トリプルチャンバー型微生物燃料電池を用いて、硫化物鉱床から鉄と硫黄を同期的に回収することを可能にしました

A triple-chamber microbial fuel cell enabled to synchronously recover iron and sulfur elements from sulfide tailings.

• Yan Zheng
• Ling Wang
• Yangguang Zhu
• Xiufen Li
• Yueping Ren

抄録

鉄の酸化と微生物の増殖を組み合わせたバイオリーチングは、硫化物鉱床から目的の金属を抽出するためのプロセスとしてよく用いられています。しかし、他の抽出法に比べて浸出速度が遅く、操作時間が長く、効率が悪いことが、目的元素の回収には不向きである最大の理由である。トリプルチャンバー型微生物燃料電池（MFC）を用いて、バイオ溶出したFe/FeとSOをその場で除去することで、硫化物鉱滓の溶解度を高めることを検討した。硫化物鉱滓に含まれる鉄分107.9%及び硫黄分99.8%を50時間かけてバイオリーチし、鉄分80.0%及び硫黄分22.1%を同期回収した。その結果、Fe(OH)は93.1%まで、S°は90.2%までの高純度の沈殿物が得られた。トリプルチャンバー型MFCの優れた浸出性能は、Acidithiobacillia触媒と電気化学的酸化の相乗効果によるものである。この方法は、従来のバイオリーチングよりも高いバイオリーチング効率を有し、侵襲的な条件が少なく、操作時間が短いことから、潜在的な商業的価値があると考えられる。

Bioleaching by coupling iron oxidization with microbial growth is a process frequently used to extract target metals from sulfide tailing piles. However, the slower leaching, longer operational times, and lower efficiency compared to those of other extracting processes are the most important reasons that make this approach unattractive for the recovery of target elements. A triple-chamber microbial fuel cell (MFC) was explored to elevate the dissolution of sulfide tailings via in-situ removal of bioleached Fe/Fe and SO, during which iron and SO ions were synchronously recovered as Fe(OH) and S° in the first and second cathode chambers, respectively. 107.9 % of iron and 99.8 % of sulfur contained in the sulfide tailings was bioleached over 50 h, with 80.0 % iron and 22.1 % sulfur elements synchronously recovered. The purities of the Fe(OH) and S° precipitates with high metallurgical values were up to 93.1 % and 90.2 %, respectively. The excellent leaching performance of the explored triple-chamber MFC was attributed to the synergistic effect of Acidithiobacillia catalysis and electrochemical oxidation. The explored approach, by virtue of having the higher bioleaching efficiency, less aggressive conditions and shorter operating times than the conventional bioleaching, is of potential commercial value.

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