專利名稱：嗜酸性細(xì)菌混培物浸出廢舊線路板中有價(jià)金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從廢舊線路板中回收有價(jià)金屬的微生物浸出方法。
背景技術(shù)：
印刷線路板(Printed Circuit Boards，簡(jiǎn)稱PCBs)是電子元件工業(yè)中最大的行 業(yè)之一。近年來，隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界印刷線路板的生產(chǎn)已進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展階 段。廢棄的印刷線路板主要為PCBs制造過程中產(chǎn)生的次品、邊角料和廢棄電子產(chǎn)品拆除組 裝元件的PCBs基板。當(dāng)前電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度越來越快，電子產(chǎn)品的平均使用壽命也 越來越短。PCBs隨著電子產(chǎn)品的淘汰而淘汰，廢棄PCBs量呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)趨勢(shì)。研究表明， 廢棄PCBs非法拆解已經(jīng)對(duì)環(huán)境和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。目前處理廢舊線路板主要有焚燒法、熱解法、酸洗電解法、機(jī)械物理法、超臨界流 體法。焚燒法就是將線路板粉碎后投入焚化爐中焚燒。在焚燒過程中，線路板中所含 30%的樹脂分解破壞，剩余殘?jiān)礊榻饘俑患w和難熔物質(zhì)，將其粉碎后即可送到金屬冶 煉廠進(jìn)行回收。焚燒法主要是用來回收線路板中的金屬，其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，耗時(shí)短，能夠 實(shí)現(xiàn)線路板的減容減量。但在回收過程中，樹脂等可燃物都燃燒分解，無法進(jìn)行回收，且在 焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生二苯二噁英和二苯吠喃等有毒有害氣體。線路板經(jīng)過簡(jiǎn)單的預(yù)處理，破碎至一定尺寸送入反應(yīng)器中熱解，環(huán)氧樹脂等聚合 物材料在惰性氣體保護(hù)下加熱到一定溫度發(fā)生熱分解，生成低相對(duì)分子質(zhì)量的碳?xì)浠?物，以氣體的形式從反應(yīng)器中排出冷凝后凈化、提純?cè)倮谩ＪＳ嗟墓腆w殘?jiān)词墙饘俑患?體、陶瓷和玻璃纖維的混合物。但是，線路板在熱解過程中會(huì)生成較多的遮蔽性煙霧、單質(zhì) 澳和嗅化氫氣體、嗅代酚、多嗅聯(lián)苯、二苯二噁英和二苯吠喃等有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)不 僅污染環(huán)境，腐蝕處理設(shè)備，還降低了所得燃油的品質(zhì)。酸洗電解法就是利用濃硝酸、硫酸或王水等強(qiáng)酸或強(qiáng)氧化劑將線路板中的金屬溶 解，過濾后，在電解槽中提取各種金屬。優(yōu)點(diǎn)是回收得到產(chǎn)品是單一金屬，不用再送到冶金 廠進(jìn)行金屬的分離回收。但是，酸洗電解法回收成本高，耗能大，回收過程中會(huì)產(chǎn)生大量的 廢水廢液，若處理不當(dāng)還會(huì)對(duì)水資源造成嚴(yán)重的污染。機(jī)械物理法是目前研究較多的一種印刷線路板的回收方法，其工藝流程主要包括 預(yù)處理、破碎和分選。機(jī)械物理法回收印刷線路板是將經(jīng)過預(yù)處理的光板進(jìn)行破碎或粉碎， 將破碎得到的線路板顆粒送入分選設(shè)備中進(jìn)行分選，最終得到的是金屬富集體和非金屬混 合物。機(jī)械物理法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，回收成本低，在回收過程中不需要添加化學(xué)溶劑，對(duì) 環(huán)境的影響比前三種方法小。