氧化亞鐵硫桿菌浸提廢舊印刷線路板銅的研究.pdf

1、廢舊印刷線路板的處理與資源化，是電子廢棄物三化（減量化、無(wú)害化、資源化）研究的難點(diǎn)與熱點(diǎn)。微生物濕法冶金技術(shù)具有環(huán)境友好、設(shè)備簡(jiǎn)單、處理成本低等特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)廢舊印刷線路板綠色回收處理的有效途徑。本論文利用微生物濕法冶金中最為重要的細(xì)菌之一—氧化亞鐵硫桿菌，研究了其浸提廢舊印刷線路板過(guò)程中金屬的浸出動(dòng)力學(xué)及機(jī)理，并通過(guò)“搖瓶—柱浸”實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)了氧化亞鐵硫桿菌浸提處理廢舊印刷線路板大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的可能性，側(cè)重分析了加酸穩(wěn)定浸出液pH對(duì)覆層銅

2、浸出的影響。所取得的主要結(jié)論如下:
　　(1)揭示了廢舊印刷線路板加入量，細(xì)菌及附屬部件對(duì)銅浸出的影響機(jī)制，提出了通過(guò)加酸穩(wěn)定浸出液pH值的方法以實(shí)現(xiàn)未拆解附屬部件線路板的浸出處理。研究發(fā)現(xiàn)，氧化亞鐵硫桿菌能夠迅速地把浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+，從而通過(guò)鐵離子循環(huán)過(guò)程實(shí)現(xiàn)銅的快速浸出，浸出液銅離子濃度達(dá)到2120mg/L，相比無(wú)菌浸出時(shí)提高了20倍。當(dāng)增加浸提印刷線路板量時(shí)，以及浸提未拆解附屬部件的線路板時(shí)，浸出過(guò)程將消耗更

3、多的H+，導(dǎo)致浸出液pH迅速升高。pH值升高后，嚴(yán)重影響細(xì)菌氧化活性的表達(dá)，并促進(jìn)Fe3+的水解進(jìn)一步生成黃鉀鐵礬類二次礦物，破壞鐵離子循環(huán)過(guò)程的持續(xù)進(jìn)行。而通過(guò)加入H2SO4補(bǔ)充浸出過(guò)程中的H+消耗，未拆解附屬部件的印刷線路板銅的浸出率由55.3％顯著提高到96.8％，鋅的浸出率由55.7％提高到83.8％。
　　(2)闡明了搖瓶浸出廢舊印刷線路板過(guò)程中金屬浸出動(dòng)力學(xué)過(guò)程及其變化，建立了H+消耗與覆層銅浸出的模型關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，

4、在搖瓶浸出時(shí)，印刷線路板顆粒保持高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有利于浸出劑與生成物通過(guò)外擴(kuò)散層，此時(shí)，廢舊印刷線路板覆層銅的浸出過(guò)程受內(nèi)擴(kuò)散控制。而穩(wěn)定浸出液的pH在2.25(±0.05)時(shí)，能夠抑制浸出液中Fe3+形成黃鉀鐵礬類二次礦物，避免因黃鉀鐵礬類二次礦物的大量產(chǎn)生形成產(chǎn)物層而阻礙浸出劑與生成物的擴(kuò)散，此時(shí)，覆層銅浸出動(dòng)力學(xué)過(guò)程由內(nèi)擴(kuò)散控制過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)槎?jí)動(dòng)力學(xué)控制過(guò)程（化學(xué)控制），并與H+消耗模型保持一致。
　　(3)通過(guò)柱浸實(shí)驗(yàn)研究了廢