某些含钨废料、硫化钼氧化焙烧渣、含磷废物、含钒废物等，其浸出化焙烧渣、含磷废物、含钒废物等，其浸出反应式：反应式： 工业固废中有价成分的提取原理（3 3）苛性钠溶液浸出）苛性钠溶液浸出n两两性性金金属属常常用用苛苛性性钠钠浸浸出出；含含硅硅高高的的固固体体废废物物中中的的有有价价组组分分也也常常用用苛苛性性钠钠溶溶液液浸浸出出，苛苛性性钠钠浸
11、浸出出某某些些废废物物组组分分的的浸浸出出反反应应，如如方铅矿方铅矿工业固废中有价成分的提取原理（4 4）硫化钠溶液浸出）硫化钠溶液浸出n硫硫化化钠钠可可分分解解砷砷、锑锑、锡锡、汞汞等等硫硫化化物物，使使它它们们生生成成可可溶溶性性硫硫代代盐盐的的形形态态转转入入浸浸液液中中。因因此此，凡凡含含这这类类硫硫化化物物的的废废物物都都可可以以用硫化钠溶液浸出，浸出反应：用硫化钠溶液浸出，浸出反应：工业固废中有价成分的提取原理3. 3. 盐浸盐浸n利利用用某某些些无无机机盐盐水水溶溶液液为为浸浸出出剂剂，浸浸出出废物原料中的某组分的过程。废物原料中的某组分的过程。n常常用用的的盐盐浸浸剂剂有有氯氯
12、化化钠钠、高高价价铁铁盐盐、氯氯化铜和次氯酸钠化铜和次氯酸钠等溶液。等溶液。n氯化钠浸出铅废物的反应为：氯化钠浸出铅废物的反应为：工业固废中有价成分的提取原理4. 4. 浸出效果衡量浸出效果衡量n浸浸出出过过程程衡衡量量：目目的的组组分分的的浸浸出出率率、浸浸出出过过程程的的选择性选择性及浸出及浸出药剂用量药剂用量等。等。n某某组组分分的的浸浸出出率率是是指指浸浸出出条条件件下下该该组组分分转转入入浸浸出出液液中中的的质质量量与与其其在在废废物物原原料料中中的的总总质质量量之之比比常常用用百分数表示。百分数表示。n浸浸出出过过程程的的选选择择性性常常用用选选择择性性系系数数表表示示，它它是是在
13、在相相同同浸浸出出条条件件下下，某某两两组组分分的的浸浸出出率率之之比比，即即，值值越越接接近近1，表表示示浸浸出出过过程程中中该该组组分分得得浸浸出出选选择择性越差。性越差。工业固废中有价成分的提取原理5 5 浸出方法与设备浸出方法与设备(1)渗渗滤滤浸浸出出槽槽（池池） 被被浸浸出出废废物物固固定定不不动动，浸浸出出剂剂渗渗滤滤通通过过固固定定废废物物层层完完成成浸浸出过程出过程 (2)搅搅拌拌浸浸出出槽槽 最最常常用用的的浸浸出出方方法法，机机械械搅搅拌拌、空空气气搅搅拌拌浸浸出出槽槽（泊泊邱邱克克槽槽或或布布朗空气搅拌槽）朗空气搅拌槽）(3)堆浸堆浸工业固废中有价成分的提取原理案例分析
14、案例分析（同学训练（同学训练再讲解）再讲解）n依据物相、成分，确定工艺流程依据物相、成分，确定工艺流程n某种金属废渣主要含铜10%、锌15%、银1%、铁20%，其他为脉石成分，其赋存的主要物相为氧化物。试设计一条从中回收有价金属的工艺流程，并要求写出各工序的化学反应式 工业固废中有价成分的提取原理二、固体废物生物处理基本原理二、固体废物生物处理基本原理利利用用微微生生物物的的新新陈陈代代谢谢作作用用使使固固体体废废物物分分解解、矿矿化化或或氧氧化化的的过过程程，称称为为固固体体废废物物的的生生物物处处理理技技术术。生生物物处处理理可可以以将将固固体体废废物物通通过过各各种种工工艺艺转转换换成成