其缺點(diǎn)是回收得到的成品是金屬富集體，需要繼續(xù)進(jìn)行冶金 分離，回收效率較低。超臨界流體法是一種全新的回收印刷線路板的方法。它是利用超臨界流體的特殊 性質(zhì)來破壞印刷線路板中的粘結(jié)層，使得線路板層與層之間完全分離，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄印 刷線路板中各個(gè)組分的回收。超臨界流體回收法具有材料回收率高、環(huán)境性能好、資源消耗少等優(yōu)點(diǎn)。但是對(duì)高溫、高壓的條件要求比較嚴(yán)格，目前處于研究階段。微生物濕法冶金也稱微生物浸出或細(xì)菌浸出，是利用某些微生物或其代謝產(chǎn)物對(duì) 某些礦物和元素所具有的氧化、還原、溶解、吸附等作用，從礦石中溶浸金屬或從水中回收 (脫除)有價(jià)(有害)金屬的濕法冶金過程。其發(fā)展已有數(shù)十年的歷史，與傳統(tǒng)冶金工藝相 比，生物濕法冶金具有成本低、能耗少、無污染、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，其有利因素日益受到人們 的重視，已成為從低品位、難處理礦石提取金、鈾、銅、鋁、鋅等有用金屬的具有顯著經(jīng)濟(jì)和 環(huán)保效益的先進(jìn)技術(shù)。同時(shí)，微生物浸礦技術(shù)的發(fā)展和推廣對(duì)環(huán)境領(lǐng)域內(nèi)處理各類富含金 屬的廢棄物提供了新的途徑。最近幾年，見諸報(bào)道的就有用微生物濕法冶金技術(shù)處理城市 污泥、高爐焚化飛灰、被重金屬污染的河流沉積物和土壤、廢舊鎳鎘電池等等。但是，這些也 僅僅限于實(shí)驗(yàn)室研究，還不足以規(guī)?；瘧?yīng)用，主要原因在于環(huán)境樣品的復(fù)雜性和高毒性，期 望用單一的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌和嗜酸性氧化硫硫桿菌來獲得較高的浸出效率是比較 困難的。所以，充分利用混合菌體系中的菌種之間的協(xié)同作用來增強(qiáng)浸出能力是非常重要 的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了上述缺陷，提供一種嗜酸性細(xì)菌混培物浸出廢舊線路板中有價(jià)金屬 的方法，用該方法處理成本低、能耗少、菌種無需純化、條件溫和、目標(biāo)金屬回收率高、后續(xù) 處理方便、浸出液可回收、無污染等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)步驟實(shí)現(xiàn)的一種嗜酸性細(xì)菌混培物浸出廢舊線路板中有價(jià)金屬的方法，步驟如下(1)用廢舊線路板制備金屬富集體粉末；(2)嗜酸性細(xì)菌混培物的制備從硫化礦(主要硫鐵礦)礦山采集酸性礦坑水，按 體積比5 40%的接種量接種礦坑水至9K培養(yǎng)基，振蕩培養(yǎng)至產(chǎn)生大量紅褐色沉淀，過濾 后即得到嗜酸性細(xì)菌混培物；(3)用嗜酸性細(xì)菌混培物將金屬富集體粉末中的金屬浸出。優(yōu)選地，步驟(1)中所述金屬富集粉末的制備方法為取廢舊線路板，拆除電子元 器件，機(jī)械粉碎至40 100目，再經(jīng)水力分選，得到金屬富集體粉末。優(yōu)選地，步驟(2)中所述振蕩培養(yǎng)的條件為初始pH調(diào)至2. 5 3.0，在溫度為 25 40°C，轉(zhuǎn)速為100 250轉(zhuǎn)/分鐘。優(yōu)選地，步驟(2)中所述9K培養(yǎng)基的組分如下(NH4)2SO4 3. Og/L ；KC10. lg/L ； K2HPO4 0. 5g/L ；MgSO4 · 7H20 0. 5g/L ；Ca (NO3)2 0. 01g/L ；FeSO4 · 7Η2044· 3g/L。優(yōu)選地，步驟(2)中所述過濾是指先用濾紙過濾沉淀，再用0. 