一种基于产氰生物膜反应器的废弃电路板贵金属回收装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于产氰生物膜反应器的废弃电路板贵金属回收装置，包括培养基储罐、气升环流式生物膜反应器、供气系统、进样装置、电控箱、金属离子在线监控系统及控制系统，气升环流式生物膜反应器内含有生物膜载体，培养基储罐通过培养基泵与气升环流式生物膜反应器上的培养基加入口相连通，供气系统通过气体泵与气升环流式生物膜反应器相连接，进样装置与气升环流式生物膜反应器相连通，气升环流式生物膜反应器上设有用于泵出金属离子溶液的溶液泵，电控箱分别与进样装置、金属离子在线监控系统、控制系统、溶液泵、气体泵及培养基泵相电连接。本发明装置能够实现贵金属高效、稳定的浸出，使用无污染，对环境友好。
【专利说明】
一种基于产氰生物膜反应器的废弃电路板贵金属回收装置
技术领域
[0001]本发明涉及废旧电路板贵金属的分离与回收，具体涉及一种基于产氰生物膜反应器的废弃电路板贵金属回收装置。
【背景技术】
[0002]随着科学技术不断的进步，电子电器产品的出现使得人们的生活水平日益提高。电路板作为各种电子电器产品的核心部件，其报废量随着废旧电子电器量的增加不断变大。废弃电路板内含有丰富的金属资源，包括金、银、钯等贵金属，铜、铝、锌、锡、铅等有色金属及铁等贱金属。此外，废弃电路板中还含量大量的非金属资源。因此，废弃电路板的资源化已经成为资源再生领域的热点问题。目前，有关废弃线路板资源化的专利技术申请主要集中在金属与非金属资源回收两个方面。金属资源回收所采用的方法多为物理法，如专利号为200510023785.5，名称为废旧印刷电路板的破碎及高压静电分离方法的发明专利和专利号为200510023788.9，名称为废旧印刷电路板颗粒的高压静电分离方法及装置的发明专利，化学浸出法如申请号为200910082443.9，名称为一种选择性浸出废弃线路板中锡、铜和铅的方法的发明专利。物理法回收废弃电路板中铜、锌、铅等金属资源时，通常采用破碎-物理分选相结合的方法。此方法可以成功的从破碎废弃电路板中回收95%以上的金属物料。然而，物理法在分离金属颗粒混合物时表现出了能力上的不足，例如根据所采用的方法不同体现出分离率不高，或设备费用过高，生产成本过高的状况，尤其体现在回收贵金属方面，贵金属含量较少，且一般的物理分离方法较难分离，或成本过高。化学浸出法回收废弃电路板中的金属资源时，回收率高，且可以回收大部分金属。然而，化学浸出法会带来严重的二次污染，如废水，废酸雾等，给整个生产工艺带来了沉重的环保压力。同时，大量化学品的使用给生产过程带来了安全隐患，贵金属的回收可能还需要使用到王水，氢氰酸等巨毒性化学用品。
[0003]生物浸出是一种利用微生物生长、代谢过程中排放出的代谢产物溶解、浸出目标物质的一种方法，具有环保、低成本的优点。利用微生物浸出废弃电路板中的贵金属理论上是完全可行的，唯一不足的是生物浸出方法通常效率较低，尤其是在处理废弃电路板时，其非金属组分及其它金属组分会破坏贵金属的浸出过程，降低贵金属的浸出速率。
[0004]目前通过高效的生物浸出技术和装置回收废弃电路板中贵金属的相关专利很少，利用产氰生物膜反应器高效浸出废弃电路板贵金属的信息几乎未见。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于产氰生物膜反应器的废弃电路板贵金属回收装置，实现贵金属高效、稳定的浸出。
[0006]为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是:
一种基于产氰生物膜反应器的废弃电路板贵金属回收装置，包括培养基储罐、气升环流式生物膜反应器、供气系统、进样装置、电控箱、金属离子在线监控系统及控制系统，气升环流式生物膜反应器内含有生物膜载体，培养基储罐通过培养基栗与气升环流式生物膜反应器上的培养基加入口相连通，供气系统通过气体栗与气升环流式生物膜反应器相连接，进样装置与气升环流式生物膜反应器相连通，气升环流式生物膜反应器上设有用于栗出金属离子溶液的溶液栗，电控箱分别与进样装置、金属离子在线监控系统、控制系统、溶液栗、气体栗及培养基栗相电连接。