15、有有用用的的物物质质和和能能源源（如如提提取取各各种种有有价价金金属属、生生产产肥肥料料、生生产产沼沼气气、生生产产葡葡萄萄糖糖、微微生物蛋白质等）生物蛋白质等）1 、生物冶金技术（生物浸出）、生物冶金技术（生物浸出）n利利用用微微生生物物及及其其新新陈陈代代谢谢产产物物氧氧化化、溶溶浸浸废废物物中中的的有有价价成成分分，使使废废物物中中的的有有价价组组分分得得以以利利用用的的过过程程，称称为为生生物物浸浸出出。也称为生物冶金。也称为生物冶金。n目目前前，微微生生物物浸浸出出主主要要用用于于回回收收矿矿业业固固体体中中的的有有价价金金属属，如如铜铜、金金、铀铀、钴钴、镍镍、锰锰、锌锌、银银、铂
16、铂、钛钛等等金金属属，尤尤其是铜、金等金属。其是铜、金等金属。工业固废中有价成分的提取原理（1 1）微生物）微生物n生物冶金工业用的微生物主要有生物冶金工业用的微生物主要有氧化亚铁硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、铁氧化钩端螺菌和嗜酸热硫化菌氧化硫硫杆菌、铁氧化钩端螺菌和嗜酸热硫化菌等等n其浸矿细菌种类及其主要生理特征：其浸矿细菌种类及其主要生理特征：细菌名称细菌名称 主要生理特征主要生理特征 最佳生存最佳生存pHpH值值氧化铁硫杆菌氧化铁硫杆菌 Fe2+Fe3+ , S2O32-SO42- 2.55.3氧化铁杆菌氧化铁杆菌 Fe2+Fe3+ 3.5氧化硫铁杆菌氧化硫铁杆菌 SSO42-,
17、 Fe2+Fe3+ 2.8氧化硫杆菌氧化硫杆菌 SSO42-, S2O32-SO42- 2.03.5聚生硫杆菌聚生硫杆菌 SSO42-, H2SSO42- 2.04.0工业固废中有价成分的提取原理（2 2）细菌的生化特征）细菌的生化特征n化化能能自自养养菌菌的的生生理理特特性性分分布布于于金金属属硫硫化化矿矿及及煤煤矿矿的的矿矿坑坑酸酸性性水水中中，嗜嗜酸酸好好气气，酸酸性性环环境境（pH1.63.0），中中温温，3L或或9K培培养养基基。不不需需外外加加有有机机物物作作为为能能源源，以以铁铁、硫硫氧氧化化时时释释放放出出来来的的化化学学能能作作为为能能源源，以以大大气气中中的的CO2作作为为
18、碳碳源源，并吸收并吸收N、P等无机物养分合成自身的细胞。等无机物养分合成自身的细胞。n化化能能自自养养菌菌的的代代谢谢作作用用起起着着生生物物催催化化剂剂作作用用，在在酸酸性性介介质质中中可可迅迅速速将将Fe2+氧氧化化成成Fe3+，其其氧氧化化速速度度比比自自然然氧氧化化速速度度高高112120倍倍，可可将将低低价价元元素素硫硫及及低低价价硫硫化化物物氧氧化化为为硫硫酸酸根，产生硫酸和酸性硫酸高铁具有很好浸矿作用的化合物根，产生硫酸和酸性硫酸高铁具有很好浸矿作用的化合物n其其他他细细菌菌将将硫硫酸酸盐盐还还原原为为硫硫化化物物，将将还还原原为为元元素素硫硫的的还还原菌（原菌（SRB），也发现
19、将氮氧化为硝酸根的氧化菌。），也发现将氮氧化为硝酸根的氧化菌。工业固废中有价成分的提取原理(3) (3) 浸出机理浸出机理 细细菌菌的的直直接接作作用用：附附着着于于矿矿物物表表面面的的细细菌菌能能直直接接催催化化矿矿物物而而使使矿矿物物氧氧化化分分解解，并并从从中中直直接接得得到到能能源源和和其其他他矿矿物物营营养养元素满足自身生长需要。元素满足自身生长需要。 以以氧氧化化铁铁杆杆菌菌为为例例，其其直直接接作作用用被被认认为为是是氧氧化化铁铁硫硫杆杆菌菌能能将将废废物物中中的的低低价价铁铁及及低低价价硫硫氧氧化化物物氧氧化化为为高高价价铁铁和和硫硫酸酸根根以以取取得得其其活活动动所所需需的的
