一种线路板中铜的回收方法
【专利摘要】一种线路板中铜的回收方法，其中，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，生化反应阶段包括，在生化反应槽中培养获得氧化亚铁硫杆菌菌液；氧化反应阶段包括，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；电解回收铜阶段包括，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；所述循环培养液用于在生化反应阶段继续培养获得氧化亚铁硫杆菌菌液。本发明的方法提供了资源化利用电子废弃物的新途径。通过利用微生物实现连续回收废弃线路板中的铜，是一种成本低、提取效果好、对环境影响小的方法。
【专利说明】一种线路板中铜的回收方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种线路板中铜的回收方法。
【背景技术】
[0002]目前电子废弃物综合回收处理技术主要有火法冶金、湿法冶金、机械处理法、微生物法以及几种技术相结合等。
[0003]火法冶金和湿法冶金主要用于金、银等贵金属的回收。火法冶金由于废弃印刷线路板中含有卤素阻燃剂，燃烧易造成有毒气体逸出，造成二次污染，且贵金属也易以氯化物的形式挥发，造成金属的损失，使金属回收率降低；大量非金属成分，如塑料等也在焚烧中损失，造成可回收资源浪费，另外，由于对处理设备要求严格，其价格昂贵，从而处理成本闻。
[0004]化学湿法冶金 技术包括酸洗、溶蚀等，是将废弃印刷线路板用强酸或强氧化剂进行处理，得到贵金属的剥离沉淀物，再分别将其还原成金、钯等，含有高浓度离子的废液则可回收铜等其它有价值的金属，通过该方法可获得高品位及高回收率的金、银等贵金属及铜等有色金属，具有费用低的特点。但是，该方法的浸出液及残渣具有腐蚀性和毒性，若处理不当，易引起更为严重的二次污染；部分金属的浸出效率低，作用不明显，当金属被覆盖或敷有焊锡时，被包裹的贵金属更无法回收，致使该法的经济可行性降低。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服现有的线路板中铜回收技术中存在的上述缺点，提供一种成本低、污染小、可以循环进行的线路板中铜的回收方法。
[0006]本发明提供了一种线路板中铜的回收方法，其中，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，生化反应阶段包括，在生化反应槽中培养获得氧化亚铁硫杆菌菌液；氧化反应阶段包括，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；电解回收铜阶段包括，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；所述循环培养液用于在生化反应阶段继续培养获得氧化亚铁硫杆菌菌液。
[0007]本发明的线路板中铜的回收方法，利用氧化亚铁硫杆菌浸出废弃线路板中的铜，使菌液得到循环利用，解决了传统的湿法冶金造成大量难处理污水的问题；本法只需一些破碎线路板及回流菌液的电费，与传统方法相比节能60%左右，克服了传统火法冶金需要大量能源的缺陷；利用该法与机械处理法结合使用，铜的回收率可达99.99%，弥补了单一的机械处理法的不足；这种连续回收废弃线路板中铜的方法为产业化提供了便利。
[0008]【具体实施方式】
[0009]本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的【具体实施方式】的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。
[0010]下面结合具体的实施方式对本发明作进一步的描述。
[0011]本发明提供了一种线路板中铜的回收方法，其中，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，生化反应阶段包括，在生化反应槽中培养获得氧化亚铁硫杆菌菌液；氧化反应阶段包括，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；电解回收铜阶段包括，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；所述循环培养液用于在生化反应阶段继续培养获得氧化亚铁硫杆菌菌液。
[0012]在本发明所提供的方法中，所述氧化亚铁硫杆菌为革兰氏阴性菌氧化亚铁硫杆菌(acidithiobacillus ferrooxidans a.f.)。
[0013]所述氧化亚铁硫杆菌可以为分离自活性污泥的菌株，分离的方法可以为本领域常规的氧化亚铁硫杆菌分离驯化方法，例如利用9K培养基纯化获得的菌株，为了获得具有较高代谢能力的菌株，可以采用本领域常规的菌种诱变方法，例如，可以采用紫外诱变育种的方法获得适合回收线路板中铜的氧化亚铁硫杆菌菌株。
