环境科学学报  2017, Vol. 37 Issue (9): 3356-3363
废旧锌锰电池生物淋滤-水热法制备纳米锰锌铁氧体    [PDF全文]
牛志睿 , 李彤 , 苏沉 , 韩爽     
延安大学石油工程与环境工程学院, 延安 716000
摘要: 以氧化硫硫杆菌(A. thiooxidans)和氧化亚铁钩端螺旋菌(L. ferrooxidans)为混合淋滤菌株对废旧锌锰电池进行了生物浸提,并以获取的淋滤液为前驱体,采用水热法制备出系列锰锌铁氧体软磁材料(Mn1-xZnxFe2O4x=0.2~0.8);结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能谱(SEM-EDX)、振动样品磁强计(VSM)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、热重-差热分析(TG-DTA)等表征手段对制备材料的结构、形貌、磁学性能和稳定性进行分析.结果表明,在5%固液比(质量体积比,5 g/100 mL,以下均表述为"5%固液比")下,经过5 d的外源酸调控生物浸提,分别获得了84.5%、63.2%的Zn、Mn浸出效率;当Zn:Mn:Fe=0.4:0.6:2.0(物质的量比,即x=0.4)时,制备的纳米级Mn0.6Zn0.4Fe2O4性能最优,属纯相的立方尖晶石结构,颗粒分布均匀,饱和磁化强度(Ms)、剩余磁化强度(Mr)和矫顽力(Hc)分别为68.9 emu·g-1、4.7 emu·g-1和53.6 Oe,具有热稳定性和耐酸碱性,有望成为一种新型的水处理磁性材料.
关键词: 废旧锌锰电池     生物淋滤     水热合成     锰锌铁氧体    
Preparation of Mn-Zn ferrite from spent Zn-Mn batteries using bioleaching liquor as precursor
NIU Zhirui , LI Tong, SU Chen, HAN Shuang    
School of Petroleum and Environment Engineering, Yan'an University, Yan'an 716000
Received 16 January 2017; received in revised from 1 April 2017; accepted 6 April 2017
Supported by the Shaanxi High-Level University of Special Fund Program(No.2013SXTS03), the Science and Technology Innovation Team Foundation of Yan′an(No.2015CHTD-04), the Yan′an University Doctor Scientific Research Start Fund Project (No.YDBK2017), the Yan′an University Guiding Project(No.YDY2017-10) and the Yan′an University Undergraduate Training Programs for Innovation and Entrepreneurship(No.D2016042)
Biography: NIU Zhirui(1975—), male, associate professor(Ph.D.), E-mail:niuzhirui@yau.edu.cn
*Corresponding author: NIU Zhirui, E-mail:niuzhirui@yau.edu.cn
Abstract: A.thiooxidans and L. ferriphilumand were used for bioleaching Zn/Mn from the spent Zn-Mn batteries electrode materials, and then the series of Mn-Zn ferritet soft materials (Mn1-xZnxFe2O4, x=0.2~0.8) were prepared by using hydrothermal synthesis method through bioleaching leachate as a precursor. In addition, the structure, morphology, magnetic properties and stability of the products were characterized by using XRD, SEM-EDX, VSM, TEM, FT-IR and TG-DTA. Experimental results show that the release efficiency were 84.5% for Zn and 63.2% for Mn under the condition of 5% solid content and 5-day exogenous acid to regulate bioleaching. The results indicate that Mn0.6Zn0.4Fe2O4 nanoparticle had a good magnetic separation property, thermal stability and higher acid-basic resistance. The prepared nanoparticles subordinated to pure cubic spinel structure with homogeneous particulate distribution, and its saturation magnetization, remanent magnetization and coercivity were 68.9 emu·g-1, 4.7 emu·g-1 and 53.6 Oe, respectively. It is expected to be a new magnetic material for water treatment.
Key words: spent Zn-Mn batteries     bioleaching     hydrothermal method     Zn-Mn ferrite    
1 引言(Introduction)