20、能能源源，在在此此氧氧化化过过程程中中破破坏坏了了相相关关废废物物的的晶晶格格，使使废废物物中中的的铜铜及及其其他他金金属属组组分分呈呈硫硫酸酸盐盐形形态态进进入溶液中。其过程可以表示为：入溶液中。其过程可以表示为：n2CuFeS2 + H2SO4 + 8O2=2CuSO4 + Fe2(SO4)3 + H2OnCu2S + H2SO4 + 2 O2=2CuSO4 + H2O工业固废中有价成分的提取原理 间接作用间接作用n依依靠靠细细菌菌的的代代谢谢产产物物硫硫酸酸铁铁的的氧氧化化作作用用，细细菌菌间间接接从从矿矿物物中中获获得生长所需的能源和基质。得生长所需的能源和基质。 如，黄铁矿在有氧和水
21、存在的条件下将缓慢氧：如，黄铁矿在有氧和水存在的条件下将缓慢氧： (I) 2FeS2 + 7O2 +2H2O = 2FeSO4 +2H2SO4n在在氧氧和和硫硫酸酸存存在在的的条条件件下下，溶溶液液中中的的浸浸矿矿细细菌菌可可起起催催化化作作用用，使使溶溶液中的硫酸亚铁氧化为硫酸高铁：液中的硫酸亚铁氧化为硫酸高铁： () 4FeSO4 +2H2SO4 +O2 = 2Fe2(SO4)3+2H2On生生成成的的硫硫酸酸高高铁铁和和硫硫酸酸溶溶液液可可浸浸出出许许多多金金属属硫硫化化矿矿。浸浸出出金金属属硫硫化化矿矿时时生生成成的的元元素素可可在在细细菌菌的的催催化化下下氧氧化化为为硫硫酸酸，浸浸出
22、出过过程程被被还还原原的的硫硫酸酸亚亚铁铁又又可可以以被被氧氧化化成成硫硫酸酸高高铁铁，从从而而实实现现金金属属硫硫化化矿矿的的连连续续不不断的浸出断的浸出。其过程可以表示为：。其过程可以表示为： () FeS2+ Fe2(SO4)3 = 3FeSO4 + 2S0 目目前前认认为为细细菌菌的的直直接接作作用用较较缓缓慢慢，所所需需浸浸出出时时间间长长，细细菌菌浸浸出出主主要靠细菌的间接催化作用，但两者所占比例随着目的矿物而异。要靠细菌的间接催化作用，但两者所占比例随着目的矿物而异。工业固废中有价成分的提取原理(3) (3) 微生物浸出方法微生物浸出方法n浸出方法：浸出方法：槽浸、堆浸和原位浸出
23、槽浸、堆浸和原位浸出。n槽槽浸浸一一般般适适合合于于高高品品位位贵贵金金属属的的浸浸出出，是是将将细细菌菌酸酸性性硫硫酸酸高高铁铁浸浸出出剂剂在在反反应应槽槽中中混混合合，机机械械搅搅拌拌通通气气或或空空气气搅搅拌拌，然然后后从浸出液中回收金属。从浸出液中回收金属。n堆堆浸浸法法是是在在倾倾斜斜地地面面上上，用用水水泥泥、沥沥青青砌砌成成不不渗渗漏漏的的基基础础盘盘床床，把把含含量量低低的的矿矿业业固固体体废废物物堆堆积积在在上上面面，从从上上部部不不断断喷喷洒洒细菌酸性硫酸高铁浸出剂，然后从流出的浸出液中回收金属。细菌酸性硫酸高铁浸出剂，然后从流出的浸出液中回收金属。n原原位位浸浸出出法法是
24、是利利用用自自然然或或人人工工形形成成的的矿矿区区地地面面裂裂缝缝，将将细细菌菌酸酸性性硫硫酸酸高高铁铁浸浸出出剂剂注注入入矿矿床床中中，然然后后从从矿矿床床中中抽抽出出浸浸出出液液回回收收金金属属。三三种种方方法法都都注注重重温温度度、酸酸度度、通通气气和和营营养养物物质质堆堆菌种影响，促使细菌能最佳的发挥浸矿作用。菌种影响，促使细菌能最佳的发挥浸矿作用。工业固废中有价成分的提取原理（4 4）微生物冶金的其它用途）微生物冶金的其它用途 菌菌体体直直接接吸吸附附金金等等贵贵重重和和稀稀有有金金属属，如如曲曲霉霉从从胶胶状状溶溶液液中中吸吸附附金金的的能能力力是是活活性性碳碳的的1113倍倍，有
