从废弃的LED灯中可持续地生物提取稀土元素

科学领域:

• * 环境科学 环境科学
• * 材料科学 材料科学
• * 生物技术 * 生物技术

背景情况:

• *稀土元素对现代技术至关重要,包括电子和可再生能源系统.
• *从废物流中有效地回收废弃能源,例如废弃灯,对于可持续性至关重要.
• *生物方法为REE提取提供了一个有希望的替代方案,减少了对苛刻化学过程的依赖.

研究的目的:

• *从废弃的LED (DLED) 灯中开发和优化一种生物除方法来提取可再生能源,特别是 (Nd) 和 (Pr),从废弃的LED灯中提取.
• *研究使用Acidithiobacillus thiooxidans优化生物硫酸生产的方法.
• *确定最大限度地回收REE的最佳条件 (纸密度,时间).

主要方法:

• *通过在9K培养基中使用元素硫的Acidithiobacillus thiooxidans的不同注射量 (2%,5%,10%v/v) 来优化生物硫酸生产.
• *生物化实验,以评估纸密度 (10-50 g/L) 和时间 (3天) 对利用生物生成酸的Nd和Pr回收的影响.
• *使用XRD,FTIR和SEM进行材料表征,以分析浸出对灯具组件的影响.

主要成果:

• * 5%的Acidithiobacillus thiooxidans的注射体量实现了最高的硫酸产量 (10,500 mg/L,160 mM H+).
• *最佳的生物浸条件被确定为10g/L的纸密度和3天的浸时间.
• * 在最佳条件下,得到的 (Pr) 的回收率为43%, (Nd) 的回收率为28%.

结论:

• * 该研究成功地展示了一种优化的生物溶解工艺,用于利用Acidithiobacillus thiooxidans从DLED灯中回收REEs.
• * 工艺参数,特别是纸密度和浸出时间,显著影响了REE回收的效率.
• *这种基于生物的方法提供了一种可行和可持续的方法,用于从电子废物中回收关键的稀土元素.