电池的污染不仅对环境造成巨大破坏，其中废弃的贵重金属也是资源的极大浪费。近日，发表在《科学通报》上的由北京理工大学化工与环境学院副教授辛宝平撰写的《废旧锂离子电池中贵重金属钴的生物淋滤机理》为回收这些资源提供了技术上的可能。

 

据了解，锂离子电池是目前用量最大的二次电池，所含钴的市价近年已达75万～90万元/吨,钴的溶出和回收一直是废旧锂离子电池处理的热点课题。辛宝平在其论文中论述了废旧锂离子电池中钴的生物淋滤机制，揭示了能源基质类型影响钴淋滤效率的内在原因。

 

辛宝平介绍，电池中的重金属主要以氧化物和氢氧化物的形式存在，而不是以硫化物的形式存在，废旧电池的生物淋滤需要外加大量的还原型物质，如硫磺和亚铁离子，因此其生物淋滤机制可能与矿石、污泥、飞灰和土壤中硫化物的淋滤机制具有很大的不同，但目前对于废旧电池的生物淋滤机制鲜有报道。

 

生物淋滤是指利用特定微生物或其代谢产物的氧化、还原、络合、吸附或溶解作用，将固相中某些不溶性成分分离浸提的一种技术。近年来生物淋滤技术在低品矿石冶金、重金属污染土壤修复、城市污泥重金属脱除和有害飞灰脱毒等许多方面得到广泛研究。目前生物淋滤技术应用最多的是氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌, 主要机制是利用这两类嗜酸性硫杆菌的生物氧化作用及其产生的低pH环境将难溶型重金属变成可溶态。课题组研究了氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌组成的混合菌株对废旧锂离子电池的淋滤特性。

 

辛宝平经研究证实，混合菌株对钴的溶出效率超过90%，而且以硫磺和黄铁矿的混合物为能源基质时，钴的淋滤效率较之以单硫磺或单黄铁矿为能源基质时大幅提高。同时证明了废旧锂离子电池中钴的溶出完全由于生物淋滤的间接机制，并不涉及直接机制。

 

专家认为，该成果较为清晰地说明了电池中钴的溶出机理以及微生物在淋滤过程中的作用，对生物淋滤技术的机理有着启发和补充，同时也为采用生物淋滤技术处理电池污染提供了理论支持，研究结果对锂电池中有价资源的回收具有一定的参考价值。（来源：科学时报 潘希）

 

（《科学通报》，2008, 53(23) 2881-2887 ，辛宝平，李丽）