25、的藻类每克干细胞可吸附有的藻类每克干细胞可吸附400mg的金；的金； 微微生生物物对对煤煤脱脱硫硫，有有的的细细菌菌对对煤煤中中的的无无机机硫硫的的脱出率可达脱出率可达96%非非金金属属矿矿用用微微生生物物脱脱除除金金属属，如如用用于于生生产产陶陶瓷瓷的矿业废物，如用黑曲霉脱出其中的铁等。的矿业废物，如用黑曲霉脱出其中的铁等。工业固废中有价成分的提取原理工业固废中有价成分的提取原理2. 生物浮选技术生物浮选技术n生物浸出的对象主要是硫化物生物浸出的对象主要是硫化物。因为微生。因为微生物对含硫废物具有很强的氧化溶浸能力，物对含硫废物具有很强的氧化溶浸能力，而对本身已与氧紧紧结合的非硫废物氧化而对
26、本身已与氧紧紧结合的非硫废物氧化溶浸能力很弱。溶浸能力很弱。n非硫废物不像含硫废物那样可采用生物冶非硫废物不像含硫废物那样可采用生物冶金技术，金技术，主要是以微生物作为浮选剂对废主要是以微生物作为浮选剂对废物中的金属采取浮选分离技术物中的金属采取浮选分离技术。工业固废中有价成分的提取原理（1）微生物的表面性质n自自然然界界存存在在的的许许多多生生物物都都具具有有与与浮浮选选矿矿药药剂剂类类似似的的优优异异性性能能如如电电性性、疏疏水水性性，另另外外还还具具有有选选矿矿药药剂剂所所不不具具备备的的优异性能，如优异性能，如生长繁殖和吸附生长生长繁殖和吸附生长等性能。等性能。n不不同同的的微微生生物
27、物表表面面带带电电量量和和电电性性不不同同，通通常常革革兰兰阳阳性性菌菌的的等等电电点点为为pH2.03.0，革革兰兰阴阴性性菌菌的的等等电电点点为为pH45。n微微生生物物还还具具有有不不同同程程度度的的润润饰饰性性。微微生生物物表表面面的的润润饰饰性性主主要要取取决决于于微微生生物物表表面面脂脂肪肪酸酸基基等等疏疏水水基基团团所所占占面面积积和和表表面面水水区区面面积积之之比比。比比值值大大，则则微微生生物物表表面面的的疏疏水水性性强强，比值小，则微生物表面的亲水性强。比值小，则微生物表面的亲水性强。工业固废中有价成分的提取原理（1）微生物表面性质在废物处理中的作用）微生物表面性质在废物处
28、理中的作用n调整和改变废物表面的湿润性调整和改变废物表面的湿润性只要微生物表面的只要微生物表面的电性和废物表面的电性有助于微生物在废物表面吸附，电性和废物表面的电性有助于微生物在废物表面吸附，微生物必定能吸附于废物表面微生物必定能吸附于废物表面n浮选调节剂浮选调节剂微生物在废物表面吸附，不但可减少微生物在废物表面吸附，不但可减少废物表面净电荷，还可以通过废物表面静电荷的减少，废物表面净电荷，还可以通过废物表面静电荷的减少，调节废物的抑制、活化、分散和絮凝等状态调节废物的抑制、活化、分散和絮凝等状态n废物捕收剂废物捕收剂吸附于废物表面的微生物，本身具有吸附于废物表面的微生物，本身具有疏水性，则在
29、中和或改变废物表面电性的同时，还可疏水性，则在中和或改变废物表面电性的同时，还可改变废物表面的疏水性，这种微生物就相当于捕收剂。改变废物表面的疏水性，这种微生物就相当于捕收剂。疏水性微生物在微细粒废物表面吸附还可以导致微细疏水性微生物在微细粒废物表面吸附还可以导致微细粒废物形成疏水聚团而浮选。粒废物形成疏水聚团而浮选。工业固废中有价成分的提取原理（2）微生物浮选药剂微生物浮选药剂包括微生物絮凝剂、调整剂、捕收剂等。微生物浮选药剂包括微生物絮凝剂、调整剂、捕收剂等。n微微生生物物絮絮凝凝剂剂许许多多固固体体废废物物以以微微粒粒状状态态存存在在，如如赤赤泥泥、尾尾矿矿中中的的一一些些有有价价颗颗粒