22 μ m微孔濾膜過濾濾液。優(yōu)選地，步驟(2)所述礦坑水的接種量為體積比10 30%，振蕩培養(yǎng)的條件為 溫度為30 35°C，轉(zhuǎn)速為140 180轉(zhuǎn)/分鐘。優(yōu)選地，步驟(3)中所述金屬浸出的方法為按體積比5 30%將嗜酸性細(xì)菌混 培物作為接種物接種至載有9K培養(yǎng)基的反應(yīng)器中，在pH為1. 25 2. 5，溫度為30 35°C， 轉(zhuǎn)速為160士20轉(zhuǎn)/分鐘，初始Fe2+為10 14g/L的條件下，進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)；然后向反應(yīng)器中 投加金屬富集體粉末4 16g/L，待金屬逐漸浸出。
優(yōu)選地，所述金屬富集體粉末的投加時(shí)間以反應(yīng)器中Fe2+被氧化30 % 50 %時(shí)為準(zhǔn)。優(yōu)選地，所述金屬富集體粉末的投加量為8 12g/L。優(yōu)選地，步驟(3)中所述預(yù)培養(yǎng)的pH為1. 7 2. 3。優(yōu)選地，所述嗜酸性細(xì)菌混培物的接種量為10 20%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)環(huán)境當(dāng)中普遍存在自養(yǎng)菌和異氧菌協(xié)同作用的穩(wěn)定體系，如自養(yǎng)菌的代謝產(chǎn) 物可以做為異氧菌的營(yíng)養(yǎng)，異氧菌在代謝過程中也自然的消除了一些對(duì)自養(yǎng)菌生長(zhǎng)抑制的 因素。因此，從酸性環(huán)境中(主要硫鐵礦)采集樣品，將富含浸礦微生物的細(xì)菌混培物應(yīng)用 于廢棄印刷線路板中有價(jià)金屬的浸出，為廢舊印刷線路板的資源化處理提供了一條更為環(huán) 保的新途徑；(2)目標(biāo)金屬回收率高，經(jīng)過2天銅的浸出率可以達(dá)到98%以上，經(jīng)過4天鋅和鋁 的浸出率可以達(dá)到90%以上；(3)菌種無需分離純化，簡(jiǎn)化處理工序，降低了成本；(4)能耗低，浸出液可反復(fù)回收利用，基本實(shí)現(xiàn)零污染排放。


圖1表示實(shí)施例5浸出過程中溶液中銅含量隨時(shí)間變化圖。圖2表示實(shí)施例6浸出過程中溶液中銅含量隨時(shí)間變化圖。圖3表示實(shí)施例7浸出過程中溶液中銅含量隨時(shí)間變化圖。圖4表示實(shí)施例8浸出過程中溶液中銅含量隨時(shí)間變化圖。圖5表示實(shí)施例9浸出過程中溶液中的銅、亞鐵和總鐵含量隨時(shí)間變化圖。圖6表示實(shí)施例9中金屬銅、鋅、鋁的浸出率隨時(shí)間變化圖。圖7表示實(shí)施例9中浸出前后金屬富集體粉末樣品的掃描電鏡和電子散射能譜分 析變化。A表示浸出前金屬富集體粉末樣品的掃描電子顯微鏡照片；B表示EDAX能譜分析 圖7A樣品表面的銅分布情況；C表示實(shí)施例9中浸出4天后殘留粉末樣品的掃描電子顯微 鏡照片；D表示EDAX能譜分析圖7C殘留粉末樣品表面的銅分布情況。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此，對(duì)于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。本發(fā)明實(shí)施例中所用酸性礦坑廢 水來自于廣東省云浮市硫鐵礦山的礦坑。實(shí)施例中的接種量百分比均為體積百分比。實(shí)施例1從硫化礦(主要硫鐵礦)礦山采集酸性礦坑廢水，按5%、10%、20%、30%、40% 的接種量接種礦坑水至9K培養(yǎng)基。9K培養(yǎng)基各組分如下(g/L) (NH4)2SO4, 3. 0 ；KC1,0. 1 ； K2HPO4,0. 5 ；MgSO4 · 7Η20，0· 5 ；Ca (NO3) 2,0. 01 ；FeSO4 · 7Η20，44· 3，初始 pH 調(diào)整至 2. 5，在 30°C，160轉(zhuǎn)/分鐘條件下振蕩培養(yǎng)，觀察溶液的顏色變化，產(chǎn)生大量紅褐色沉淀后，先用濾 紙過濾沉淀，再用0. 22 μ m微孔濾膜過濾濾液，取膜上細(xì)菌混培物為菌種來源。通過本實(shí)例礦山廢水不同接種量的實(shí)驗(yàn)，溶液顏色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色所需時(shí)間分別是