废旧锌锰电池中约含12%~28%的锌和26%~45%的锰,是潜在的锌、锰资源(Sayilgan et al., 2009),但锌、锰元素主要以ZnMn2O4、Mn2O3、Mn3O4、MnO2等物质混合存在电极材料中,较难分离(Belardi et al., 2011; 牛志睿等, 2015).在采用湿法冶金技术,如电积(Rácz et al., 2013)、萃取(Kellie et al., 2011)、序批沉淀(Quintanilha et al., 2014)等回收时,需要更高的工艺条件和成本.近年来,国内外学者利用强酸浸提废旧锌锰电池中的锌、锰离子,继而将淋沥液作为前驱体成功制备出附加值较高的锰锌铁氧体软磁材料(Peng et al., 2008; Song et al., 2015; Xiao et al., 2009; Nalbandian et al., 2012; Wu et al., 2012).如Gabal等(2013a2013b2014) 采用溶胶-凝胶、自蔓延高温等方法合成出纳米级锰锌铁氧体;席国喜等(2007)利用共沉淀、水热等方法制备锰锌铁氧体.然而,这种以高浓度强酸为主要工作介质的湿法浸提工艺对设备材料和安全的要求很高.此外,锌锰电池中不溶于酸的ZnMn2O4、MnO2等占有很高的比例(Belardi et al., 2011; 牛志睿等, 2015),还需添加还原性物质如H2O2、SO2、葡萄糖、乳酸(Senanayake et al., 2010; Agnieszka et al., 2014),才能获得锰的高效浸提,这无疑又增加了回收成本.

相比而言,生物淋滤技术在操作上具有常温、常压的特点(Brierley et al., 2013),在废旧电池资源化领域受到越来越多的关注(Cerruti et al., 1998; Zhao et al., 2008; Mishra et al., 2008; Xin et al., 2012),并用以浸提回收Co、Li、Ni、Mn和Zn等有价金属.Cerruti等(1998)首次利用T. ferrooxidans菌株对废旧镍氢电池进行了生物浸提,在0.2%的固液比下,分别获得了87.5%、84.6%的镍、镉浸提率;Mishra等(2008)研究了A. ferrooxidans对废旧锂离子电池的生物浸出,在0.5%固液比下,得到了65%的钴溶出效率.最近,本课题组利用硫氧化菌和亚铁氧化菌浸提废旧锌锰电池,在1%固液比下,分别获得了100%锌、94%锰的溶出率,表明该技术运用于浸提废旧电池中有价金属的可行性;但同时也存在淋滤时间长、高固液比淋滤效率低的问题(Xin et al., 2012).

研究表明(Song et al., 2015),在软磁材料湿法制备方法中,化学共沉淀法简单易行,但成品的粉体团聚较难克服;溶胶-凝胶、自蔓延高温合成的产品颗粒均匀、粒径小、比表面积大、活性较强,但制作成本及工艺要求较高(Gabal et al., 2013a2013b);而水热法以水作为溶剂在密闭的压力容器合成,有效地降低了团聚现象,成品性能优,操作也较为简单(Rath et al., 1999).除制备方法外,软磁材料的性能还与制备工艺参数的选取有关,这也引起了研究者的极大关注(Gabal et al., 2014; Kim et al., 2009),其中,锰锌铁氧体(Mn1-xZnxFe2O4)的锰、锌物质的量比(即x值)选取更是研究的热点之一,它也决定了成品的晶格参数及磁学性能(Iqbal et al., 2013).

基于此,本文以废旧锌锰电池(5%固液比)为研究对象,优化生物淋滤溶出效果,并对获取的废电池生物淋滤液采用水热法制备锰锌铁氧体软性材料,考察不同锰、锌物质的量比对产品性能的影响,同时对制备的产品进行微观表征和性能测试,为废旧锌锰电池资源化利用提供理论依据.

2 材料与方法(Materials and methods) 2.1 废旧锌锰电池材料预处理

实验所用的废旧锌锰电池由延安大学废旧电池收集点提供,切割并手工去除金属皮、碳棒等单一组分,收集电池正、负极材料,碾磨成粉状,过100目筛,60 ℃烘干,混合均匀后装瓶备用.利用X射线荧光光谱(XRF-1800, Shimdzu)对粉末样品进行定性成分分析,由表 1可知,主要成分为锌、锰氧化物,其含量达到78.19%.此外,还含有其它一些杂质成分,较为复杂,但质量分数相对较低.经微波消解-原子吸收分光光度计(AAS, AA-6300C Shimdzu)测定,电池粉末中Zn、Mn的含量分别为210、305 mg·g-1.