30、粒。常常需需通通过过絮絮凝凝剂剂增增大大微微细细颗颗粒粒度度的的方方式式加加以以回回收收。常常用用絮絮凝凝剂剂为为聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺，它它能能使使微微细细颗颗粒粒形形成成亲亲水水絮絮团团。浮浮游游类类和和草草分分枝枝杆杆菌菌等等，它它们们也也具具有有选选择择性性的的絮絮凝凝微微细细颗颗粒粒的的作作用用。特特别别是是一一些些带带电电量量较较高高又又具具有有疏疏水水性性的的微微生生物物，它它们们形形成成絮絮团团的的速速度度更更快快，得得到到的的絮絮团团更更紧紧密密。由于是疏水絮团，后续脱水更容易。由于是疏水絮团，后续脱水更容易。n微微生生物物絮絮凝凝剂剂的的作作用用主主要要是是通通过过桥桥键键作
31、作用用将将微微细细颗颗粒粒连连接接成成一一种种松松散散的的、网网络络状状的的聚聚集集状状态态，微微生生物物絮絮凝凝剂剂也也具具有有这这一一作作用用。若若吸吸附附于于颗颗粒粒表表面面的的微微生生物物同同时时具具有有疏疏水水性性，则则它对颗粒还具有疏水作用力。它对颗粒还具有疏水作用力。工业固废中有价成分的提取原理微生物调整剂n微生物对废物颗粒的调整作用不仅可通过微生物在微生物对废物颗粒的调整作用不仅可通过微生物在废物颗粒表面的直接吸附来实现，对于含硫化物的废物颗粒表面的直接吸附来实现，对于含硫化物的废物，微生物还可以通过其表面氧化作用实现对其废物，微生物还可以通过其表面氧化作用实现对其表面的调整。
32、表面的调整。n如黑曲霉及代谢产物能直接吸附于废物表面，引起如黑曲霉及代谢产物能直接吸附于废物表面，引起某些废物（重晶石、方解石）表面捕收剂的解吸，某些废物（重晶石、方解石）表面捕收剂的解吸，酵母菌和蓝绿水草能通过直接吸附酵母菌和蓝绿水草能通过直接吸附明显抑制明显抑制某些废某些废物（方解石、重晶石等）的捕收性能。在含硫铁矿物（方解石、重晶石等）的捕收性能。在含硫铁矿的废物浮选中，常用氧化铁硫杆菌和氧化亚铁硫杆的废物浮选中，常用氧化铁硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌氧化抑制硫化物。实现含硫废物和其他废物的分菌氧化抑制硫化物。实现含硫废物和其他废物的分选。选。工业固废中有价成分的提取原理微生物捕收剂 n微微生
33、生物物本本身身可可以以作作为为捕捕收收剂剂使使用用外外，微微生生物物产产生生的的代代谢谢产产物物，如如糖糖脂脂，脂脂肽肽、多多糖糖脂脂类类复复合合物物、磷磷脂脂、脂脂肪肪酸酸和和中中性性脂脂等等表表面面活活性性剂剂，都都可可以以作作为为浮浮选选捕捕收剂使用。收剂使用。n微微生生物物代代谢谢产产物物（表表面面活活性性剂剂），在在适适当条件下也可以作为当条件下也可以作为气泡剂气泡剂使用。使用。工业固废中有价成分的提取原理3. 生物转化技术生物转化技术n生生物物转转化化原原理理在在固固体体废废物物中中存存在在的的有有机机物物主主要要有有纤纤维维素素、碳碳水水化化合合物物、脂脂肪肪和和蛋蛋白白质质等等
34、，这这些些复复杂杂有有机机物物在在不不同同的的条条件件下下有有不不同同的的分分解解产产物物。在在好好氧氧环环境境中中的的完完全全降降解解产产物物是是简简单单的的无无机机化化合合物物如如CO2、H2O、PO3-、NH3等等，在厌氧环境中的降解产物在厌氧环境中的降解产物n应应用用前前景景利利用用微微生生物物的的代代谢谢作作用用分分解解转转化化有机固体废物已在工业上得到广泛应用。有机固体废物已在工业上得到广泛应用。工业固废中有价成分的提取原理三、浸出液中目的组分的提取与分离原理三、浸出液中目的组分的提取与分离原理从从浸浸出出液液中中提提取取和和分分离离目目的的组组分分可可采采取取离离子子沉沉淀淀、置