[0007]优选地，气升环流式生物膜反应器上设有调节反应器温度的恒温系统。
[0008]进一步优选地，恒温系统包括与气升环流式生物膜反应器相连通的外导流筒，夕卜导流筒分别与恒温水箱及热水循环栗相连接构成循环回路。
[0009]进一步优选地，外导流筒与气升环流式生物膜反应器相连通处设置反应器膜载体阻隔网。
[0010]优选地，气升环流式生物膜反应器的上部设有反应器膜载体阻隔网。
[0011]优选地，气升环流式生物膜反应器上设置有曝气头，供气系统与曝气头相连接。
[0012]优选地，培养基储罐提供的培养基为牛肉膏蛋白胨-氯化钠培养基。
[0013]由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点:
本发明利用微生物生物膜相对独立的微生态系统不易受环境因子扰动的特点，构建兼有稳定产氰能力及贵金属高效浸出能力的生物膜反应器，形成更为稳定、高效、低消耗的废弃电路板贵金属浸出工艺。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的结构示意图；
其中:1、培养基储罐;2、气升环流式生物膜反应器;3、生物膜载体;4、供气系统;5、曝气头;6、进样装置;7、外导流筒;8、恒温水箱;9、电控箱；10、金属离子在线监控系统；11、控制系统；12、溶液栗；13、培养基加入口； 14、气体栗；15、热水循环栗；16、培养基栗；17、反应器膜载体阻隔网。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
[0016]如附图1所示，本发明一种基于产氰生物膜反应器的废弃电路板贵金属回收装置，包括培养基储罐1、气升环流式生物膜反应器2、供气系统4、进样装置6、电控箱9、金属离子在线监控系统10及控制系统11，气升环流式生物膜反应器2内含有生物膜载体3，培养基储罐I通过培养基栗16与气升环流式生物膜反应器2上的培养基加入口 13相连通，供气系统4通过气体栗14与气升环流式生物膜反应器2相连接，进样装置6与气升环流式生物膜反应器2相连通，气升环流式生物膜反应器2上设有用于栗出金属离子溶液的溶液栗12，电控箱9分别与进样装置6、金属离子在线监控系统、控制系统11、溶液栗12、气体栗14及培养基栗16相电连接。
[0017]在本实施例中，气升环流式生物膜反应器2上设有调节反应器温度的恒温系统，恒温系统包括与气升环流式生物膜反应器2相连通的外导流筒7，外导流筒7分别与恒温水箱8及热水循环栗15相连接构成循环回路，热水循环栗15与电控箱9相连接。
[0018]在本实施例中，外导流筒7与气升环流式生物膜反应器2相连通处设置反应器膜载体阻隔网17，气升环流式生物膜反应器2的上部也设有反应器膜载体阻隔网17。
[0019]在本实施例中，为了更好地使气体溶于水中，气升环流式生物膜反应器2上设置有曝气头5，供气系统4与曝气头5相连接。
[0020]在本实施例中，培养基储罐I提供的培养基为牛肉膏蛋白胨-氯化钠培养基。
[0021]—种利用本发明基于产氰生物膜反应器的废弃电路板贵金属回收装置的贵金属回收方法包括如下步骤:
1、在气升环流式生物膜反应器内培养微生物(假单胞菌)，使假单胞菌在悬浮式膜载体表面形成持续低浓度产氰生物膜；
2、将经破碎的废弃电路板颗粒加入生物膜反应器内，在假单胞菌生物膜分泌出的低浓度氢氰酸作用下发生金属浸出反应，氢氰酸优先浸出贵金属，得到金属离子溶液；
3、通过金属离子在线监测系统监测反应器内贵金属离子浓度，运用控制系统，将浸出的金属离子及废弃线路板非金属组分颗粒混悬液栗出并过滤非金属组分，同时通过控制系统向反应器补充破碎废弃线路板颗粒及培养基，确保生物膜产氰及贵金属浸出持续运行；
