混合菌浸取廢棄印刷電路板中銅的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混合菌浸取廢棄印刷電路板中銅的方法，將廢棄印刷電路板(PCBs)預(yù)處理待用，將嗜酸氧化亞鐵硫桿菌和嗜酸氧化硫硫桿菌分別進(jìn)行耐銅馴化培養(yǎng)后，在混合菌培養(yǎng)液中混合培養(yǎng)；在培養(yǎng)時間到達(dá)40h～55h時開始添加PCBs粉末，然后在其他時間點(diǎn)逐點(diǎn)加量添加PCBs粉末，進(jìn)行生物浸取。本發(fā)明的混合菌培養(yǎng)時無需調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH值兩種菌就能均衡生長，同時兩種菌生長時生成大量硫酸和Fe3+用于后期廢棄PCBs粉末中銅的浸取，整個過程效率高、節(jié)省能源。采用前低后高多點(diǎn)添加的方式，在提高廢棄PCBs粉末添加量的基礎(chǔ)上，銅浸取率顯著提高而菌體生長受抑制程度卻相對較小。
【專利說明】混合菌浸取廢棄印刷電路板中銅的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢棄印刷電路板中銅的回收方法，具體涉及一種混合菌浸取廢棄印刷電路板中銅的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)迅猛發(fā)展，電子廢棄物(Waste Electric and Electronic equipment,WEEE)產(chǎn)量不斷上升，廢棄印刷電路板(PrintedCircuitBoards, PCBs)作為WEEE重要組分，通常含有40%左右的金屬，其中金屬銅是主要的成分，含量高達(dá)20%~30%。據(jù)估計，我國每年需要處理PCBs大約在50萬噸以上并且以22%速度增長。如能實現(xiàn)廢棄PCB處理及資源化，既能解決環(huán)境污染問題，又能實現(xiàn)金屬有效回收，將對我國PCBs行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。
[0003]目前從廢棄印刷電路板中提取銅的方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法。物理法在再生資源效果、環(huán)境友善性、工業(yè)應(yīng)用率方面評價指標(biāo)較高，但所使用的機(jī)械設(shè)備投資大、能源消耗量高、維護(hù)費(fèi)用高，因而經(jīng)濟(jì)可行性相對較差；而且產(chǎn)物中金屬之間難以分離?；瘜W(xué)法主要分為火法和濕法，火法雖然具有簡單、方便和回收率高的優(yōu)點(diǎn)，但同時會產(chǎn)生有害氣體，排放大量浮渣等缺點(diǎn)；濕法具有廢氣排放少、提取銅后的殘留物易于處理和工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，但銅浸取率低以及浸出液及殘渣具有毒性。因此將污染少、成本低、反應(yīng)條件溫和的生物法應(yīng)用到廢棄印刷電路板金屬回收中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。
[0004]生物浸取PCBs中的銅具有安全、清潔、高效等特點(diǎn)，已成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。目前應(yīng)用最普遍的微生物為嗜酸氧化硫硫桿菌(A.t)和氧化亞鐵硫桿菌(/L f)。
[0005]例如周培國等(周培國，鄭正，彭曉成等.氧化亞鐵硫桿菌浸出線路板中銅及過程中鐵的變化研究.《環(huán)境污染與防治》;2007 (02):119~122)利用氧化亞鐵硫桿菌浸取廢棄電路板粉末(銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.4%)中的銅，當(dāng)廢棄電路板粉末添加量為100 g/L時，15d左右銅浸取率約為90%。
