[发明专利]氧化亚铁硫杆菌浸取废弃印刷电路板中铜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废弃印刷电路板中铜的回收方法，具体涉及一种氧化亚铁硫杆菌浸取废弃印刷电路板中铜的方法。

背景技术

废弃印刷电路板 (Printed Circuit Boards, PCBs)中通常含有40%左右的金属，其中金属铜是主要的成分，含量高达20%～30%。据估计，我国每年需要处理PCBs大约在50万吨以上并且以22%速度增长。如能实现废弃PCB处理及资源化，既能解决环境污染问题，又能实现金属有效回收，将对我国PCBs行业的可持续发展有着重要意义。

目前从PCBs中提取铜方法主要有物理法、化学法和生物法。物理法在再生资源效果、环境友善性、工业应用率方面评价指标较高，但所使用的设备投资大、能耗高，因而经济可行性相对较差。化学法主要分为火法和湿法，火法虽然具有简单、方便和回收率高的优点，但同时会产生有害气体，排放大量浮渣。湿法具有废气排放少、提取铜后的残留物易于处理和工艺简单等优点，但铜浸取率低以及浸出液及残渣具有毒性。

生物浸取PCBs中的铜具有安全、清洁、高效等特点，已成为国内外研究热点。目前应用最普遍的微生物为嗜酸氧化亚铁硫杆菌 (Acidithiobacillus ferrooxidans，简称) 和嗜酸氧化硫硫杆菌(A.t)。

关于嗜酸氧化亚铁硫杆菌 (Acidithiobacillus ferrooxidans)浸取PCBs中铜的工艺，中国专利文献CN 102206751 B（申请号 201110110152.3）公开了一种微电场作用下微生物代谢产物连续回收线路板中铜的方法，采用如下步骤完成：获取氧化亚铁硫杆菌；氧化亚铁硫杆菌在9K培养基中放大培养，制成菌液；破碎处理废旧线路板；将破碎好的线路板粉末加入到含有菌液的微生物反应器中；在微生物反应器中加入10～20mA微电场；回收阴极上的金属；回收余下的非金属。以及中国专利文献CN 103898550 A（申请号 201410147510.1）公开了一种线路板中铜的回收方法，该回收方法为循环回收方法，每个循环包括生化反应阶段、氧化反应阶段和电解回收铜阶段；其中生化反应阶段是在生化反应槽中培养获得氧化亚铁硫杆菌菌液；氧化反应阶段是在氧化反应槽中将氧化亚铁硫杆菌菌液与线路板粉末接触，并施加浸出微电场，获得浸出液；电解回收铜阶段是在电解槽中对浸出液施加电解微电场获得铜和循环培养液。

又例如中国专利文献CN 102363890 A（申请号 201110329620.6）公开了一种回收废弃线路板中金属铜的方法，包括以下步骤：（1）菌种培养，以氧化亚铁嗜酸硫杆菌为浸矿菌株，培养后得到细菌培养液；（2）生物浸出，将覆铜线路板粉体筑堆，用上述细菌培养液循环喷淋，直至得到铜离子浓度达到2g/L以上的硫酸铜溶液；（3）溶剂萃取；（4）电积回收。

上述使用氧化亚铁硫杆菌浸出废气印刷电路板中铜的方法没有考虑菌体生长情况以及淋滤时铜的浸取速率，因而浸取率低、浸取时间长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种铜浸取率高、浸取时间短的氧化亚铁硫杆菌浸取废弃印刷电路板中铜的方法。

实现本发明目的的技术方案是一种氧化亚铁硫杆菌浸取废弃印刷电路板中铜的方法，包括以下步骤：

①废弃印刷电路板的预处理；将拆除了电子元件的废弃印刷电路板PCBs压碎并研磨成粉末，研磨得到的废弃印刷电路板粉末过筛，收集通过筛孔的废弃印刷电路板粉末待处理。

②菌种的驯化；将氧化亚铁硫杆菌进行耐Cu²⁺的驯化培养，驯化结束得到耐100～200mmol/L Cu²⁺环境的氧化亚铁硫杆菌待用。

③菌种培养；将步骤②驯化培养后得到的氧化亚铁硫杆菌在9K培养液中培养60～72h，氧化亚铁硫杆菌接种量为9K培养液体积的10%～20%，培养初始pH为1.8～2.0，培养温度28℃～32℃，培养过程中培养液中的溶解氧为8%～12%。

④废弃印刷电路板粉末中铜的浸取；向步骤③培养了60～72h小时之后的菌种培养体系中加入步骤①预处理得到的废弃PCBs粉末，此时增加培养液中的溶解氧量使其控制在20%～40%，添加PCBs粉末后氧化亚铁硫杆菌继续培养至120～130h时，浸取反应结束；对反应后的混合物料进行离心分离，收集上层浸出液。

⑤后处理；将步骤④得到的浸出液转移入电解槽中进行电积得到铜，完成废弃印刷电路板中铜的回收。