4、将收集到的金属离子溶液通过金属置换的方式置换出贵金属和一般金属。
[0022]本发明的操作过程为:首先将培养基储罐I中的培养基(牛肉膏蛋白胨-氯化钠培养基)通入装有悬浮式生物膜载体3的气升环流式生物膜反应器2内，并将预先培养好的假单胞菌接种到反应器2内，通过气体栗14及热水循环栗15调节通气量及反应器温度，促进假单胞菌快速生长并在生物膜载体3表面形成稳定的产氰生物膜(约30小时);然后通过进样装置6将破碎废弃电路板破碎颗粒加入反应器2内；调节反应器2内的营养浓度、pH值、温度以及溶解氧浓度，促进假单胞菌生物膜持续分泌出低浓度的氢氰酸，将废弃线路板颗粒中贵金属溶解，使它们变成离子态进入溶液中；通过金属离子在线检控系统10在线监控反应器溶液中金银等贵金属的浓度，达一定浓度水平时通过控制系统11启动溶液栗12，将反应器内的溶液栗出并过滤后对滤液中的金属离子采用金属置换法回收;接着通过控制系统11打开培养基栗16向反应器2通入培养基，并通过进样装置6将破碎废弃电路板颗粒加入反应器2，通过气体栗14调节通气量及强度，促进反应器2中的假单胞菌生物膜持续产氰并浸出贵金属。该方法与装置可以优先获得破碎废弃电路板中金银等贵金属离子溶液，并分离提取贵金属。
[0023]本发明装置能够实现贵金属高效、稳定的浸出，使用无污染，对环境友好。
[0024]以上对本发明做了详尽的描述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于产氰生物膜反应器的废弃电路板贵金属回收装置，其特征在于:包括培养基储罐(1)、气升环流式生物膜反应器(2)、供气系统(4)、进样装置(6)、电控箱(9)、金属离子在线监控系统(10)及控制系统(11)，所述气升环流式生物膜反应器(2)内含有生物膜载体(3)，所述培养基储罐(I)通过培养基栗(16)与所述气升环流式生物膜反应器(2)上的培养基加入口(13)相连通，所述供气系统(4)通过气体栗(14)与所述气升环流式生物膜反应器(2)相连接，所述进样装置(6)与所述气升环流式生物膜反应器(2)相连通，所述气升环流式生物膜反应器(2)上设有用于栗出金属离子溶液的溶液栗(12)，所述电控箱(9)分别与所述进样装置(6)、金属离子在线监控系统、控制系统(11)、溶液栗(12)、气体栗(14)及培养基栗(16)相电连接。2.根据权利要求1所述的基于产氰生物膜反应器的废弃电路板贵金属回收装置，其特征在于:所述气升环流式生物膜反应器(2)上设有调节反应器温度的恒温系统。3.根据权利要求2所述的基于产氰生物膜反应器的废弃电路板贵金属回收装置，其特征在于:所述恒温系统包括与所述气升环流式生物膜反应器(2)相连通的外导流筒(7)，所述外导流筒(7)分别与所述恒温水箱(8)及热水循环栗(15)相连接构成循环回路。4.根据权利要求3所述的基于产氰生物膜反应器的废弃电路板贵金属回收装置，其特征在于:所述外导流筒(7)与所述气升环流式生物膜反应器(2)相连通处设置反应器膜载体阻隔网(17)。5.根据权利要求1所述的基于产氰生物膜反应器的废弃电路板贵金属回收装置，其特征在于:所述气升环流式生物膜反应器(2)的上部设有反应器膜载体阻隔网(17)。6.根据权利要求1所述的基于产氰生物膜反应器的废弃电路板贵金属回收装置，其特征在于:所述气升环流式生物膜反应器(2)上设置有曝气头(5)，所述供气系统(4)与所述曝气头(5)相连接。7.根据权利要求1所述的基于产氰生物膜反应器的废弃电路板贵金属回收装置，其特征在于:所述培养基储罐(I)提供的培养基为牛肉膏蛋白胨-氯化钠培养基。
【文档编号】C22B3/46GK106011484SQ201610539891
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月8日
【发明人】胡建, 阮菊俊, 梅丽娟, 张洋, 李青, 王悦
【申请人】扬州大学