表 1 废旧电池粉末的XRF成分分析 Table 1 XRF Analysis of spent batteries powder
2.2 生物淋滤实验

实验以氧化硫硫杆菌(A. thiooxidans)和氧化亚铁钩端螺旋菌(L. ferrooxidans)为混合淋滤菌株,元素硫和硫酸亚铁为混合能源底物,定期接种培养(Xin et al., 2012);分别按5%(体积比)的比例接种2种菌株到淋滤培养液中,其中,培养液中含有的营养盐和能源底物(g·L-1)为:(NH4)2SO4 2.0,KH2PO4 1.0,MgSO4·7H2O 1.0,CaCl2 0.25,S 10,FeS2 10.按100 mL每瓶分装于250 mL三角瓶中,并在150 r·min-1的摇床中恒温(35 ℃)培育;培养5 d之后,待淋滤培养基的pH为1.0左右,再将5 g电池粉末加入到三角瓶中,然后连续摇床培养进行5 d的生物浸提,期间以5 mol·L-1 H2SO4每间隔24 h调节淋滤液pH至2.0,以减轻碱性物质对淋滤菌株活性的危害;定期取样并于7000 g下离心10 min后测定Zn、Mn浓度,实验均3次重复并做不调酸生物淋滤和纯化学过程调酸(pH=2.0) 的对照.

2.3 锌锰铁氧体制备 2.3.1 锌锰铁氧体前驱体准备

取过滤后的生物淋滤液150 mL,测定其锰、锌、铁含量,按元素物质的量比计算需要补加硫酸锰、硫酸锌和硫酸铁的量,使得Mn1-xZnxFe2O4中的x分别为0.2、0.4、0.6、0.8,并做纯化学试剂对比实验.

2.3.2 pH控制

按Fe:NaOH=1:5(物质的量比)的比例计算并称量NaOH,溶解在50 mL的蒸馏水中.在30 ℃的条件下将配制好的NaOH溶液滴加入淋滤液中(pH约为13);同时,利用油浴锅进行升温控制,10 min升温到60 ℃并滴加完毕;然后升高反应温度,保持90 ℃反应1 h,期间磁力搅拌使NaOH与淋滤液中的金属离子充分接触,反应如下:

(1)
(2)
2.3.3 水热相转化合成

将通过反应式(2) 得到的溶液装入到水热反应釜中,于180 ℃下反应2 h进行高温相转化合成锌锰铁氧体,相转化反应如式(3) 所示(Ishikawa et al., 1998).

(3)
2.3.4 后处理

反应结束后在室温条件下陈化12 h,待溶液分层后移去上清液,将所得黑色液体于4000 g下离心10 min后得到粗成品,用蒸馏水及乙醇交替洗涤至洗涤液中性,离心去除上清液后置于烘箱中60 ℃烘干,研磨即得锰锌铁氧体成品.

2.4 锰锌铁氧体表征分析

利用X射线衍射(XRD, Shimdzu 6000)、扫描电镜(SEM, Hitachi-S4800)、透射电镜(TEM, JEM-3100F)、红外光谱(FT-IR, NICOLET IS10)、热重-差热分析(TG-DTA, 6200 LAB SYS)和震动样品磁强计(VSM, Lake Shore 7410) 等表征手段对制备的锰锌铁氧体进行样品的结构、形貌及磁学特性和热稳定性分析,并对制备样品进行24 h耐酸碱性试验,经AAS测定Mn2+、Zn2+、Fe3+浓度.

3 结果与分析(Results and analysis) 3.1 废旧锌锰电池生物淋滤

图 1a为5%固液比下不同淋滤体系中锌、锰离子溶出浓度随时间的变化关系.淋滤5 d后,锌、锰的最大溶出浓度(最大溶出率)分别达到8873 mg·L-1(84.5%)和9640 mg·L-1(63.2%);纯生物淋滤的锌、锰溶出率分别为65%和35%;纯化学调酸的锌溶出率为68%,而锰溶出率仅为25%;同时,生物过程酸用量仅为纯化学过程的1/10,生物过程调酸技术比较经济且作用显著.此外,在淋滤过程中还发现,不同体系中铁离子均呈现下降趋势(图 1b),对比图 1a可知,铁离子的浓度与锌、锰的浸出存在一定的关联性,后文将重点讨论其对淋滤过程的重要性.

图 1 5%固液比下不同淋滤体系的锰、锌溶出浓度(a)及Fe3+和Fe2+浓度变化关系(b) Fig. 1 The dissolution concentration of Mn and Zn (a) and the changes of Fe3+ and Fe2+ concentration (b) of the different leaching systems at 5% pulp density
3.2 锰锌铁氧体制备及表征分析

实验中通过调节不同x值得到了4种产品:Mn0.8Zn0.2Fe2O4、Mn0.6Zn0.4Fe2O4、Mn0.4Zn0.6Fe2O4和Mn0.2Zn0.8Fe2O4.

