氧化亞鐵硫桿菌浸出廢棄線路板中金屬銅

研究氧化亞鐵硫桿菌(a.f菌)從含磷鐵礦石中脫磷的可行性及工藝技術(shù)。結(jié)果表明:氧化亞鐵硫桿菌可以浸出鐵礦石中的磷,生物浸出脫磷應(yīng)選擇缺磷9k培養(yǎng)基體系,添加黃鐵礦可強(qiáng)化細(xì)菌浸出脫磷,礦漿初始ph對(duì)脫磷率有明顯影響,合適的細(xì)菌接種量、亞鐵初始含量及礦石粒度有利于生物浸出脫磷。對(duì)某含磷1.12%的鐵礦石,以缺磷9k培養(yǎng)基為浸出體系,添加質(zhì)量比為20%的黃鐵礦,在初始ph值為1.7~2.0的條件下,采用a.f菌進(jìn)行生物浸出,獲得的脫磷率為86.6%。

為了研究瀝青鈾礦石的細(xì)菌浸出機(jī)理,設(shè)計(jì)了有菌有鐵、有菌無(wú)鐵及無(wú)菌無(wú)鐵3種礦粉浸出試驗(yàn)及有菌無(wú)鐵、無(wú)菌無(wú)鐵兩種試塊浸出試驗(yàn),檢測(cè)了礦粉浸出體系中細(xì)菌的濃度、ph值、eh、亞鐵離子濃度、總鐵離子濃度及鈾濃度的變化,分析了浸出尾渣中o、mg、k、p、s、fe、u等元素的含量,觀測(cè)了浸出前后試塊表面形貌的變化。結(jié)果表明,在瀝青鈾礦石浸出過(guò)程中,嗜酸氧化亞鐵硫桿菌可以高效氧化浸出體系中的亞鐵、還原態(tài)硫及元素硫,使得浸出體系中的eh升高和ph值降低;有菌有鐵浸出體系中,高濃度的細(xì)菌、高濃度的鐵、低ph值和高eh可加速鈾礦石的浸出和提高鈾礦石的浸出率;有菌無(wú)鐵浸出體系中,即使總鐵離子濃度很低,但由于有細(xì)菌的存在,同樣可以加速鈾礦石的浸出和提高鈾礦石的浸出率。有菌無(wú)鐵的試塊浸出中,試塊表面出現(xiàn)了許多溶蝕坑,這表明細(xì)菌對(duì)鈾礦石具有直接氧化作用。

考察了接種量、振蕩條件、浸出液以及電池原料對(duì)氧化亞鐵硫桿菌浸出廢舊鋰離子電池的影響.研究結(jié)果表明,浸出10d,鈷浸出率達(dá)到48.5%,之后,浸出率不再增加;當(dāng)接種量在2.5%—12.5%之間時(shí),鈷浸出率在第10天都為47.6%,接種量對(duì)浸出率無(wú)影響;振蕩過(guò)程中控制溫度為35℃時(shí),鈷浸出率最佳,并隨著振蕩速率的升高而增加;浸出液中加入硫磺對(duì)浸出影響不大,初始ph值在1.5—2.5范圍內(nèi),都適合鈷酸鋰的浸出,而初始亞鐵離子濃度在45g.l-1條件下浸出效果最好;選擇固液比為3%最佳,并且鈷酸鋰粉末的粒度大小對(duì)浸出率無(wú)影響.

用單一的生物反應(yīng)器處理硫化氫時(shí),微生物容易受到硫化氫的毒害作用而使細(xì)胞活力受損,廢氣處理效率迅速降低。為此,提出生物和化學(xué)二級(jí)反應(yīng)器處理硫化氫的新工藝,并對(duì)微生物的生長(zhǎng)、分布、最適工藝運(yùn)行條件和影響因素等做了研究。結(jié)果表明,生物反應(yīng)器中微生物對(duì)亞鐵離子的氧化速率對(duì)硫化氫的去除效果有著重要的影響,二級(jí)反應(yīng)器工藝大大提高了硫化氫去除效率,反應(yīng)的主要產(chǎn)物為單質(zhì)硫,同時(shí)便于對(duì)硫沉淀的分離,在操作溫度31℃,ph值1.5—1.8,水力停留時(shí)間2.5h,進(jìn)氣質(zhì)量濃度8g/m3,硫化氫承載負(fù)荷2000g/(m3.h)以下時(shí),系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行,硫化氫的脫除率可達(dá)99%以上。