[0006]中國專利文獻(xiàn)CN 1948524 A (申請?zhí)?00610097382.X)公開了一種廢棄電路板綜合資源化處理方法，向培養(yǎng)基溶液中接種經(jīng)過馴化的氧化亞鐵硫桿菌、氧化亞鐵微螺菌或硫化葉菌菌液進(jìn)行培養(yǎng)，將去除了各種元器件的線路板基板粉碎后，向其中加入培養(yǎng)得到的菌液，在120~160r/min的速度下攪拌浸出10~15天,分離液體和固體；液體用銅萃取劑進(jìn)行萃取，再進(jìn)行反萃取及電解沉積得到金屬銅。
[0007]上述方法均是使用單一的微生物進(jìn)行生物浸取，其金屬浸出時間長，浸出效率低。
[0008] 研究表明，混合菌浸取PCBs中銅是目前最有效的方法。
[0009]例如SADIA 等(Sadia I, Munir M, Shahida BN, Afzal Ghauri M.Bioleachingof metals from electronic scrap by moderately thermophilic acidophilic bacteria.Hydrometallurgy 2007; 88:180 - 8.)利用中溫嗜酸混合菌浸取廢棄電路板粉末(銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.5%)中的金屬，當(dāng)廢棄電路板粉末添加量為10g/L時，18d后銅的浸取率為89%。但是該混合菌浸取方法雖然使用了混合菌，但是浸取時間長、浸取率不如一種細(xì)菌浸取的效率高。這是由于混合菌培養(yǎng)時，提供什么樣的營養(yǎng)底物和外界條件使混合菌能均衡生長，從而不會出現(xiàn)一種過度繁殖而另一種菌被抑制現(xiàn)象至關(guān)重要。此外，細(xì)菌浸取銅能力與其自身生長代謝密切相關(guān)，PCBs添加過程中會抑制細(xì)菌生長進(jìn)而導(dǎo)致銅浸取能力下降，因而如何優(yōu)化PCBs添加方式是實現(xiàn)混合菌高效淋濾PCBs中銅的又一關(guān)鍵因子之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種混合菌培養(yǎng)方法并用其高效浸取廢棄印刷電路板中銅的方法。
[0011]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種混合菌浸取廢棄印刷電路板中銅的方法，包括以下步驟:
①廢棄印刷電路板的預(yù)處理；將拆除了電子元件的廢棄印刷電路板PCBs壓碎并研磨成粉末，研磨得到的廢棄印刷電路板粉末過篩，收集通過篩孔的廢棄印刷電路板粉末待處理。
[0012]②菌種的馴化；將嗜酸氧化亞鐵硫桿菌A ferrooxidans和嗜酸氧化硫硫桿菌A.1AioouWafls分別進(jìn)行耐Cu2+的馴化培養(yǎng),馴化結(jié)束分別得到耐100~200mmol/L Cu2+環(huán)境的尤 ferrooxi dans 和 thiooxidans 待用。
[0013]③混合菌培養(yǎng)；將步驟②馴化培養(yǎng)后得到的A ferrooxidans夭WA.thiooxidans叛照接種量之為1: 1.5~2.5在混合菌培養(yǎng)液中進(jìn)行混合菌培養(yǎng)，培養(yǎng)初始pH為1.5~
1.8，混合菌接種量為混合菌培養(yǎng)液體積的10%~20%。
[0014]④廢棄印刷電路板粉末的添加；待步驟③混合菌培養(yǎng)時間到達(dá)40~55小時，第一次向培養(yǎng)了 40~55小時的混合菌培養(yǎng)體系中加入步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，然后每隔20~25小時再次向混合菌培養(yǎng)體系中加入步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，后一次加入的廢棄PCBs粉末相比前一次增加I~3g/L，IL混合菌培養(yǎng)體系中所加入的廢棄PCBs粉末的總質(zhì)量為28g~36g ;廢棄PCBs粉末加畢待混合菌培養(yǎng)時間到達(dá)175h~200h時，混合菌浸取反應(yīng)結(jié)束；對反應(yīng)后的混合物料進(jìn)行離心分離，收集上層浸出液。