35、置换换沉沉淀淀、电电沉沉积积、离离子子交交换换、溶剂萃取等化学方法。溶剂萃取等化学方法。离子沉淀离子沉淀n利利用用沉沉淀淀剂剂使使浸浸出出液液中中的的某某种种离离子子选选择择性性呈呈难难溶溶氢氢氧氧化化物物、硫硫化化物物及及各各种种盐盐类类沉沉淀淀的的过过程程，包包括括中中和和沉沉淀淀、硫硫化化物物沉沉淀淀和和其其他难溶盐沉淀等。他难溶盐沉淀等。工业固废中有价成分的提取原理（1）中和沉淀）中和沉淀n除除部部分分碱碱金金属属和和个个别别碱碱土土金金属属之之外外，大大多多数数金金属属在在水水溶溶液液种种会会以以难难溶溶氢氢氧氧化化物物沉沉淀淀形形式式析析出出，这这一一过过程程成成为为水水解解沉沉淀
36、，其反应通式为：淀，其反应通式为：n当水解反应达平衡时，可以推导出沉淀的当水解反应达平衡时，可以推导出沉淀的pH表达式表达式:n式式中中，Kw为为水水的的离离子子积积；Ksp为为氢氢氧氧化化物物的的溶溶度度积积；n为为金金属属离离子子价价数数；Men+为为金金属属离离子子的的活活度度。因因此此，在在一一定定温温度度下下，金金属属形形成成氢氢氧氧化化物物的的pH值值与与金金属属本本性性（Ksp）、金金属属离离子子活活度度及及价价数数有有关关。对对具具体体的的氢氢氧氧化化物物。其其、均均为为定定值值，此此时时pH值值与与lgaMen+构构成成线线性性关关系系。如如果果假假定定时时a=1开开始始沉沉
37、淀淀，a=10-5时时沉沉淀淀完完毕毕，则则可可以以根根据据这这一一线线性性关关系系作作图图或计算出金属离子开始沉淀或者完全沉淀的或计算出金属离子开始沉淀或者完全沉淀的pH值。值。工业固废中有价成分的提取原理（2）硫化物沉淀）硫化物沉淀n绝大多数金属硫化物的溶度积均很小，因此也可以通过硫化物沉淀来回收绝大多数金属硫化物的溶度积均很小，因此也可以通过硫化物沉淀来回收金属。用作沉淀剂的硫化物有金属。用作沉淀剂的硫化物有Na2S和和H2S，在金属提取中多用，在金属提取中多用H2S。金属。金属硫化物的溶解反应为：硫化物的溶解反应为：n当水解反应达平衡时，有溶度积。当水解反应达平衡时，有溶度积。n常温下
38、气态在溶液中分步电离，其离解反应为：常温下气态在溶液中分步电离，其离解反应为：n根据平衡常数可以推导出根据平衡常数可以推导出:在在一一定定的的温温度度下下，金金属属形形成成硫硫化化物物沉沉淀淀的的pH值值与与金金属属硫硫化化物物本本性性（Ksp）、金金属属离离子子活活度度及及价价数数有有关关。对对具具体体的的硫硫化化物物沉沉淀淀，其其为为定定值值，此此时时值值与与构构成成线线性性关关系系。如如果果假假定定a=1时时开开始始沉沉淀淀，a=10-5时时完完全全沉沉淀淀，则则可可以以根根据据这这一一线线性性关关系系作作图图或或者者计计算算出出金金属属离离子子开开始始沉沉淀淀或或完完全全沉沉淀淀的的pH值。值。工业固废中有价成分的提取原理（3）其他盐类沉淀）其他盐类沉淀n除除硫硫化化物物以以外外，还还有有许许多多金金属属盐盐类类难难溶溶于于水水，可可用用来来分分离离和和回回收收金金属属，如如某某些些金金属属的的磷磷酸酸盐盐、砷砷酸酸盐盐、碳碳酸酸盐盐、草草酸酸盐盐、氟氟化化物物、氯氯化化物物等等，它它们们在在工工业业上上都都有有应应用用，沉沉淀淀反反应应式：式：工业固废中有价成分的提取原理
