氮源对氧化亚铁硫杆菌浸提废旧印刷线路板覆层铜的影响研究

采用摇瓶实验,在170rpm、30℃下,以氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)SW-02为浸提菌株,研究氮源对氧化亚铁硫杆菌浸提废旧印刷线路板覆层铜的影响。分析发现,以(NH4)2SO4作为氮源含量为1g/L时,浸提84h后铜浓度达到2.73g/L,铜的浸出效率较好。而采用(NH4)2HPO4作为氮源替代(NH4)2SO4,(NH4)2HPO4加入量在1g/L时效果较好,浸提84h后铜浓度达到3.52g/L。当(NH4)2HPO4在2g/L及以上时,会抑制细菌生长,导致浸出效率降低。实验结果表明,以(NH4)2HPO4作为氧化亚铁硫杆菌生长所需氮源,其浸出废旧印刷线路板覆层铜的效果优于(NH4)2SO4,最佳含量为1g/L。     

溴代阻燃剂对氧化亚铁硫杆菌浸提废旧电脑主板覆层铜的影响

以破碎至10~20目(0.84~2.00 mm)的废旧电脑主板颗粒为试验材料,分为未处理(未去除溴代阻燃剂的主板颗粒)、处理(去除30%溴代阻燃剂的主板颗粒)、加萃取物(处理主板颗粒和萃取物)、对照4组. 以CCl₄作为萃取剂,采用固液萃取技术,分析了在微生物作用下不同处理组中ρ(Cu2+)、ρ(Fe3+)、E_h(氧化还原电位)和pH的变化,以考察溴代阻燃剂对氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)浸Cu率的影响. 结果表明:随着浸提时间的增加,氧化亚铁硫杆菌对未处理、处理和加萃取物3组的浸Cu率不同,其中处理组最好,加萃取物组最差. 浸提过程中,ρ(Fe3+)、E_h和pH与微生物活性、浸Cu率显著相关,表现为微生物活性越好,ρ(Cu2+)和pH越大,ρ(Fe3+)和E_h越小. 浸提24和168 h,处理组的浸Cu率比未处理组分别提高了14.11%和17.37%; 而加萃取物组的浸Cu率比未处理组分别降低了27.69%和21.67%. 表明废旧电脑主板中的溴代阻燃剂是影响微生物浸Cu率的重要因素之一. 为进一步提高浸Cu率,必须考虑溴代阻燃剂对微生物生长的影响.      

用盐酸/正丁胺/硫酸铜法浸出废线路板中的铜

采用盐酸-正丁胺-硫酸铜混合体系,以铜为目标模拟物,通过改变盐酸浓度、正丁胺浓度、硫酸铜质量、温度等条件,建立并优化了废旧线路板中铜的浸出方法.结果表明,在盐酸浓度为1.75 mol/L、正丁胺浓度为0.25 mol/L、硫酸铜质量为0.96 g、温度为50℃的条件下,8 h后0.25 g铜可以完全被浸出.在此条件下,9 h后1 g废旧线路板样品中铜的浸出率可以达到95.31%.该体系对铜有较好的浸取效果,有反应条件温和、浸出液可以再利用等优点.     

嗜酸性细菌对废旧线路板浸出的吸附行为及动力学

探究嗜酸性细菌对废旧线路板浸出的吸附行为及其动力学模型是生物浸出机制研究的重要基础.本研究通过考察接种不同浓度氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)浸出线路板中铜的吸附行为,探索了菌体在线路板粉末表面的吸附过程,分析了其吸附行为的动力学特性.结果表明,A.ferrooxidans在线路板粉末表面的吸附均于5 h内达到平衡.随着初始菌浓度的增大,吸附速率和吸附的微生物量也随之增大.初始菌体浓度为2.4×105、2.4×107和2.4×109cells·m L-1时对应的最大吸附量分别为1.8701、2.3552和2.9833 mg·g-1,吸附的微生物量占总生物量的比例分别为43.75%、53.97%和55.94%,铜的浸出率分别达到71.20%、88.33%和95.05%.进一步的非线性拟合结果显示,一级动力学模型适用于A.ferrooxidans与线路板粉末的吸附行为,模型拟合度(R2)分别达到0.9321、0.9134和0.9193.     