[0015]⑤后處理；將步驟④得到的浸出液用銅萃取劑進(jìn)行萃取，對于得到的含銅萃取液，用反萃取劑進(jìn)行反萃??；然后將得到的含銅反萃液轉(zhuǎn)移入電解槽中進(jìn)行電積得到銅，完成廢棄印刷電路板中銅的回收。
[0016]上述步驟③混合菌培養(yǎng)時，所用的混合菌培養(yǎng)液中各組分的含量為:單質(zhì)硫4.0~6.5g/L,硫酸銨3.5~4.5g/L,磷酸氫二鉀0.45~0.65g/L,七水合硫酸鎂0.45~0.65 g/L,氯化鉀0.1~0.15 g/L,硝酸鈣0.008~0.015g/L,七水合硫酸亞鐵15~18g/L，氯化鈣0.10~0.18g/L ;混合菌培養(yǎng)液溶質(zhì)為水。
[0017]作為優(yōu)選的，步驟③混合菌培養(yǎng)時，所用的混合菌培養(yǎng)液中各組分的含量為:單質(zhì)硫5.2~5.6g/L,硫酸銨3.5~4.5g/L,磷酸氫二鉀0.45~0.65g/L,七水合硫酸鎂
0.45~0.65g/L,氯化鉀0.1~0.15g/L,硝酸鈣0.008~0.015g/L,七水合硫酸亞鐵17~17.5g/L，氯化鈣0.10~0.18 g/L ;混合菌培養(yǎng)液溶質(zhì)為水。
[0018]上述步驟④廢棄PCBs粉末添加時，待步驟③混合菌培養(yǎng)時間到達(dá)40~55小時，向培養(yǎng)了 40~55小時的混合菌培養(yǎng)體系中加入步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，每IL混合菌培養(yǎng)體系中添加4g~6g廢棄PCBs粉末,加入的廢棄PCBs粉末開始進(jìn)行混合菌浸取反應(yīng)；待混合菌繼續(xù)培養(yǎng)20~25小時后，向培養(yǎng)體系中第二次添加步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，每IL混合菌培養(yǎng)體系中添加6g~8g廢棄PCBs粉末，加入的廢棄PCBs粉末開始進(jìn)行混合菌浸取反應(yīng)；待混合菌繼續(xù)培養(yǎng)20~25小時后，向培養(yǎng)體系中第三次添加步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，每IL混合菌培養(yǎng)體系中添加8g~IOg廢棄PCBs粉末，加入的廢棄PCBs粉末開始進(jìn)行混合菌浸取反應(yīng)；待混合菌繼續(xù)培養(yǎng)20~25小時后，向培養(yǎng)體系中第四次添加步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，每IL混合菌培養(yǎng)體系中添加IOg~12g廢棄PCBs粉末，廢棄PCBs粉末添加完畢。
[0019]上述步驟②A ferrooxidans進(jìn)行馴化培養(yǎng)時,將從城市污水處理廠的曝氣池中提取的污泥富集培養(yǎng)，然后分離純化而得到A ferrooxidans -MA.ferrooxidans在9K培養(yǎng)液中培養(yǎng)至對數(shù)期；按照菌種接種量為10%~20% (體積比v/v)、吸取上述菌液轉(zhuǎn)移到Cu2+的濃度為lOmmol/L的培養(yǎng)液中；培養(yǎng)至對數(shù)期后，按照菌種接種量為10%~20%(體積比v/v)、吸取上述菌液轉(zhuǎn)移到Cu2+的濃度為20mmol/L的培養(yǎng)液中培養(yǎng)至對數(shù)期；重復(fù)上述操作，每增加一代菌株的馴化，所用的培養(yǎng)液中Cu2+的濃度相比上一代增加lOmmol/L，從而得到在100~200mmol/L Cu2+環(huán)境中培養(yǎng)至對數(shù)期的A ferrooxi dans 0