3.2.1 XRD分析

图 2是不同x值下制备的软磁材料的XRD图,图 3为纯化学试剂的对比实验结果.由图 2可知,除x=0.8制备的软磁材料的特征峰不明显外,其他峰值位置及相对强度与尖晶石锰锌铁氧体标准特征峰相吻合匹配,其中,x=0.4时软磁材料的特征峰最显著(PDF#74-2401),包括了(111)、(220)、(311)、(222)、(400)、(422)、(511) 和(440) 等面.由Jade软件分析计算可知(表 2),产品的实验平均晶胞参数(a)与标准卡片的理论参数较为吻合(x=0.8时软磁材料的特征峰不明显,数据未给出).根据Scherrer公式还可计算产品的平均粒径,由表 2可知,制备的产品均为纳米级产品,其中,x=0.4时制备的软磁材料的计算平均粒径(DXRD)最小为16.8 nm.此外,通过不同x值纯化学试剂制备对比实验发现,纯化学试剂与生物淋滤液制备的锰锌铁氧体XRD谱图无差异(图 3x=0.4),说明在控制一定x值下,以生物淋滤液为前驱体制备锰锌铁氧体是可行的且能保证产品质量.

图 2 不同x值下制备的锰锌铁氧体的XRD谱图 Fig. 2 The XRD patterns of the Mn-Zn ferrite with the different x value

图 3 生物淋滤和纯化学试剂制备的锰锌铁氧体(x=0.4) 的XRD谱图 Fig. 3 The XRD patterns of the Mn-Zn ferrite prepared from bioleaching liquor and from pure chemical reagent with x=0.4

表 2 水热法合成Mn1-xZnxFe2O4的结构及磁性参数 Table 2 Structural and magnetic data of the as-prepared Mn1-xZnxFe2O4 using hydrothermal method
3.2.2 TEM、SEM-EDX分析

图 4为不同x值下制备的锰锌铁氧体材料的TEM图.可以明显看出,所制备材料的纳米级立方晶体颗粒因为磁性特性而有很强的聚集、团聚或呈线条状链接,从图 5制备的Mn0.6Zn0.4Fe2O4样品SEM图也可看出这个现象;对比成品的XRD计算晶体粒径(表 2)和TEM测量的晶体粒径可知,2种粒径的匹配程度较高,除x=0.2外,其余均随x值的增大而增大.此外,EDX分析结果(表 3)也表明,Mg、Al和Si元素含量很低,表明样品纯度较高.

图 4 不同x值下制备的锰锌铁氧体的TEM谱图(a.x=0.2, b.x=0.4, c.x=0.6, d.x=0.8) Fig. 4 The TEM image of the Mn-Zn ferrite with different x value

图 5 Mn0.6Zn0.4Fe2O4样品的电镜扫描图 Fig. 5 The SEM image of Mn0.6Zn0.4Fe2O4

表 3 Mn0.6Zn0.4Fe2O4样品能谱分析 Table 3 The EDX analysis of Mn0.6Zn0.4Fe2O4
3.2.3 VSM分析

图 6为不同x值下制备的锰锌铁氧体磁滞回线图,从磁滞回线中可得到饱和磁化强度(Ms)、剩余磁化强度(Mr)和矫顽力(Hc)等磁性能参数(表 2),且当x=0.4时,磁性性能最优,MsMrHc分别为68.9 emu·g-1、4.7 emu·g-1和53.6 Oe.此外,从图 7也可以直观看出,初始阶段随着x值的升高MsHc值呈上升趋势,在x=0.2~0.6之间存在峰值,然后随x值的增加而迅速下降.

图 6 不同x值下制备的锰锌铁氧体的磁滞回线图 Fig. 6 Hysteresis loops for the Mn-Zn ferrite with different x value

图 7 不同x值的饱和磁化强度和矫顽力变化趋势 Fig. 7 Variation of the saturation magnetization and coercivity with different x value
3.2.4 FT-IR、TG-DTA分析

图 8为不同x值下制备的锰锌铁氧体材料的红外谱图,可以看出,当x为0.2、0.4、0.6时,在550~600 cm-1和380~430 cm-1附近存在2个明显的吸收峰,大的吸收峰属于四面体A位,小的吸收峰归属于八面体B位(Gabal et al., 2014).