利用微生物氧化亞鐵硫桿菌(t.f.)為催化劑,催化氧化fe2+為fe3+制備了聚合硫酸鐵(pfs)。并研究了氧化亞鐵硫桿菌制備聚合硫酸鐵的最佳工藝條件,在最佳工藝條件下制備的聚合硫酸鐵具有較好的絮凝效果和對(duì)城市污水較好的去濁率。該方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)污染、不殘留有毒物質(zhì),具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

針對(duì)湖南汝城某含磷難選鐵礦石,簡(jiǎn)要分析了該鐵礦石中磷的賦存狀態(tài)與磷鐵嵌布關(guān)系,研究考察了某嗜酸氧化亞鐵硫桿菌(atf菌)的生長(zhǎng)特性、不同磷源對(duì)該atf菌代謝的影響以及不同浸礦濃度和atf菌接種量條件下的浸礦過(guò)程。試驗(yàn)表明:微生物通過(guò)耗磷生長(zhǎng)的代謝過(guò)程,對(duì)含磷難選鐵礦石進(jìn)行脫磷是可行的。當(dāng)前atf菌對(duì)該含磷鐵礦脫磷率最高可達(dá)到61.47%。

本文對(duì)采自7個(gè)不同環(huán)境的氧化亞鐵硫桿菌進(jìn)行了隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性dna(rapd)分析,20個(gè)引物中篩選出擴(kuò)增效果較好的4個(gè)引物,每個(gè)引物能產(chǎn)生1～9條dna條帶。通過(guò)4個(gè)引物的rapd分析獲得的平均相似性系數(shù)表明不同來(lái)源的菌之間的相關(guān)系數(shù)在44%～83%之間。

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,研究了響應(yīng)曲面法優(yōu)化氧化亞鐵硫桿菌氧化fe2+的工藝條件。結(jié)果表明,初始ρ(fe2+)、初始ph值、培養(yǎng)溫度、接種量與響應(yīng)值fe2+氧化速率有顯著相關(guān)性。典型性分析得到氧化亞鐵硫桿菌氧化fe2+的最佳工藝條件為:初始ρ(fe2+)為8.44g/l,溶液初始ph值為2.1,培養(yǎng)溫度為33℃,接種量為12%。在此條件下,fe2+氧化速率理論值達(dá)到0.217g/(l.h),驗(yàn)證試驗(yàn)條件下實(shí)際最大氧化速率為0.215g/(l.h)。

通過(guò)設(shè)計(jì)淋濾實(shí)驗(yàn),分析了不同淋濾條件下污泥中重金屬的去除率,并應(yīng)用hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)法(potentialecologicalriskindex,簡(jiǎn)記peri)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià).研究發(fā)現(xiàn),cu、pb、zn、cr和ni的浸出取決于硫粉和硫酸濃度,經(jīng)過(guò)14d的淋濾實(shí)驗(yàn),加硫粉處理后cu、pb、zn、cr和ni的去除率可分別達(dá)到96.8%,53.2%,94.2%,97.5%,103.0%.結(jié)果表明:生物淋濾后污泥中重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)屬于低度風(fēng)險(xiǎn),cu在污泥中表現(xiàn)出較高的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),在污泥處置利用時(shí)應(yīng)多加關(guān)注.

根據(jù)廢棄線路板破碎解離物料中金屬與非金屬顆粒密度特性及運(yùn)動(dòng)特性的差異,研制了水介質(zhì)變徑液固兩相流分選裝置及工藝,對(duì)0.5~0.25,0.25~0.125,0.125~0.074,<0.074mm這4個(gè)粒級(jí)廢棄線路板物料分粒級(jí)進(jìn)行了金屬的富集回收分選實(shí)驗(yàn).結(jié)果表明:前3個(gè)粒級(jí)產(chǎn)品的金屬品位與回收率同時(shí)達(dá)到90%以上,<0.074mm物料的金屬品位與回收率分別為65.51%及93.42%,工藝上實(shí)現(xiàn)了水介質(zhì)的循環(huán)利用.