[0020]上述步驟②A thiooxidans進(jìn)行馴化培養(yǎng)時，將從城市污水處理廠的曝氣池中提取的污泥富集培養(yǎng)，然后分離純化而得到A thiooxidans ;將尤iAiooxit/a/75.在培養(yǎng)液中培養(yǎng)至對數(shù)期；按照菌種接種量為10%~20% (體積比v/v)、吸取上述菌液轉(zhuǎn)移到Cu2+的濃度為lOmmol/L的培養(yǎng)液中；培養(yǎng)至對數(shù)期后，按照菌種接種量為10%~20% (體積比v/v)、吸取上述菌液轉(zhuǎn)移到Cu2+的濃度為20mmol/L的培養(yǎng)液中培養(yǎng)至對數(shù)期；重復(fù)上述操作，每增加一代菌株的馴化，所用的培養(yǎng)液中Cu2+的濃度相比上一代增加lOmmol/L，從而得到在100~200mmol/L Cu2+環(huán)境中培養(yǎng)至對數(shù)期的A thiooxidans。
[0021]本發(fā)明具有積極的效果:
(I)本發(fā)明進(jìn)行混合菌培養(yǎng)時提供的營養(yǎng)底物和培養(yǎng)條件使嗜酸氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobaci I lus.ferrooxi dans, A.ferrooxi dans)和嗜酸氧化硫硫桿菌iAcidithiobaciIlus.thiooxidans , A.thiooxidans)兩種菌能均衡生長，沒有出現(xiàn)一種菌過度繁殖而另一種菌被抑制現(xiàn)象。此外，本發(fā)明優(yōu)化了廢棄PCBs粉末的添加方式，采用前低后高多點(diǎn)添加的方式，在提高廢棄PCBs添加量的基礎(chǔ)上，銅浸取率顯著提高而菌體生長受抑制程度卻相對較小。
[0022](2)本發(fā)明采用混合菌培養(yǎng)，培養(yǎng)時無需調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH兩種菌就能均衡生長，同時兩種菌生長時生成大量硫酸和Fe3+用于后期廢棄PCBs粉末中銅的浸取，整個過程效率高、節(jié)省能源。
[0023](3)本發(fā)明在進(jìn)行生物淋濾前，對A.ferrooxi dans和A.thi ooxi dans進(jìn)行了耐銅處理，顯著提高兩種菌的耐銅性，促進(jìn)了廢棄PCBs粉末中銅的浸取。
[0024](4))本發(fā)明的整個過程工藝簡單、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
【具體實施方式】
[0025](實施例1)
本實施例的混合菌浸取廢棄印刷電路板中銅的方法包括以下步驟:①廢棄印刷電路板的預(yù)處理。將拆除了電子元件的廢棄印刷電路板PCBs壓碎并研磨成粉末，研磨得到的廢棄PCBs粉末過100 μ m~200 μ m的篩孔(本實施例中研磨得到的廢棄印刷電路板粉末過100 μ m的篩孔)，收集通過篩孔的廢棄PCBs粉末待處理。
[0026]本實施例處理的廢棄PCBs經(jīng)研磨過篩后，對其主要金屬含量進(jìn)行了分析，
主要金屬含量如下表1所示:
表1廢棄印刷電路板粉末中主要金屬含量
-含s (% 冒μI
Cu28.5 士 0.05I
Zn5.6.±0.04
Fb2.5±0.03I
Ni1.6+0.03
Al0.7+0.02
Fe0.3 ±0.01
②菌種的馴化。
[0027](I)嗜酸氧化亞鐵硫桿菌(A.的馴化。將從城市污水處理廠的曝氣池中提取的污泥富集培養(yǎng)， 然后分離純化而得到A ferrooxidans -MA.ferrooxidans
培養(yǎng)液中培養(yǎng)至對數(shù)期，此時菌液中菌濃度上升至IO7細(xì)胞/mL。
[0028]所用9K 培養(yǎng)液每 IL 中包括:44.7g FeSO4.7H20，3.0g (NH4)2SO4, 0.5g K2HPO4,
0.5g MgSO4.7H20, 0.1g KCl，0.01g Ca (NO3) 2，培養(yǎng)液的 pH 值為 2.00。
[0029]按照菌種接種量為10%~20%(體積比v/v)、吸取上述菌液轉(zhuǎn)移到已加入IOOmL新鮮培養(yǎng)液的250mL錐形瓶中，于溫度32 °C，搖床轉(zhuǎn)速為120~200r/min(本實施例中為150r/min)條件下培養(yǎng)至對數(shù)期完成第一代馴化。第一代馴化所用A /培養(yǎng)液其余與上述9K培養(yǎng)液相同，不同之處在于培養(yǎng)液中增加了 Cu2+,培養(yǎng)液中Cu2+的濃度為10mmol/L。