图 8 不同x值下制备的锰锌铁氧体的红外谱图 Fig. 8 FT-IR image of Mn-Zn ferrite with different x value

对Mn0.6Zn0.4Fe2O4材料进行了TG-DTA热稳定性分析,测试条件为:空气气氛,升温速率10 ℃·min-1,由室温至900 ℃.图 9为Mn0.6Zn0.4Fe2O4的TG-DTA曲线,从图中的DTA曲线可以看出,对于测试的锰锌铁氧体在整个升温过程中只有一个较宽的氧化放热峰,峰值在400 ℃左右,分析可能是洗涤后残留的痕量有机杂质的氧化峰;此外,由TG曲线可知,在热重温度测试区间质量损失小于原质量的0.1%.

图 9 Mn0.6Zn0.4Fe2O4的TG-DTA谱图 Fig. 9 The TG-DTA patterns of Mn0.6Zn0.4Fe2O4
3.2.5 耐酸碱性试验

为验证Mn0.6Zn0.4Fe2O4材料在酸碱溶液中的稳定性,实验中配制pH=1.0~11.0的酸、碱液,在150 r·min-1、35 ℃恒温摇床进行24 h溶出测试并计算回收率.结果显示(表 4),随着pH的降低锰锌铁氧体中的锰、锌、铁离子均有不同程度的溶出,其中,锌离子的溶出率较大,而铁离子的溶出较少.在pH=3.0条件下,Zn、Mn、Fe元素在24 h总溶出为4.19%,可达到95%以上的锰锌铁氧体的回收率.

表 4 不同pH值下锰、锌、铁离子的溶出率 Table 4 Dissolution of Mn, Zn and Fe from Mn-Zn ferrite with different pH value
4 讨论(Discussion) 4.1 高固液比生物浸提特性

研究表明(Donati et al., 2007),淋滤混合菌最佳生长pH为2.0左右.在淋滤过程中外加酸控制pH=2.0,可以维持淋滤嗜酸菌株生长及活性(Niu et al., 2016),且耗酸量较低,为纯化学淋沥用量的20%.在废旧锌锰电池中,Zn和Mn存在于ZnMn2O4、MnO2、Zn5(OH)8Cl2·H2O和Zn(NH3)2Cl2中(Belardi et al., 2014; 牛志睿等, 2015),Zn2+大部分为可溶盐组分,易从生物酸(H2SO4)或化学酸中溶出;而锰化学酸较难溶出,在生物淋滤中,其氧化物中的浸出源于酸溶解与Fe2+的联合效应,即通过黄铁矿(FeS2)和Fe3+发生的基于Fe3+/Fe2+循环的一系列的生物化学反应(Xin et al., 2012; Niu et al., 2016),其反应机理可表达为:

(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)

从以上的反应机理可知,在废旧锌锰电池生物淋滤过程中,维系Fe3+-Fe2+生物循环是十分重要的.在高固液比下,由于碱性物质及金属离子浓度的增加不利于菌株的生长及活性,会导致铁离子的溶出下降,加之黄钾铁矾的生成,最终抑制了Fe3+-Fe2+生物循环,进而影响了锌、锰离子的溶出(Niu et al., 2016),而在5%固液比下实施过程调酸减轻了碱性物质对菌株的冲击负荷,也抑制了黄钾铁矾的生成,维持较高的锌、锰溶出率,溶出的浓度满足制备锰锌铁氧体的要求.

4.2 制备的锰锌铁氧体性能特征

样品XRD图谱中较宽的峰表明制备样品属于超细微晶颗粒(Gabal et al., 2014),当x取值为0.2时,出现了副反应产物Fe2O3,影响了产品的磁性;当x=0.8时并没有得到Mn0.2Zn0.8Fe2O4产品,这不同于Gabal等(2013a)的研究,在锰锌铁氧体尖晶石结构中,其磁性来源于正四面体(A位)和正八面体(B位)上离子间的超交换作用,而占据A的能力Zn2+>Mn2+,过高或过低的Zn2+可能会影响到2种离子的站位,进而会影响结晶度和磁性.

