【技术】废旧印刷线路板细菌浸出液中铜的电沉积回收

动力强劲、一机多用、使用寿命长

来源:欧宝体育官方入口    发布时间:2024-02-12 14:44:32

【摘要】以废旧印刷线路板微生物湿法冶金过程中产出的细菌浸出液为研究对象,用电沉积的方法将浸出液中

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  【摘要】以废旧印刷线路板微生物湿法冶金过程中产出的细菌浸出液为研究对象,用电沉积的方法将浸出液中离子态铜以单质形式高效回收,考察废旧线路板细菌浸出液在恒流条件下电流密度、初始PH值以及浸出液中有机物对铜回收率及阴极电流效率的影响。

  结果表明,随着电流密度增大铜回收率呈明显上升趋势,阴极电流效率总体呈下降趋势,当电流密度为200 Am-2,铜回收率达到93.24 %,阴极电流效率总体达到80 %以上。初始PH值对铜回收率无明显影响。有机物对铜回收率、阴极电流效率有较为显著的影响,去除有机物后铜回收率、阴极回收效率显著提升,电沉积120 min 后分别达到90.41 %、92.14 %。

  铜是一种重要的有色金属资源,被大范围的应用于电子电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,在中国有色金属材料消费中仅次于铝[1]。

  随着电子科技类产品更新换代和淘汰速度的加快,印刷线]。利用细菌浸出的生物湿法冶金技术,不仅是当今世界上从低品位铜矿石中回收铜的热点,也是现今处理电子废弃物很存在竞争力的新方法[3]。

  液相中离子态金属作为可再生的二次资源,一些研究者对其处理办法来进行了大量的研究,先后提出了生物吸附凝絮法、离子交换法、萃取和电沉积法、化学沉淀法[4]等,其中只有化学沉淀法应用于工业化处理,但存在金属回收率低和易产生二次污染等不足。

  电沉积法回收金属作为一种成熟的水处理技术,具有设备化程度高、简单易控、经济可行和环境友好等技术优势,平板电解槽、流态化电解槽等处理装置均在生产实际中得到普遍应用[5]。在电沉积生产中,铜离子从溶液中转移到阴极的速率是重要的条件[6]。

  研究表明,电流密度直接影响铜回收率和阴极电流效率。提高电流密度能相应地提高铜的产量,提高生产率,但电流密度过高会加剧浓差极化,导致槽电压增高,还会导致阴极铜结晶颗粒变粗。电流密度过小,增加铜沉积时间。

  此外,电解液中有机物对电沉积也会产生一定的影响,据报道,当电解液中有机物含量达到一定量时,会引起阴极沉积铜变色,尤其是阴极上部表现突出,出现“有机烧斑”[7]。因此,电流密度和有机物多寡是影响线路板细菌浸出液中铜回收的重要因素。

  值得注意的是,废旧线路板微生物湿法冶金产出的细菌浸出液,成分复杂,除了铜、铁、锌等金属离子还有菌体及各种复杂有机物,如何选择性将浸出液中的离子态铜以高品位单质形式回收是该技术的关键环节。

  然而,关于废旧线路板微生物湿法冶金产出的浸出液中铜的电沉积回收研究鲜见报道。本研究以废旧线路板生物柱式浸出产出的酸性浸出液为研究对象,采用电沉积的原理和方法,试图在无二次污染的情况下直接回收铜,实现浸出液中铜的资源化。以实际应用的角度,系统考察电沉积过程中电流密度、电解液初始PH值和溶液中有机物含量对电沉积效果的影响,优化操作条件,为废旧线路板细菌浸出液中铜的资源回收提供相关依据和参考。

  生物柱式浸出实验在柱浸反应器及连接的5L细菌培养箱中进行,用改进的4.5K培养基培养。

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