[0030]按照菌種接種量為10%~20% (體積比v/v)、吸取上述第一代馴化后的菌液至新鮮培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng)至對數(shù)期，本次所用培養(yǎng)液中Cu2+的濃度上升至20mmol/L。
[0031]重復(fù)上述操作，將菌液依次轉(zhuǎn)入含30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190和200mmol/L Cu2+的新鮮培養(yǎng)液中馴化培養(yǎng)，培養(yǎng)結(jié)束后，離心去除上清液，收集能耐200 mmol/L的Cu2+的濃度的菌體放冰箱待用。
[0032]上述馴化過程中，每增加一代菌株的馴化，所用的培養(yǎng)液中Cu2+的濃度相比上一代增加lOmmol/L。由于Cu2+濃度升高，所以培養(yǎng)至對數(shù)期(菌濃度為IO7細(xì)胞/mL)所需時間會越來越長。根據(jù)處理的粉末情況，將嗜酸氧化亞鐵硫桿菌在100 mmol/L的Cu2+的濃度下培養(yǎng)至對數(shù)期后也可以停止馴化，從而得到耐100 mmol/L的Cu2+的濃度的A.ferrooxi dans 0
[0033](2)嗜酸氧化硫硫桿菌(A從的馴化。將從城市污水處理廠的曝氣池中提取的污泥富集培養(yǎng)(污水廠采用A2/0處理污水)，然后分離純化而得到A thiooxidans ；將A 在培養(yǎng)液中培養(yǎng)至對數(shù)期，此時菌液中菌濃度上升至IO7細(xì)胞/mL。[0034]所用培養(yǎng)液每IL 中包括:10.0g S0, 0.5g (NH4) 2S04, 0.25g K2HPO4, 0.25gMgSO4.7H20, 0.02g CaCl2.2H20 ;培養(yǎng)液的 pH 值為 4.00。
[0035]按照菌種接種量為10%~20%(體積比v/v)、吸取上述菌液轉(zhuǎn)移到已加入IOOmL新鮮培養(yǎng)液的250mL錐形瓶中，于溫度32 °C，搖床轉(zhuǎn)速為120~200r/min(本實施例中為150r/min)條件下培養(yǎng)至對數(shù)期得到第一代馴化嗜酸氧化硫硫桿菌。
[0036]第一代馴化所用A t培養(yǎng)液其余與上述培養(yǎng)液相同，不同之處在于第一代馴化所用A t培養(yǎng)液中增加了 Cu2+，培養(yǎng)液中Cu2+的濃度為lOmmol/L。
[0037]按照(I)中嗜酸氧化亞鐵硫桿菌(A.f)的馴化方法，將菌液依次轉(zhuǎn)入含20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190 和 200mmol/L Cu2+ 的新鮮培養(yǎng)液中馴化培養(yǎng)至對數(shù)期，培養(yǎng)結(jié)束后，離心去除上清液，收集能耐200 mmol/L的Cu2+的濃度的菌體放冰箱待用。
[0038]根據(jù)處理的粉末情況,將A thiooxidans在100 mmol/L的Cu2+的濃度下培養(yǎng)至對數(shù)期后也可以停止馴化，從而得到耐100 mmol/L的Cu2+的濃度的A thiooxidans。
[0039]即上述馴化過程中，每增加一代菌株的馴化，所用的培養(yǎng)液中Cu2+的濃度相比上一代增加lOmmol/L。由于Cu2+濃度升高，所以培養(yǎng)至對數(shù)期(菌濃度為IO7細(xì)胞/mL)所需時間會越來越長。
[0040]③混合菌培養(yǎng)。將步驟②馴化培養(yǎng)后得到的A ZkrroioriiZafl1S和A thiooxidans按照接種量之為1: 1.5~2.5 (本實施例中為1: 2)在混合菌培養(yǎng)液中進(jìn)行混合菌培養(yǎng)，培養(yǎng)初始pH為1.5~1.8 (本實施例中為1.6)，混合菌接種量為混合菌培養(yǎng)液體積的10%~20%?；旌暇囵B(yǎng)時控制溫度32°C，搖床轉(zhuǎn)速為120~200r/min(本實施例中為150r/min)。