SEM、TEM图谱反映出的磁性纳米晶体颗粒自成线性的特征也说明制备的软磁材料具有一定的光学和磁性特性(Gabal et al., 2012).当x为0.4时,所制备的产品晶体颗粒最接近球形,颗粒大小均匀,分散程度也较好,但因软磁材料本身磁性特性,仍有团聚现象,这与Gabal等(2013b)的研究一致.此外,Mn0.6Zn0.4Fe2O4样品中的Mn、Zn、Fe和O元素的原子物质的量比为0.6:0.4:1.9:3.7,非常接近Mn0.6Zn0.4Fe2O4理论的物质的量比.

VSM分析发现,x取值显著影响制备样品的磁学性能,并当x=0.4时样品性能最优.Hu等(2011)以废旧碱性锌锰电池为原料,采用化学浸提合成锰锌铁氧体,当x为0.5时,获得了最高的Ms(60.62 emu·g-1)和低的Hc值(30 Oe),制备的材料磁性最优;制备材料的性能与锌、锰物质的量比有关,过高的锌会影响锰离子占据四面体A位和八面体B位,进而导致其净磁矩减小,造成Ms下降,同时也会影响颗粒粒径(Gabal et al., 20122013a),这与上述XRD的分析基本一致,对比生物浸提液、化学浸提和纯化学试剂制备的产品可知,其磁学性能无显著差别.

FT-IR分析发现,当x=0.8时,无明显的吸收峰,因而表现出低的饱和磁化强度,这也与之前的XRD、VSM分析吻合;但这点不同于自蔓延高温合成法(Gabal et al., 2013b),而符合本课题组之前采用沸腾回流-沉淀法的研究结果(Song et al., 2015),这可能与制备工艺有关,特别是2种方法的控制温度和反应剧烈程度差别较大.此外,结合DTA和TG分析可知,Mn0.6Zn0.4Fe2O4软磁材料没有发生热分解、升华或是晶型的转化,具有良好的热稳定性.

在软磁材料行业中,产品中Mg、Al和Si等元素含量低于100~200 mg·kg-1,经测定,本研究制备的产品中这些元素含量在100~300 mg·kg-1左右,可在原料前驱体的准备阶段进行分离纯化,采用杂质选择性沉淀和目标金属(锰、锌)分离纯化手段,但也存在处理成本加大的问题;另外,可开展成品在环保领域的应用研究,如开发新型的水处理磁性材料,作为绿色环保的光响应性催化产品或易于磁分离的吸附剂等.最近Tu等(2013)Chen等(2014)发现,利用废旧锌锰电池制备的锰锌铁氧体材料在重金属离子吸附和染料的光催化降解上效果明显,且使用后固液磁力分离方便,这也为锰锌铁氧体在环境保护领域的使用提供了新的思路.但一般此类废水的pH变动较大,因此,作为吸附剂或光催化剂应具备耐酸碱性.由上述的耐酸碱性试验结果可知,以锰锌铁氧体作为吸附剂,适宜pH应控制在3.0以上,作为光催化剂可适应于碱性印染废水,而这还需要做进一步的深入研究.

4.3 能耗分析

对实验室生物淋滤-水热法制备工艺的能耗进行了初步估算,主要包括用以恒温、搅拌供气的淋滤用水浴摇床和制备反应釜、离心、烘干等,每处理1 kg电池粉末需用耗电37.2 kWh;此外,经核算成品的得率约为20%~30%,即1 kg电池材料产出0.2~0.3 kg成品,按0.5元·kWh-1计算,单位成品的能耗成本在60~90元.近期,本课题组已设计、加工出100 L淋滤-水热反应器,并采取了保温、气泵供气等措施,相比实验室摇瓶实验和反应釜制备,单位产品能耗下降了80%~90%左右,可望实现经济、安全的废旧电池金属离子绿色浸提及高附加值材料的制备.

5 结论(Conclusions)

1) 利用混合菌淋滤废旧锌锰电池,在5%高固液比下实施过程调酸减轻了碱性物质对菌株的冲击负荷,抑制了黄钾铁矾的生成,维持了较高的锌、锰溶出效率.

2) 确定了最优合成条件,当x=0.4时,制备的Mn0.6Zn0.4Fe2O4样品颗粒大小均匀,分散程度较好,MsMrHc分别为68.9 emu·g-1、4.7 emu·g-1和53.6 Oe.

3) 制备的Mn0.6Zn0.4Fe2O4软磁材料具有良好的热稳定性和较高的耐酸碱性,有望成为一种新型的水处理磁性材料.

参考文献
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