540%< 30%< 20%< 10%< 5%，即礦坑水接種量越大，氧化所需時(shí)間越短，5%所需培養(yǎng) 時(shí)間過長(zhǎng)；比較得到細(xì)菌混培物量，40%接種量得到的混培物量明顯低于30%，綜合考慮 礦坑水接種量以10 30%為宜。實(shí)施例2從硫化礦(主要硫鐵礦)礦山采集酸性礦坑廢水，按20 %的接種量接種礦坑水至 9K 培養(yǎng)基。9K 培養(yǎng)基各組分如下(g/L) (NH4)2SO4, 3. 0 ；KC1,0. 1 ;Κ2ΗΡ04，0· 5 ；MgSO4 ·7Η20， 0. 5 ；Ca(NO3)2,0. 01 ；FeSO4 · 7Η20，44· 3，初始 ρΗ 調(diào)整至 3. 0，在 25°C、30°C、35°C、40°C，160 轉(zhuǎn)/分鐘條件下振蕩培養(yǎng)，觀察溶液的顏色變化，產(chǎn)生大量紅褐色沉淀后，先用濾紙過濾沉 淀，再用0. 22 μ m微孔濾膜過濾濾液，取膜上細(xì)菌混培物為菌種來源。通過本實(shí)例不同溫度下培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)，溶液顏色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色所需時(shí)間分別是 350C 30°C < 40°C < 25°C，溫度過高過低都會(huì)影響到混培物的培養(yǎng)時(shí)間，適宜溫度為30 35 "C。實(shí)施例3從硫化礦(主要硫鐵礦)礦山采集酸性礦坑廢水，按20 %的接種量接種礦坑水至 9K 培養(yǎng)基。9K 培養(yǎng)基各組分如下(g/L) (NH4)2SO4, 3. 0 ；KC1,0. 1 ;Κ2ΗΡ04，0· 5 ；MgSO4 ·7Η20， 0. 5 ；Ca (NO3) 2,0. 01 ；FeSO4 · 7H20，44. 3，初始 ρΗ 調(diào)整至 2. 5，在 30°C，100、140、160、180、250 轉(zhuǎn)/分鐘條件下振蕩培養(yǎng)，觀察溶液的顏色變化，產(chǎn)生大量紅褐色沉淀后，先用濾紙過濾沉 淀，再用0. 22 μ m微孔濾膜過濾濾液，取膜上細(xì)菌混培物為菌種來源。通過本實(shí)例不同轉(zhuǎn)度下培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)，溶液顏色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色所需時(shí)間分別是 180rpm ^ 160rpm < 140rpm < 250rpm < 120rpm,即轉(zhuǎn)速過高過低都會(huì)影響混培物的培養(yǎng) 時(shí)間，適宜的轉(zhuǎn)速為160士20轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例4取廢舊印刷線路板，手工拆除電子元器件，機(jī)械粉碎至40 100目左右，再經(jīng)水力 分選，得到的金屬富集體粉末作為處理材料。從硫化礦(主要硫鐵礦)礦山采集酸性礦坑廢水，按20 %的接種量接種礦坑水至 9K 培養(yǎng)基。9K 培養(yǎng)基各組分如下(g/L) (NH4)2SO4, 3. 0 ；KC1,0. 1 ;Κ2ΗΡ04，0· 5 ；MgSO4 ·7Η20， 0. 5 ；Ca (NO3)2，0. 01 ；FeSO4 ·7Η20，44· 3，初始 ρΗ 調(diào)整至 2. 5，在 30°C，160 轉(zhuǎn) / 分鐘條件下振 蕩培養(yǎng)至產(chǎn)生大量紅褐色沉淀，先用濾紙過濾沉淀，再用0. 