优化混合菌培养及废电路板添加促进铜的浸提

以嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)和氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)为出发菌株,优化混合菌培养及废弃印刷线路板(PCBs)粉末添加方式提高铜浸提效率。首先考察2种菌接种量对混合菌生长的影响;其次响应面优化混合菌培养液pH,硫酸亚铁(FeSO_4·7H_2O)和单质硫(S)浓度;最后采取多点添加策略提高PCBs添加量和铜浸取率。结果表明,混合菌培养最佳条件:嗜酸氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌接种量之比为1∶2,pH 1.56,FeSO_4·7H_2O和S为16.88和5.44 g/L;多点添加PCBs策略为:48 h添加量6.4 g/L,96 h添加量9.6 g/L,144 h添加量12.8 g/L。混合菌在此工艺条件下培养240 h后,铜浸取率高达92.6%。     

废旧线路板中主要有价金属的生物反应器浸出研究

为探讨可供实际生物浸出应用的反应器规模废旧线路板中有价金属浸出特性和工艺条件,通过设计序批式生物浸出反应器,采用分离到的氧化亚铁硫杆菌Z1作为菌种资源,在考察废旧线路板中有价金属的浸出特性的基础上,确定了反应器运行的最佳工艺条件.结果表明,反应器运行的最佳工艺条件为曝气量1L/min、停留时间30h、搅拌速率300r/min以及粉末投加量12g/L.在此条件下,经过101h可以浸出90.24%的铜.同时,经197h的浸出,可以溶出93.06%的镁、92.00%的锌、85.59%的铝和64.51%的镍.因此,生物浸出反应器能有效回收废旧线路板中的有价金属,为该技术的实际应用提供了实验证据.     

废旧线路板中主要有价金属的生物反应器浸出研究

为探讨可供实际生物浸出应用的反应器规模废旧线路板中有价金属浸出特性和工艺条件,通过设计序批式生物浸出反应器,采用分离到的氧化亚铁硫杆菌Z1作为菌种资源,在考察废旧线路板中有价金属的浸出特性的基础上,确定了反应器运行的最佳工艺条件.结果表明,反应器运行的最佳工艺条件为曝气量1L/min、停留时间30h、搅拌速率300r/min以及粉末投加量12g/L.在此条件下,经过101h可以浸出90.24%的铜.同时,经197h的浸出,可以溶出93.06%的镁、92.00%的锌、85.59%的铝和64.51%的镍.因此,生物浸出反应器能有效回收废旧线路板中的有价金属,为该技术的实际应用提供了实验证据.     

废旧印刷线路板电解过程中铜的分布特性

以废旧印刷线路板粉末为原材料,采用压片电解方法回收单质铜,研究了CuSO_4·5H2O浓度、H_2SO_4浓度、电流密度、电解时间和NaCl浓度对电解过程中Cu分布特性的影响。结果表明:废旧印刷线路板中的Cu以Cu2+的形式进入溶液,最终以粉末形式沉积在阴极;过高的H_2SO_4浓度、电流密度和NaCl浓度会导致析氢反应等,从而降低Cu在阴极和溶液中的分布;当CuSO_4·5H_2O浓度、H_2SO_4浓度、电流密度、电解时间、NaCl浓度分别为50 g/L、6 mol/L、80 m A/cm~2、5 h、40 g/L时,Cu在阴极、溶液、阳极泥中的分布比率分别为63.16%、34.14%和2.70%。     

细菌液流速对废旧印刷线路板中铜浸出的影响

研究T.ferrooxidans液流速对柱式反应器内废旧印刷线路板中Cu浸出的影响。设计柱式淋滤反应器,培养10 L 4.5 K培养基条件下氧化亚铁硫杆菌菌液,分别以40 mL/min、20 mL/min的流速淋滤8~10 mm、2500 g的WPCBs颗粒,采用上批母液接种下批淋滤液方式,3次淋滤WPCBs。研究淋滤过程中pH值、ORP、浸出液Cu~(2+)浓度、Fe~(2+)浓度的变化。使用2 mol/L H_2SO_4清洗沉淀;收集酸淋滤后的沉淀并分析沉淀物像成分。20 mL/min流速的淋滤液对WPCBs颗粒最终浸Cu浓度为2.593 mg/mL;40 mL/min流速的淋滤液对WPCBs颗粒最终浸Cu浓度为2.279 mg/mL。淋滤过程中,流速为20 mL/min浸出液的pH高于流速为40 mL/min浸出液的pH;且流速为20 mL/min较流速为40 mL/min的淋滤液更有利于维持后续Cu浸出所要的Fe~(2+)含量、高ORP环境。2 mol/L的H_2SO_4能清洗沉淀;沉淀主要是CuSO_4·3H_2O。流速为20 mL/min的淋滤液较流速为40 mL/min的淋滤液淋滤2500 g的WPCBs后,其浸Cu效果优于40 mL/min淋滤液流速的浸Cu效果。     

