通过应用外部磁场,利用A.铁氧化物进行废旧离子电池的增强生物洗

科学领域:

• *环境科学与工程 *环境科学与工程
• * 生物技术和微生物学
• * 材料科学和回收利用

背景情况:

• *回收使用的离子电池 (LIB) 对于可持续的资源管理和缓解关键金属 (Li,Co,Ni) 供应链风险至关重要.
• *生物溶解为传统的金属回收方法提供了经济和环保的替代方案,但其反应速度较慢.
• * 酸性细菌铁氧化菌 (A. ferrooxidans) 是一种酸性细菌,是LIB生物溶解的有前途的代理物,以其Fe2+氧化代谢和磁性纳米颗粒的产生而闻名.

研究的目的:

• * 通过使用外部静态磁场来研究加速LIB生物化动力学的潜力.
• * 确定最佳的磁场强度,以提高从已耗尽的LIB中提取金属的强度.
• * 评估磁场应用对生物炼的效率和成本效益的影响.

主要方法:

• *使用A. ferrooxidans在不同静态磁场强度下,对使用过的LIB进行生物化.
• *优化磁场强度 (测试高达3mT) 和纸密度 (3 w/v %).
• * 量化Li,Ni和Co漏效率随着时间的推移使用感应合等离子体 (ICP) 分析.

主要成果:

• * 一个3mT的静态磁场被认为是最佳的,在2天内达到100%的浸效率,而在没有磁场的4天内达到57%.
• * 在最佳磁场下,Ni和Co的漏效率增加了近三倍,在4天内超过80%.
• *磁场显著增强了生物炼动力学,提高了整体工艺效率和成本效益.

结论:

• *使用A. ferrooxidans的磁场辅助生物清洗可大幅改善已耗尽LIBs的回收动力学.
• *这种方法提供了一种具有成本效益和环保的方法,用于从稀缺资源中回收关键原材料.
• *这些发现为工程化生物化过程开辟了道路,并可能修改酸性细菌以提高磁性响应.