22 μ m微孔濾膜過濾濾液，取膜 上細(xì)菌混培物為菌種來源。向盛有225mL 9K培養(yǎng)基中加入25mL上述培養(yǎng)好的嗜酸性細(xì)菌混培物，初始ρΗ為 2. 00，溫度為30°C，轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，初始Fe2+為12g/L條件下預(yù)培養(yǎng)，在不同的時(shí)間 (以溶液中卩廣分別被氧化0%、10%、30%、40%、50%、80%和100%計(jì))投加金屬富集體 粉末12g/L。通過本實(shí)例不同投加時(shí)間的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，以Fe2+被氧化30% 50%的時(shí)間投加粉末 為佳，第8天即可達(dá)到最大浸出效果。投加時(shí)間過早會(huì)延長(zhǎng)浸出周期，投加時(shí)間過晚盡管初 始浸出速率快，但是最終浸出率低。實(shí)施例5取廢舊印刷線路板，手工拆除電子元器件，機(jī)械粉碎至40 100目左右，再經(jīng)水力 分選，得到的金屬富集體粉末作為處理材料。
從硫化礦(主要硫鐵礦)礦山采集酸性礦坑廢水，按20%的接種量接種礦坑水至 9K 培養(yǎng)基。9K 培養(yǎng)基各組分如下(g/L) (NH4)2SO4, 3. 0 ；KC1,0. 1 ;Κ2ΗΡ04，0· 5 ；MgSO4 ·7Η20， 0. 5 ；Ca (NO3)2，0. 01 ；FeSO4 ·7Η20，44· 3，初始 ρΗ 調(diào)整至 2. 5，在 30°C，160 轉(zhuǎn) / 分鐘條件下振 蕩培養(yǎng)至產(chǎn)生大量紅褐色沉淀，先用濾紙過濾沉淀，再用0. 22 μ m微孔濾膜過濾濾液，取膜 上細(xì)菌混培物作為菌種來源。向盛有225mL9K培養(yǎng)基中加入25mL上述培養(yǎng)好的嗜酸性細(xì)菌混培物，在ρΗ為 2. 0，溫度為30°C，轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，初始Fe2+為12g/L條件下預(yù)培養(yǎng)，待Fe2+被氧化 40%時(shí)，分別投加金屬富集體粉末4g/L、8g/L、12g/L、16g/L進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，8天后各實(shí)驗(yàn)組 銅的浸出率分別為97. 5%、93. 1%、94. 2%和73. 3% (見圖1)。通過本實(shí)例不同金屬富集體投加量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在相同的時(shí)間內(nèi)，銅的浸出率按 照16g/L < 12g/L ^ 8g/L < 4g/L排列，綜合考慮粉末的處理能力與金屬銅的浸出效率，以 12g/L的投加量左右為佳。實(shí)施例6取廢舊印刷線路板，手工拆除電子元器件，機(jī)械粉碎至40 100目左右，再經(jīng)水力 分選，得到的金屬富集體粉末作為處理材料。從硫化礦(主要硫鐵礦)礦山采集酸性礦坑廢水，按20 %的接種量接種礦坑水至 9K 培養(yǎng)基。9K 培養(yǎng)基各組分如下(g/L) (NH4)2SO4, 3. 0 ；KC1,0. 1 ;Κ2ΗΡ04，0· 5 ；MgSO4 ·7Η20， 0. 5 ；Ca (NO3)2，0. 01 ；FeSO4 ·7Η20，44· 3，初始 ρΗ 調(diào)整至 2. 5，在 30°C，160 轉(zhuǎn) / 分鐘條件下振 蕩培養(yǎng)至產(chǎn)生大量紅褐色沉淀，先用濾紙過濾沉淀，再用0. 22 μ m微孔濾膜過濾濾液，取膜 上細(xì)菌混培物為菌種來源。向盛有225mL 9K培養(yǎng)基中加入25mL上述培養(yǎng)好的嗜酸性細(xì)菌混培物，在ρΗ為 2. 