專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?cn201810699652公開(kāi)號(hào):cn108754154a申請(qǐng)日:2018.06.29公開(kāi)日:2018.11.06申請(qǐng)人:肇慶高新區(qū)國(guó)專(zhuān)科技有限公司本發(fā)明涉及一種分類(lèi)回收線路板中金屬的方法,具體涉及回收線路板(pcb)中的銅、錫、鎳、鈀、金、銀和樹(shù)脂。該技術(shù)先后通過(guò)粉碎、酸浸、陽(yáng)極旋轉(zhuǎn)迫擊電解、浮選等工藝流程。

采用破碎機(jī)和高壓電選機(jī)對(duì)廢印刷線路板中金屬cu進(jìn)行回收.結(jié)果表明,破碎產(chǎn)物粒度<0.9mm時(shí)金屬的單體解離度較高,可以作為分選的原料.物料在電選過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)分析表明,影響電選效果的主要因素為電極電壓、滾筒轉(zhuǎn)速、電暈電極距及物料粒度.經(jīng)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化影響參數(shù)后,-0.9+0.074mm粒級(jí)的破碎產(chǎn)物一次電選所得精料中cu的富集情況較好,cu品位由32.0%富集到63.6%,回收率為78.7%.

結(jié)合偏壓磁控濺射銅(銅靶,本底真空度6.6mpa,工作壓力0.4pa,電流0.3a,電壓450v,負(fù)偏壓50v,濺射時(shí)間10min)及脈沖焦磷酸鹽電鍍銅(60～70g/l焦磷酸銅,280～320g/l焦磷酸鉀,20～25g/l檸檬酸銨,溫度45～50°c,ph4.2～4.5)工藝對(duì)以聚酰亞胺薄膜為基材的撓性印制線路板微孔進(jìn)行金屬化處理,討論了正向脈沖平均電流密度對(duì)鍍層質(zhì)量,以及正向脈沖占空比對(duì)鍍層金相顯微組織和電阻的影響。結(jié)果表明:金屬化后孔壁鍍層連續(xù),平整光滑,結(jié)合力較好;隨著正向脈沖電流密度的增大,鍍層粗糙度減小;隨著正向脈沖占空比的增大,鍍層電阻急劇增大并最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

采用萬(wàn)能高速粉碎機(jī)對(duì)廢棄線路板進(jìn)行破碎,采用icp-aes分析線路板中主要金屬含量,研究破碎累積時(shí)間對(duì)破碎產(chǎn)物以及金屬銅在各粒徑范圍分布的影響,討論粉末粒徑大小對(duì)水力搖床分選效果的影響。結(jié)果表明,線路板中金屬銅的含量達(dá)約25%;當(dāng)破碎累積時(shí)間為180s時(shí),得到的破碎產(chǎn)品在0.15~1mm粒徑范圍內(nèi)的產(chǎn)率最高。采用水力搖床分選時(shí),在0.15~1mm粒徑的粉末比較適合水力搖床分選,此粒級(jí)中銅的回收率達(dá)到98.3%以上。

根據(jù)廢棄印刷線路板中材料密度不同,采用水介質(zhì)流化床對(duì)印刷線路板粉末中的金屬進(jìn)行回收,對(duì)0.25~0.177、0.177~0.104、0.104~0.074和-0.074mm4個(gè)粒級(jí)范圍內(nèi)的物料進(jìn)行分選試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,在上述4個(gè)粒級(jí)范圍內(nèi),隨介質(zhì)流速的增大,金屬回收率降低;金屬回收率η與實(shí)際操作速度(ua)和顆粒終端沉降速度(ut)的比值φ(ua/ut)存在一定線性關(guān)系,分析模擬了η與φ之間的相關(guān)性方程,外推試驗(yàn)的結(jié)果證明了相關(guān)性方程的可靠性;在合適的操作條件下,各粒級(jí)范圍內(nèi)金屬的回收率分別為95.02%、90.07%、87.5%和92.68%。