一种回收废旧印刷线路板中铜的工艺优化

文章简单介绍了国内外废旧印刷线路板(WPCBs)资源化处理技术,重点阐述了一种从废旧印刷线路板中回收金属铜的工艺优化及优化后所取得的环境经济效益。工艺优化后,经实际运行,可使印刷线路板粉渣中的金属含量减少至1%以下,整体上使铜的回收率从不到98%提高到99%以上,铜粉年产量增加8.38t;另外,在破碎环节,破碎每吨废旧印刷线路板的综合能耗由先前的129 k W·h降低到42 k W·h,年节省电耗214271.4 k W·h,获得了较好的环境经济效益。     

加压氨浸法选择性回收废线路板中的铜、锌和镍

以氨水-铵盐缓冲溶液作为浸出试剂,氧气作为氧化剂,在高压釜中通过加压氨浸法回收废弃印刷线路板中的铜、锌和镍,分别研究了浸出时间、氨水浓度、铵盐浓度、搅拌速率、氧气压力、温度和不同种类铵盐对浸出效果的影响,并得到浸出的最优工艺条件:铵盐选择碳酸铵浸出效果最佳,浓度为1 mol/L,氨水浓度为4 mol/L,搅拌速率为70...     

Characterizing the optimal operation of photocatalytic degradation of BDE-209 by nano-sized TiO2

Brominated flame retardants have been widely used in industry. There is a rapid growing public concern for their availabilities in the environment. Advanced oxidation process (AOP) is a promising and efficient technology which may be used to remove emerging chemicals such as brominated flame retardants. This project aims at investigating optimal operational conditions for the removal of BDE-209 using nano-scaled titanium(IV) oxide. The residual PBDE congeners after photocatalytical degradation of BDE-209 by TiO₂ were analysed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). It was found that the degradability of BDE-209 by TiO₂ was attributed to its photocatalytic activity but not the small size of the particles. The half-life of removing BDE-209 by TiO₂ was 3.05 days under visible light. Tetra- and penta-BDEs were the major degraded products of BDE-209. Optimum conditions for photocatalytical degradation of BDE-209 was found to be at pH 12 (93% ± 1%), 5, 10, 20 mg/L (93.0% ± 1.70%, 91.6% ± 3.21%, 91.9% ± 0.952%, respectively), respectively of humic acid and in the form of anatase/rutile TiO₂ (82% ± 3%). Hence, the efficiency of removing BDE-209 can be maximized while being cost effective at the said operating conditions.     

环境中四溴双酚A降解技术的进展研究

四溴双酚A(TBBPA)作为一种常见的溴系阻燃剂(BFRs),广泛应用于印刷电路板、绝缘电线以及各种聚碳酸酯塑料中,也是目前全球产量和使用量最大的溴系阻燃剂.由于TBBPA具有持久性,生物累积性和毒性,严重威胁了人类健康和生态系统安全,近年来已经被认定是一种值得探讨与关注的环境内分泌干扰物,TBBPA作为一种新的"POPs问题"成为了目前降解技术研究的热点.通过综合国内外的相关研究,对TBBPA的物理降解、化学降解,生物降解等降解技术进行了综述,并对存在的问题及未来的研究方向进行了讨论与展望.     

硝酸浸提拆解废印制电路板元器件技术

研究了废印制电路板在不同浓度硝酸溶液中焊锡完全溶解的时间,以及Sn,Pb,Zn,Fe和Cu的溶解规律及循环利用浸提液的可行性. 结果表明:废印制电路板最佳剥离硝酸浓度为2 mol/L左右,该条件下210 min内废印制电路板上的焊锡完全溶解,元器件能够全部拆除;稀硝酸作为浸提液,可重复利用4次以上,各次循环对焊锡均具有较好的溶解效果;循环利用过程中,Cu反应速率逐次增加,易造成Cu的流失.      

废印刷线路板中贵金属金的浸取研究

采用盐酸和氯酸钠作为反应试剂,从印刷电路板废料中回收金。考察了盐酸浓度、氯酸钠用量、固液比、浸取时间条件对反应的影响。实验结果表明:酸度过高或过低对金的收率都不利;对于5g废料、以固液比1:8,4g氯酸钠,3mol/L盐酸,搅拌1h进行反应,金的回收率可达90%以上。所用试剂廉价易得,设备简单,操作方便:反应过程中无有害物产生,实现了贵重资源的再生利用。