0，溫度為300C，轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，初始Fe2+濃度分別為3g/L、6g/L、9g/L、12g/L、15g/ L的條件下預(yù)培養(yǎng)，待Fe2+被氧化40%時(shí)，投加金屬富集體粉末12g/L進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，3天 后銅的浸出率分別為25. 4%,43. 9%,48. 6%,92. 9%和75. (見圖2)。通過本實(shí)例不同初始Fe2+投加量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在相同的時(shí)間內(nèi)，銅的浸出率按照 3g/L < 6g/L < 9g/L < 12g/L排列。15g/L雖然前期比12g/L浸出速度快，但是由于沉淀 量過多，中后期的浸出效率明顯下降，由此得出初始Fe2+投加量多了或者少了都會(huì)影響銅 的浸出效率，并考慮到成本問題，以12g/L的投加量左右為佳。實(shí)施例7取廢舊印刷線路板，手工拆除電子元器件，機(jī)械粉碎至40 100目左右，再經(jīng)水力 分選，得到的金屬富集體粉末作為處理材料。從硫化礦(主要硫鐵礦)礦山采集酸性礦坑廢水，按20 %的接種量接種礦坑水至 9K 培養(yǎng)基。9K 培養(yǎng)基各組分如下(g/L) (NH4)2SO4, 3. 0 ；KC1,0. 1 ;Κ2ΗΡ04，0· 5 ；MgSO4 ·7Η20， 0. 5 ；Ca (NO3)2，0. 01 ；FeSO4 ·7Η20，44· 3，初始 ρΗ 調(diào)整至 2. 5，在 30°C，160 轉(zhuǎn) / 分鐘條件下振 蕩培養(yǎng)至產(chǎn)生大量紅褐色沉淀，先用濾紙過濾沉淀，再用0. 22 μ m微孔濾膜過濾濾液，取膜 上細(xì)菌混培物為菌種來源。向盛有225mL 9K培養(yǎng)基中加入25mL上述培養(yǎng)好的嗜酸性細(xì)菌混培物，在初始ρΗ 分別為1. 25、1. 50、1. 75,2. 00,2. 50，溫度為30°C，轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，初始Fe2+為12g/L 條件下預(yù)培養(yǎng)，待Fe2+被氧化40 %時(shí)，全部投加金屬富集體粉末12g/L進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，8天后銅的浸出率分別為7. 7%,38. 5%,83. 6%,93. 和81. 4% (見圖3)。通過本實(shí)例不同初始pH條件的實(shí)驗(yàn)表明，在相同的時(shí)間內(nèi)，銅的浸出率按照1. 25
<1.50 < 1.75 <2. 00排列。pH值低的情況下pH為2. 50的雖然前期比2. 00浸出速度 快，但是由于沉淀量過多，中后期的浸出效率明顯下降，最終浸出率只有80%左右，由此得 出初始PH高了或者低了都會(huì)影響銅的浸出效率，以pH 2. 00左右為佳。實(shí)施例8取廢舊印刷線路板，手工拆除電子元器件，機(jī)械粉碎至40 100目左右，再經(jīng)水力 分選，得到的金屬富集體粉末作為處理材料。從硫化礦(主要硫鐵礦)礦山采集酸性礦坑廢水，按20 %的接種量接種礦坑水至 9K 培養(yǎng)基。9K 培養(yǎng)基各組分如下(g/L) (NH4)2SO4, 3. 0 ；KC1,0. 1 ;Κ2ΗΡ04，0· 5 ；MgSO4 ·7Η20， 0. 5 ；Ca (NO3)2，0. 01 ；FeSO4 ·7Η20，44· 3，初始 pH 調(diào)整至 2. 5，在 30°C，160 轉(zhuǎn) / 分鐘條件下振 蕩培養(yǎng)至產(chǎn)生大量紅褐色沉淀，先用濾紙過濾沉淀，再用0. 22 μ m微孔濾膜過濾濾液，取膜 上細(xì)菌混培物為菌種來源。 按照0 %、5 %、10 %、20 %、30 %的接種量向盛有9K培養(yǎng)基中分別加入上述培養(yǎng)好 的嗜酸性細(xì)菌混培物，初始PH為2. 