用嗜酸细菌混合菌株浸出废弃印刷电子线路板中的金属(翻译).docVIP

用嗜酸细菌混合菌株浸出废弃印刷电子线路板中的金属 摘要：印刷电路板中集中的金属是除去非金属后的有价值的金属。在浸出过程中非金属对细菌表现出毒性，这些非金属业可以回收再利用。在该研究中，浸出时起始PH值、起始Fe离子浓度、金属精矿量、粒子尺寸、接种量的影响都被研究，以便评估利用嗜酸细菌混合菌株浸出废弃印刷电子线路板中的金属的可行性并且可以优化浸出条件。结果表明，起始的PH值和Fe离子浓度在Cu的浸出和粒子的形成过程中十分重要。当起始PH2.0，二价Fe离子12g/L，金属精矿量12g/L、10%的接种量、60-80的粉末尺寸时，45小时后Cu的浸出率为96.8%，98小时后Al和Zn的浸出率分别为88.2%和91.6%。所有的结果都表明，利用嗜酸细菌混合菌株可以有效的从印刷线路板中浸出金属。浸出时间从8天缩短为45小时。 关键词：浸出、金属浓缩物、印刷线路板、嗜酸菌、电子废弃物 引言 金属的浓缩物指除去非金属后获得的有价值的金属。金属的浓缩物是电子废弃物回收获得的主要产品。实际上，由于印刷线路板中的高含量金属，所以得到了很多关注。最近的报道说电子废弃物的急剧增加严重威胁环境和人类健康。因此，合理的处理和回收电子废弃物十分重要。 湿法和火法冶金方法经常应用于回收电子废弃物中的金属。湿法冶金浸出金属主要通过酸洗，而火法冶金主要是加热处理，如焙烧和冶炼。机械处理方法，例如粉碎、形状分离、跳汰、密度分离法、电子分离法等均用于分离金属和非金属。这种方法耗费了大量的化学物质或者能量。因此，它们不是从废弃物中浸出金属的最经济的方法。进一步说，化学浸出方法由于释放了有毒气体导致了环境破坏，例如呋喃和二恶英，并且排放大量的酸性水。幸运的是，生物浸出法是一种环保并且经济的可选择的方法。 生物浸出被认为是最有前景的方法，不需太高的成本，劳动了投入以及低的能源消耗。最近这些年，电子废弃物和废弃印刷线路板被很多人考虑到用生物浸出方法回收金属。但是，电子废弃物和废弃印刷线路板在浸出过程中由于非金属的存在对细菌表现出毒性。进一步说，非金属也可以进行回收。因此，金属的浓缩液被用于浸出以替代电子废弃物或者印刷线路板粉末。这样的话非金属对细菌的毒性可以避免并且可以获得高的金属浸出率。 在这篇文章中，嗜酸菌的混合菌株从天然酸性矿山排水中分离得到，然后用于接种从废弃印刷线路板中浸出金属。该研究的目的是（1）评估从天然酸性矿山排水中分离得到的嗜酸菌的混合菌株从印刷线路板中获得的金属浓缩液中金属的可溶性；（2）分析操作参数的影响，包括其起始的pH值、起始的Fe离子浓度、金属浓缩液的浓度、粒子的尺寸以及浸出过程中的接种量。展望未来，我们需要找出决定浸出的最优条件并且获得高的浸出效率。 文献分析： 作者根据相关文献确定了影响金属浸出的几个因素，如起始PH值、起始二价Fe离子浓度、金属的富集量、粒子尺寸、接种量等。作者根据这些影响因素，进行单独控制某一个变量，寻找最佳的浸出条件。 实验用印刷线路板从当地电子商店获得，获得后进行粉碎处理。粒度分别为40-60目、60-80目、小于80目三种。实验用细菌从当地硫铁矿分离获得，细菌在9K培养基中进行培养并驯化。实验时首先控制起始PH分别为1.25, 1.50, 1.75, 2.00 和2.50，起始Fe2+浓度分别为3g/L，6 g/L, 9 g/L, 12 g/L和15 g/L，加入的粉末量分别为4 g/L, 8g/L, 12 g/L, 16g/L，粒子尺寸分别为40-60,60-80，小于80目，接种量分别为5%，10%，20%，30%。 实验一：不同的起始Fe2+量，加入的Fe2+量分别为0g/L，3g/L，6 g/L, 9 g/L, 12 g/L和15 g/L，部分实验结果如下图1。实验结果表明，起始Fe2+量对浸出结果很重要。试验后在烧瓶底部发现红棕色沉淀物，经过XRD分析，结果如图2所示（文章中没有进行分析？？？？）。经过分析发现，Fe2+浓度15 g/L时的浸出率比12 g/L时低的原因就是红棕色沉淀物吸附在颗粒表面，阻碍了反应的进行。作者通过设立的对比实验发现，铜的浸出按下列步骤进行： 实验二：不同的起始PH值，浸出结果如图3所示。结果表明PH为2时最适合浸出。PH为1.25和1.5时，主要影响微生物的生长，从而能影响浸出效果。而PH2.5时溶液中会生成沉淀物质，吸附在表面影响继续浸出。这与实验一的结果相一致。 实验三：不同的金属精矿用量，结果表明在用量为4g/L时最适合。此时浸出率最高，并且最初的浸出速率也比较高。 实验四：粉末粒子尺寸的影响。结果表明，粒子尺寸在60-80目时浸出速率最快，这是因为粒子尺寸越小，相对表面积就越大，那么反应就越快，但是粒子尺寸