`[0041]混合菌培養(yǎng)液中各組分的含量為:單質(zhì)硫4.0~6.5g/L,硫酸銨3.5~4.5g/L,磷酸氫二鉀0.45~0.65 g/L,七水合硫酸鎂0.45~0.65 g/L,氯化鉀0.1~0.15 g/L,硝酸鈣0.008~0.015 g/L,七水合硫酸亞鐵15~18g/L，氯化鈣0.10~0.18 g/L ;混合菌培養(yǎng)液溶質(zhì)為水，pH為1.5~1.8。
[0042]本實施例中所用的混合菌培養(yǎng)液中各組分的含量為:單質(zhì)硫5.5g/L,硫酸銨4.0g/L,磷酸氫二鉀0.5 g/L,七水合硫酸鎂0.5 g/L,氯化鉀0.1 g/L,硝酸鈣0.01 g/L,七水合硫酸亞鐵17.2 g/L，氯化鈣0.13 g/L, pH為1.6。
[0043]④廢棄印刷電路板粉末的添加。待步驟③混合菌培養(yǎng)時間到達(dá)48小時，向培養(yǎng)了48小時的混合菌培養(yǎng)體系中加入步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，每IL混合菌培養(yǎng)體系中添加4g廢棄PCBs粉末，加入的廢棄PCBs粉末開始進(jìn)行混合菌浸取反應(yīng)。
[0044]待混合菌培養(yǎng)至72小時時，繼續(xù)向培養(yǎng)體系中添加步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，每IL混合菌培養(yǎng)體系中添加6g廢棄PCBs粉末，加入的廢棄PCBs粉末開始進(jìn)行混合菌浸取反應(yīng)。
[0045]待混合菌培養(yǎng)至96小時時，繼續(xù)向培養(yǎng)體系中添加步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，每IL混合菌培養(yǎng)體系中添加8g廢棄PCBs粉末，加入的廢棄PCBs粉末開始進(jìn)行混合菌浸取反應(yīng)。
[0046]待混合菌培養(yǎng)至120小時時，繼續(xù)向培養(yǎng)體系中添加步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，每IL混合菌培養(yǎng)體系中添加IOg廢棄PCBs粉末，加入的廢棄PCBs粉末開始進(jìn)行混合菌浸取反應(yīng)。
[0047]待混合菌繼續(xù)培養(yǎng)至175h~200h(本實施例中為180h)時，混合菌浸取反應(yīng)結(jié)束；測得廢棄印刷電路板粉末中Cu、N1、Zn、Pb浸出率分別為97.3%、92.5%、93.4%、89.6%。
[0048]對反應(yīng)后的混合物料進(jìn)行離心分離，收集上層浸出液。下層固體經(jīng)處理后可作為建筑材料。
[0049]⑤后處理。將步驟④得到的浸出液用銅萃取劑進(jìn)行萃取，對于得到的含銅萃取液，用反萃取劑進(jìn)行反萃取；然后將得到的含銅反萃液轉(zhuǎn)移入電解槽中進(jìn)行電積得到銅，完成廢棄印刷電路板中銅的回收。
[0050]電積時使用鈦板做陽極，銅板做陰極?？刂齐妷簽?.0V,電流密度為350A/m2，pH值為3,極距為Icm,時間為3h,溫度為IO0C0
[0051]所用銅萃取劑為2-羥基-5-十二烷基二苯甲酮肟，反萃取劑為銅電解廢液。
[0052]電積銅的回收率為99%?；厥浙~可達(dá)到國家GB/T 6516-1997標(biāo)準(zhǔn)。
[0053]為了保持電積條件的基本穩(wěn)定，電積溶液要不斷進(jìn)行循環(huán)。本實施例使用鈦板做陽極能高效率地將電流傳遞到電解液以及供陰離子放電用，使得電積效率提高。另外，電積銅的過程中產(chǎn)生的硫酸，可回收再利用。
[0054]本發(fā)明混合菌培養(yǎng)時無需調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH兩種菌就能均衡生長，同時兩種菌生長時生成大量硫酸和Fe3+用于后期廢棄PCBs粉末中銅的浸取，整個過程效率高、節(jié)省能源。另外，本發(fā)明優(yōu)化了廢棄PCBs粉末的添加方式，采用前低后高多點(diǎn)添加的方式，在提高廢棄PCBs粉末添加量的基礎(chǔ)上，銅浸取率顯著提高而菌體生長受抑制程度卻相對較小。