00，溫度為30°C，轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，初始Fe2+為12g/ L條件下預(yù)培養(yǎng)，待Fe2+被氧化40%時(shí)，全部投加金屬富集體粉末12g/L進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，8天 后銅的浸出率分別為44. 6%,85. 7%,93. 1%,98. 3和98. 8% (見圖4)。通過本實(shí)例不同接種量條件的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在相同的時(shí)間內(nèi)，銅的浸出率按照0%
<5%< 10%< 20%< 30%排列。其中10%和20%接種量的浸出效率接近，30%的接種 量雖然前期浸出速率快，但是由于受到培養(yǎng)基量的限制，處理能力要低于前者，同時(shí)考慮到 成本問題，以接種量10% 20%為佳。實(shí)施例9取廢舊印刷線路板，手工拆除電子元器件，機(jī)械粉碎至40 100目左右，再經(jīng)水力 分選，得到的金屬富集體粉末作為處理材料。從硫化礦(主要硫鐵礦)礦山采集酸性礦坑廢水，按20%的接種量接種礦坑水至 9K 培養(yǎng)基。9K 培養(yǎng)基各組分如下(g/L) (NH4)2SO4, 3. 0 ；KC1,0. 1 ;Κ2ΗΡ04，0· 5 ；MgSO4 ·7Η20， 0. 5 ；Ca (NO3)2，0. 01 ；FeSO4 ·7Η20，44· 3，初始 pH 調(diào)整至 2. 5，在 30°C，160 轉(zhuǎn) / 分鐘條件下振 蕩培養(yǎng)至產(chǎn)生大量紅褐色沉淀，先用濾紙過濾沉淀，再用0. 22 μ m微孔濾膜過濾濾液，取膜 上細(xì)菌混培物作為菌種來源。向盛有225mL 9K培養(yǎng)基中加入25mL上述培養(yǎng)好的嗜酸性細(xì)菌混培物，溫度為 30°C，轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，初始Fe2+為12g/L條件下預(yù)培養(yǎng)，經(jīng)過1天左右的預(yù)培養(yǎng)，待其 亞鐵離子含量降至8g/L左右時(shí)，往浸出體系中加入處理的金屬富集體粉末12g/L，銅的浸 出率2天可以達(dá)到98%以上(參見圖5)，金屬鋅和鋁浸出速率略低于前者，但經(jīng)過4天，浸 出率均可達(dá)到90%以上(參見圖6)。由圖7的SEM-EDX照片可以直觀地看出，經(jīng)過4天的 浸出，金屬富集體中幾乎全部的銅都經(jīng)微生物浸出溶解到浸出液中。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種嗜酸性細(xì)菌混培物浸出廢舊線路板中有價(jià)金屬的方法，其特征在于，步驟如下(1)用廢舊線路板制備金屬富集體粉末；(2)嗜酸性細(xì)菌混培物的制備從硫化礦礦山采集酸性礦坑水，按體積比5～40％的接種量接種礦坑水至9K培養(yǎng)基，振蕩培養(yǎng)至產(chǎn)生大量紅褐色沉淀，過濾后即得到嗜酸性細(xì)菌混培物；(3)用嗜酸性細(xì)菌混培物將金屬富集體粉末中的金屬浸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述嗜酸性細(xì)菌混培物浸出廢舊線路板中有價(jià)金屬的方法，其特征 在于，步驟(1)中所述金屬富集粉末的制備方法為取廢舊線路板，拆除電子元器件，機(jī)械 粉碎至40 100目，再經(jīng)水力分選，得到金屬富集體粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述嗜酸性細(xì)菌混培物浸出廢舊線路板中有價(jià)金屬的方法，其特征 在于，步驟(2)中所述振蕩培養(yǎng)的條件為初始pH調(diào)至2. 