[0014]在本发明所提供的方法中，可以采用9K培养基在转速为140-170r/min，温度为25-30°C, pH为2-2.5的条件下震荡培养获得氧化亚铁硫杆菌菌液，在所述菌液中，氧化亚铁硫杆菌的密度为6.5 -7.0X IO7个/ml，pH值为2-2.5，Fe3+的浓度为10_30mol/L，Fe2+的浓度低于0.05mol/L。优选的情况下，在所述菌液中，氧化亚铁硫杆菌的密度为6.6-6.8 X IO7个 /ml, pH 值为 2.2-2.4，Fe3+ 的浓度为 15_25mol/L, Fe2+ 的浓度低于 0.04mol/L。
[0015]本发明所述的生化反应阶段在生化反应槽中进行，本发明对于生化反应槽的设置没有特别的限制，优选的，所述生化反应槽配置有能够方便菌液流出的输出口和能够方便循环培养液回收的输入口。
[0016]本发明中，对于线路板的种类没有特别的限制，可以为本领域任何含有铜的待处理的线路板，在进行铜回收程序之前，需要对线路板进行预处理步骤，预处理步骤可以按照以下方式完成:首先将待处理的线路板在粉碎机中粉碎至粒径为60-80目，再置于真空干燥箱中在105-120°C下烘干0.8-1.2h，烘干结束后过筛，获得粒径为60-80目的线路板粉末。
[0017]在本发明所提供的方法中，相对于100g的所述线路板粉末，与其接触的氧化亚铁硫杆菌菌液的用量为300-500ml，优选的情况下，相对于100g的所述线路板粉末，与其接触的氧化亚铁硫杆菌菌液的用量为350-450ml。
[0018]在本发明所提供的方法中，需要在浸出阶段对氧化亚铁硫杆菌菌液施加微电场，所述浸出微电场的强度为10_30mA,优选的情况下,所述浸出微电场的强度为15-25mA。
[0019]在本发明所提供的方法中，氧化亚铁硫杆菌菌液与线路板粉末接触的条件为:在25-30°C下以100-140转/min的速度搅拌接触3_30h。优选的情况下，氧化亚铁硫杆菌菌液与线路板粉末接触的条件为:在25-28°C下以120-130转/min的速度搅拌接触5_25h。
[0020]所述接触反应在氧化反应槽中进行，利用氧化亚铁硫杆菌代谢产物Fe3+与线路板粉末中的铜进行氧化反应的原理见式(I)
【权利要求】
1.一种线路板中铜的回收方法，其特征在于，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，生化反应阶段包括，在生化反应槽中培养获得氧化亚铁硫杆菌菌液；氧化反应阶段包括，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；电解回收铜阶段包括，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；所述循环培养液用于在生化反应阶段继续培养获得氧化亚铁硫杆菌菌液。
2.根据权利要求1所述的线路板中铜的回收方法，其中，所述氧化亚铁硫杆菌菌液中，菌密度为 6.5-7.0X IO7 个 /ml, pH 值为 2-2.5，Fe3+ 的浓度为 10_30mg/L。
3.根据权利要求2所述的线路板中铜的回收方法，其中，相对于100g的所述线路板粉末，氧化亚铁硫杆菌菌液的用量为300-500ml。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的线路板中铜的回收方法，其中，所述浸出微电场的强度为10-30mA。
5.根据权利要求4所述的线路板中铜的回收方法，其中，所述浸出微电场的强度为15_20mAo
6.根据权利要求5所述的线路板中铜的回收方法，其中，接触的条件为:在25-30°C下以100-140转/min的速度搅拌接触3_30h。
7.根据权利要求1-3、5和6中任意一项所述的线路板中铜的回收方法，其中，在电解回收铜阶段中，所述电解微电场的强度为10-20mA。
8.根据权利要求1-3、5和6中任意一项所述的线路板中铜的回收方法，其中，所述线路板粉末的粒径为60-80目。
9.根据权利要求1-3中任意一项所述的线路板中铜的回收方法，其中，培养获得氧化亚铁硫杆菌菌液的方法为，以10%的比例将氧化亚铁硫杆菌菌株接种于pH为2-3的9K培养基中，在25-30°C下震 荡培养4-5天。
10.根据权利要求1_3、5和6中任意一项所述的线路板中铜的回收方法，其中，所述循环培养液中Cu2+的浓度为0.4-0.5g/L，Fe2+的浓度为6_9g/L。
【文档编号】C25C1/12GK103898550SQ201410147510
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月14日 优先权日:2014年4月14日
【发明者】杨蕴敏, 曹侃, 管俊洛 申请人:常州纺织服装职业技术学院