研究用硫脲浸取金銀技術(shù)從廢棄印刷線路板中回收金銀。結(jié)果表明,硫脲能夠有效地從廢棄印刷線路板中浸取金銀,最佳浸出條件為固液比為1∶10,攪拌速度為300r/min,室溫浸取(20~25℃),浸取時(shí)間1h,硫脲濃度為12g/l,fe3+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%,ph為1.5。最佳條件下,金和銀的浸取率分別達(dá)91.4%和80.2%。

對(duì)污泥生物淋濾過(guò)程中各種重金屬元素的形態(tài)變化情況進(jìn)行了測(cè)定,借助重金屬化學(xué)形態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律,間接判斷污泥重金屬生物淋濾的轉(zhuǎn)化機(jī)制。試驗(yàn)結(jié)果顯示,cu、ni、cd的生物淋濾是以直接機(jī)制為主的,zn的生物淋濾過(guò)程是以間接機(jī)制為主的,cr、pb的生物淋濾過(guò)程屬于混合機(jī)制,但其混合機(jī)理是有差別的。

采用序批式試驗(yàn)研究了利用不同基質(zhì)的硫桿菌(氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌)以不同體積濃度淋濾剩余污泥時(shí)對(duì)其中重金屬的浸出及養(yǎng)分流失的影響。結(jié)果表明,兩種硫桿菌對(duì)四種重金屬浸出率的大小次序均為zn>cu>cr>pb,且浸出率隨菌液體積的增加而增大,同時(shí),兩種硫桿菌淋濾均引起污泥中toc、tn和tp的流失。然而,氧化硫硫桿菌淋濾對(duì)污泥中四種重金屬的浸出效果優(yōu)于氧化亞鐵硫桿菌,且10%和15%的菌液對(duì)同一金屬的浸出率相差小于4%。因此,從技術(shù)及經(jīng)濟(jì)角度考慮,10%的氧化硫硫桿菌淋濾對(duì)金屬的浸出最佳。另一方面,等體積的氧化硫硫桿菌淋濾對(duì)污泥中toc、tn和tp造成的損失小于氧化亞鐵硫桿菌,15%的氧化亞鐵硫桿菌淋濾甚至造成污泥中tp的66.4%流失,故從養(yǎng)分角度考慮,采用硫桿菌淋濾后的剩余污泥不再適宜土地利用。

廢舊印刷線路板中含有多種有色金屬,若將其隨意丟棄或采用不恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒?不僅會(huì)污染環(huán)境,還會(huì)造成資源流失。本文對(duì)采用重力分選技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢舊印刷線路板中有色金屬富集的可行性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:重選法(搖床)可以實(shí)現(xiàn)廢舊印刷線路板中有色金屬和玻璃纖維、樹(shù)脂的分離;在實(shí)驗(yàn)的破碎粒度范圍內(nèi),將廢舊印刷線路板破碎到-0.5mm時(shí),搖床分選效果最好。

帶元件的廢印刷線路板多種金屬共存,在采用氰化法浸取金的過(guò)程中,金的質(zhì)量濃度隨浸取時(shí)間的變化呈先升高后降低的曲線特征。如果反應(yīng)時(shí)間控制不當(dāng),已經(jīng)溶解的金就會(huì)被廢印刷線路板上鋅、鎳等金屬還原。為了提高金的回收率,研究了低氰化物質(zhì)量濃度、短浸出時(shí)間的兩次逆流浸金工藝,使金的回收率達(dá)到99%以上,廢印刷線路板表層殘余au品位在3g/t以下。

重金屬銅的典型加工工藝

文章提出一種新型分選裝置,以空氣為介質(zhì),通過(guò)"雙旋渦"旋轉(zhuǎn)氣流從廢棄線路板中富集金屬的分離方法;對(duì)0.50~0.25mm、0.25~0.10mm、小于0.1mm這3個(gè)粒級(jí)廢棄線路板物料,分粒級(jí)進(jìn)行金屬富集回收分選實(shí)驗(yàn);結(jié)果表明,前2個(gè)粒級(jí)產(chǎn)品的金屬品位與回收率同時(shí)達(dá)到95%以上,小于0.10mm物料的金屬品位與回收率分別為90.08%及94.65%,工藝上實(shí)現(xiàn)了空氣介質(zhì)的除塵凈化排放,達(dá)到環(huán)保要求。