5 3.0，溫度為25 40°C，轉(zhuǎn)速 為100 250轉(zhuǎn)/分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述嗜酸性細(xì)菌混培物浸出廢舊線路板中有價(jià)金屬的方法，其特征 在于，步驟(2)中所述9K培養(yǎng)基的組分如下(NH4)2SO4 3. Og/L ；KCl 0. lg/L ；K2HPO4 0. 5g/ L ；MgSO4 · 7H20 0. 5g/L ；Ca (NO3)2 0. 01g/L ；FeSO4 · 7H20 44. 3g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述嗜酸性細(xì)菌混培物浸出廢舊線路板中有價(jià)金屬的方法，其特征 在于，步驟(2)中所述過濾是指先用濾紙過濾沉淀，再用0.22 μ m微孔濾膜過濾濾液。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述嗜酸性細(xì)菌混培物浸出廢舊線路板中有價(jià)金屬的方法，其特征 在于，步驟(2)所述礦坑水的接種量為體積比10 30%，振蕩培養(yǎng)的條件為溫度為30 35°C，轉(zhuǎn)速為140 180轉(zhuǎn)/分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述嗜酸性細(xì)菌混培物浸出廢舊線路板中有價(jià)金屬的方法，其特 征在于，步驟(3)中所述金屬浸出的方法為按體積比5 30%將嗜酸性細(xì)菌混培物作為 接種物接種至載有9K培養(yǎng)基的反應(yīng)器中，在pH為1. 25 2. 5，溫度為30 35°C，轉(zhuǎn)速為 160士20轉(zhuǎn)/分鐘，初始Fe2+為10 14g/L的條件下，進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)；然后向反應(yīng)器中投加金 屬富集體粉末4 16g/L，待金屬逐漸浸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述嗜酸性細(xì)菌混培物浸出廢舊線路板中有價(jià)金屬的方法，其特征 在于，所述金屬富集體粉末的投加時(shí)間以反應(yīng)器中Fe2+被氧化30% 50%時(shí)為準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述嗜酸性細(xì)菌混培物浸出廢舊線路板中有價(jià)金屬的方法，其 特征在于，所述金屬富集體粉末的投加量為8 12g/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述嗜酸性細(xì)菌混培物浸出廢舊線路板中有價(jià)金屬的方法，其特 征在于，步驟(3)中所述預(yù)培養(yǎng)的pH為1. 7 2. 3 ；所述嗜酸性細(xì)菌混培物的接種量為 10 20%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種嗜酸性細(xì)菌混培物浸出廢舊線路板中有價(jià)金屬的方法，步驟為(1)用廢舊線路板制備金屬富集體粉末；(2)嗜酸性細(xì)菌混培物的制備從硫化礦礦山采集酸性礦坑水，按體積比5～40％的接種量接種礦坑水至9K培養(yǎng)基，振蕩培養(yǎng)至產(chǎn)生大量紅褐色沉淀，過濾后即得到嗜酸性細(xì)菌混培物；(3)用嗜酸性細(xì)菌混培物將金屬富集體粉末中的金屬浸出。本發(fā)明中目標(biāo)金屬回收率高，經(jīng)過2天銅的浸出率可以達(dá)到98％以上，經(jīng)過4天鋅和鋁的浸出率可以達(dá)到90％以上；菌種無需分離純化，簡(jiǎn)化處理工序，降低了成本；能耗低，浸出液可反復(fù)回收利用，基本實(shí)現(xiàn)零污染排放。
文檔編號(hào)C22B3/18GK101962712SQ20101050954
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者吳平霄, 吳錦華, 朱能武, 李平, 項(xiàng)赟 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)