[0055](實施例2至實施 例6)
實施例2至實施例6的混合菌浸取廢棄印刷電路板中銅的方法其余與實施例1相同，不同之處在于:步驟③混合菌培養(yǎng)時所用的混合菌培養(yǎng)液中各組分的含量以及步驟④廢棄印刷電路板粉末的添加時間和添加量，具體見下表2和表3。
[0056]表2步驟③混合菌培養(yǎng)時所用的混合菌培養(yǎng)液中各組分的含量
【權(quán)利要求】
1.一種混合菌浸取廢棄印刷電路板中銅的方法，其特征在于包括以下步驟: ①廢棄印刷電路板的預(yù)處理；將拆除了電子元件的廢棄印刷電路板PCBs壓碎并研磨成粉末，研磨得到的廢棄印刷電路板粉末過篩，收集通過篩孔的廢棄印刷電路板粉末待處理； ②菌種的馴化；將嗜酸氧化亞鐵硫桿菌兒ferrooxidans和嗜酸氧化硫硫桿菌A.1AioouWafls分別進(jìn)行耐Cu2+的馴化培養(yǎng),馴化結(jié)束分別得到耐100~200mmol/L Cu2+環(huán)境的尤 /krrooxi和 iAiooxit/a/75.待用； ③混合菌培養(yǎng)；將步驟②馴化培養(yǎng)后得到的Aferrooxidans和A thiooxidans按照接種量之為1: 1.5~2.5在混合菌培養(yǎng)液中進(jìn)行混合菌培養(yǎng)，培養(yǎng)初始pH為1.5~1.8，混合菌接種量為混合菌培養(yǎng)液體積的10%~20% ； ④廢棄印刷電路板粉末的添加；待步驟③混合菌培養(yǎng)時間到達(dá)40~55小時，第一次向培養(yǎng)了 40~55小時的混合菌培養(yǎng)體系中加入步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，然后每隔20~25小時再次向混合菌培養(yǎng)體系中加入步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，后一次加入的廢棄PCBs粉末相比前一次增加1~3g/L，IL混合菌培養(yǎng)體系中所加入的廢棄PCBs粉末的總質(zhì)量為28g~36g ;廢棄PCBs粉末加畢待混合菌培養(yǎng)時間到達(dá)175h~200h時，混合菌浸取反應(yīng)結(jié)束；對反應(yīng)后的混合物料進(jìn)行離心分離，收集上層浸出液； ⑤后處理；將步驟④得到的浸出液用銅萃取劑進(jìn)行萃取，對于得到的含銅萃取液，用反萃取劑進(jìn)行反萃??；然后將得到的含銅反萃液轉(zhuǎn)移入電解槽中進(jìn)行電積得到銅，完成廢棄印刷電路板中銅的回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合菌浸取廢棄印刷電路板中銅的方法，其特征在于:步驟③混合菌培養(yǎng)時，所用的混合菌培養(yǎng)液中各組分的含量為:單質(zhì)硫4.0~6.5g/L,硫酸銨3.5~4.5g/L，磷酸氫二鉀0.45~0.65g/L，七水合硫酸鎂0.45~0.65 g/L,氯化鉀0.1~0.15 g/L,硝酸鈣0.008 — 0.015 g/L,七水合硫酸亞鐵15~18g/L，氯化鈣0.10~0.18 g/L ;混合菌培養(yǎng)液溶質(zhì)為水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合菌浸取廢棄印刷電路板中銅的方法，其特征在于:步驟③混合菌培養(yǎng)時，所用的混合菌培養(yǎng)液中各組分的含量為:單質(zhì)硫5.2~5.6g/L,硫酸銨3.5~4.5g/L,磷酸氫二鉀0.45~0.65 g/L,七水合硫酸鎂0.45~0.65 g/L,氯化鉀0.1~0.15 g/L,硝酸鈣0.008~0.015 g/L,七水合硫酸亞鐵17~17.5g/L，氯化鈣0.10~0.18 g/L ;混合菌培養(yǎng)液溶質(zhì)為水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合菌浸取廢棄印刷電路板中銅的方法，其特征在于:步驟④廢棄PCBs粉末添加時，待步驟③混合菌培養(yǎng)時間到達(dá)40~55小時，向培養(yǎng)了40~55小時的混合菌培養(yǎng)體系中加入步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，每IL混合菌培養(yǎng)體系中添加4g~6g廢棄PCBs粉末，加入的廢棄PCBs粉末開始進(jìn)行混合菌浸取反應(yīng)；待混合菌繼續(xù)培養(yǎng)20~25小時后，向培養(yǎng)體系中第二次添加步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，每IL混合菌培養(yǎng)體系中添加6g~8g廢棄PCBs粉末，加入的廢棄PCBs粉末開始進(jìn)行混合菌浸取反應(yīng)；待混合菌繼續(xù)培養(yǎng)20~25小時后，向培養(yǎng)體系中第三次添加步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，每IL混合菌培養(yǎng)體系中添加8g~IOg廢棄PCBs粉末，加入的廢棄PCBs粉末開始進(jìn)行混合菌浸取反應(yīng)；待混合菌繼續(xù)培養(yǎng)20~25小時后，向培養(yǎng)體系中第四次添加步驟①預(yù)處理得到的廢棄PCBs粉末，每IL混合菌培養(yǎng)體系中添加IOg~12g廢棄PCBs粉末，廢棄印刷電路板粉末添加完畢。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合菌浸取廢棄印刷電路板中銅的方法，其特征在于:步驟②A ferrooxidans進(jìn)行馴化培養(yǎng)時,將從城市污水處理廠的曝氣池中提取的污泥富集培養(yǎng)，然后分離純化而得到尤ferrooxidans ;將尤/erroiorii/a/75.在9K培養(yǎng)液中培養(yǎng)至對數(shù)期；按照菌種接種量為10%~20% (體積比v/v)、吸取上述菌液轉(zhuǎn)移到Cu2+的濃度為10mmol/L的培養(yǎng)液中；培養(yǎng)至對數(shù)期后，按照菌種接種量為10%~20% (體積比v/v)、吸取上述菌液轉(zhuǎn)移到Cu2+的濃度為20mmol/L的培養(yǎng)液中培養(yǎng)至對數(shù)期；重復(fù)上述操作，每增加一代菌株的馴化，所用的培養(yǎng)液中Cu2+的濃度相比上一代增加lOmmol/L，從而得到在100~.200mmol/L Cu2+環(huán)境中培養(yǎng)至對數(shù)期的A ferrooxi dans 0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合菌浸取廢棄印刷電路板中銅的方法，其特征在于:步驟②A thiooxidans進(jìn)行馴化培養(yǎng)時，將從城市污水處理廠的曝氣池中提取的污泥富集培養(yǎng)，然后分離純化而得到A thiooxidans ;將克thiooxidans在培養(yǎng)液中培養(yǎng)至對數(shù)期；按照菌種接種量為10%~20% (體積比v/v)、吸取上述菌液轉(zhuǎn)移到Cu2+的濃度為lOmmol/L的培養(yǎng)液中；培養(yǎng)至對數(shù)期后，按照菌種接種量為10%~20% (體積比v/v)、吸取上述菌液轉(zhuǎn)移到Cu2+的濃度為20mmol/L的培養(yǎng)液中培養(yǎng)至對數(shù)期；重復(fù)上述操作，每增加一代菌株的馴化，所用的培養(yǎng)液中Cu2+的濃度相比上一代增加10mmol/L，從而得到在100~200mmol/L Cu2+環(huán)境中培養(yǎng)至對數(shù)期的A Thiooxidans。
【文檔編號】C12N1/20GK103484680SQ201310457250
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】梁國斌, 馬飛, 蔣莉, 劉維平, 周全法 申請人:江蘇理工學(xué)院