| 成果名称: | 嗜酸性细菌反应器浸出废旧线路板金属富集体方法及机理研究 |
| 完成单位: | 华南理工大学 |
| 主要人员: | 朱能武,黄瑞敏,付名利,王永燎,吴良兴,项赟,张婷,王华金,李小虎 |
| 介绍: | ①课题来源与背景: 本项目属于国家自然科学基金项目,该课题的经费由国家自然科学基金委员会支助63万元。 背景是:我国是线路板的生产和消费大国,2005年产量为 1.1亿平方米、产值达到108.5亿美元,产量和销售量分别占世界的 30%和 17%,还将保持约 20%的年增长率。废旧线路板是高 品位的二次资源,含有金属和树脂等有用成分,其中金属含量在40%左右,包括铜、 铅、锡、铁等,铜是主要的金属,一般占总重的5%-25%,被称为“二次金属富矿”。然而,如果处理不当,如传统的非法拆解会对环境和人类健康构成严重威胁。生物浸出(Bioleaching)技术起源于 1947年,但在最近几年时间里得到了快速发展,并引起了世界范围内的关注。生物浸出是利用某些微生物或其代谢产物对某些矿物和元素所具有的氧化、还原、酸溶等作用,溶浸金属或从水中回收(脱除)有价(有害)金属的湿法冶金过程。该技术具有效率高、成本低、流程短、环境友好等特点, 可以将废旧线路板金属富集体中固相的金属转移到液相中,再经进一步纯化得到纯度高的单质金属。申请人在固体废物处理资源化、嗜酸性细菌浸出废旧线路板金属方面做了大量前期工作,成果制备了嗜酸性细菌混培物、分离了氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌、建立了嗜酸性细菌混培物浸出废旧线路板金属的方法,具有良好的工作基础。 ②研究目的与意义: 研究目的是:建立嗜酸性细菌连续流反应器浸出废旧线路板金属富集体的方法,为该技术的规模化应用提供理论依据; 推断嗜酸性细菌-废旧线路板金属富集体的吸附机制模型,完善嗜酸性细菌浸 出废旧线路板金属富集体过程的吸附理论;探究嗜酸性细菌胞外聚合物特性及其在浸出废旧线路板金属富集体过程中的作用,为接触间接浸出机理的提出提供基础资料。 意义是:项目的实施可以建立嗜酸性细菌反应器浸 出废旧线路板技术富集体的方法,提出菌-固吸附机理模型和胞外聚合物的促进浸出作用机制,以完善、丰富嗜酸性细菌浸出金属富集体理论,为浸出该技术的实际应用和进一步提高浸出效率提供依据。 ③主要论点与论据: 关于嗜酸性细菌浸出零价金属的机理,高顺枝等通过设计透析袋实验考查了氧化亚铁硫杆菌浸出铜片过程中 EPS的作用,认为 A.f菌及 EPS与铜片接触能促进 铜的浸出,EPS 起到媒介载体的作用。Zhang 等通过细菌浸出、滤菌液浸出和 化学浸出线路板金属富集体对比实验,认为 A.f 菌的主要作用是产生 Fe3+,同时也可能存在接触直接浸出和非接触直接浸出等作用。从文献报道的线路板处理资源化技术可以看出,目前的技术主要集中在拆解和金属-非金属的解离上,而对于后续的金属富集体的研究则很少涉及。 ④创见与创新: 本课题不同与以往课题之处在于针对废旧线路板金属富集体建立嗜酸性细菌反应器浸出方法,研究其浸出过程中不同作用的来源,特别是嗜酸性细菌与金属富集体的吸附行为和吸附机制、细胞胞外聚合物特性和促进浸出作用,可解决嗜酸性细菌浸出线路板金属富集体中的关键问题,充分体现了本项目前沿性和学科的交叉性。 在建立嗜酸性细菌反应器浸出线路板金属富集体方法的基础上,应用以现代谱学分析测试技术(XRD、EDX、FTIR)与表面观察手段(SEM、AFM、TEM) 相结合的主要研究方法,从浸出作用水平上研究吸附行为、可能吸附机制、EPS特征和促进浸出作用,最终建立废旧线路板金属富集体嗜酸性细菌浸出的机理模型,体现了本课题研究方法的创新性。概括起来就是体现了“1+2+1”,即一个方法建立、两种手段并用、一个模型建立。 ⑤社会经济效益,存在的问题: 该项目属于基础研究类,无明显的经济效益。社会效益主要是:建立嗜酸性细菌反应器浸出方法,提出嗜酸性细菌浸出金属富集体机理模型,完善、丰富嗜酸性细菌浸出金属富集体理论,为该技术的实际应用和进一步提高浸出效率提供依据。 ⑥历年获奖情况:无 |
| 批准登记号: | |
| 登记日期: | 2019-06-28 |
| 研究起止时间: | 2012-01-01至2015-12-31 |
| 所属行业: | 水利、环境和公共设施管理业 |
| 所属高新技术类别: | 环境保护 |
| 评价单位名称: | 华南理工大学学术委员会 |
| 评价日期: | 2019-04-29 |
