废旧线路板金属富集体生物浸出反应器体系研究

发布时间：2022-12-25 11:59

　　废旧线路板含有丰富的金属资源，不加以适当处理会造成环境危害。近年来，生物浸出技术由于成本低、能耗少、无污染、操作简单等优点，在废旧线路板金属资源回收领域受到了广泛重视。但是，目前该技术尚处于实验室摇瓶体系规模，严重影响其规模化实际应用。基于此，本研究在课题组前期工作基础上，自制了操作简便的两段式生物浸出反应器，采用氧化亚铁硫杆菌Z1作为菌种资源，考察了生物浸出反应器运行的操作条件，研究了纱布作为生物吸附固定化载体来提高氧化亚铁速率的可行性，探讨了纱布固定氧化亚铁硫杆菌来生物反应器浸出废旧线路板金属富集体的效果。得到以下结果： （1）利用自制的两段式生物浸出反应器，考察了影响反应器运行的主要影响因素，包括曝气量、停留时间、搅拌速率和粉末投加量。结果表明，反应器运行的最佳工艺条件为曝气量1L/min、停留时间30h、搅拌速率300r/min以及粉末投加量12g/L。在此条件下，经过101h生物浸出反应器可以浸出90.24%的铜。同时，经197h浸出后，可以溶出93.06%的镁、92.00%的锌、85.59%的铝和64.51%的镍。因此，该生物浸出反应器能有效回收废旧线路板中的有价金属... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 废旧线路板
        1.2.1 废旧线路板的回收意义
        1.2.2 废旧线路板资源化方法
    1.3 生物浸出技术及研究进展
        1.3.1 生物浸出技术的发展与应用
        1.3.2 生物浸出机理
        1.3.3 生物浸出的菌种
        1.3.4 生物浸出在废旧线路板中的应用
        1.3.5 生物浸出废旧线路板主要影响因素
        1.3.6 生物浸出反应器研究
    1.4 固定化细胞技术
        1.4.1 固定化细胞技术方法
        1.4.2 固定化氧化亚铁硫杆菌技术的应用
        1.4.3 氧化亚铁硫杆菌固定化载体的选择因素
    1.5 本课题的研究目标和研究内容
        1.5.1 课题来源
        1.5.2 研究目标
        1.5.3 研究内容
    1.6 本课题的创新点
    1.7 本章小结
第二章 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 废旧线路板金属富集体粉末
        2.1.2 实验菌种及培养基
        2.1.3 固定化载体材料
        2.1.4 试剂和仪器
    2.2 生物浸出反应器
    2.3 实验分析方法
        2.3.1 废旧线路板金属粉末成分分析
        2.3.2 溶液分析
        2.3.3 沉淀物分析
        2.3.4 微生物学分析方法
    2.4 本章小结
第三章 废旧线路板中主要有价金属的生物反应器浸出研究
    3.1 PCBs 金属富集体粉末金属成分测定
    3.2 生物反应器生物浸出实验
        3.2.1 曝气量对生物铁反应器性能的影响
        3.2.2 停留时间对浸出效果的影响
        3.2.3 搅拌速率对浸出效果的影响
        3.2.4 粉末投加量对浸出效果的影响
    3.3 浸出前后粉末表面形貌变化及金属浸出率
    3.4 浸出反应器中反应沉淀分析
    3.5 讨论
    3.6 本章小结
第四章 纱布固定化氧化亚铁硫杆菌生物氧化亚铁离子研究
    4.1 固定化氧化亚铁硫杆菌 Z1 的载体选择
    4.2 纱布固定化氧化亚铁硫杆菌 Z1 的生物活性
    4.3 纱布固定化氧化亚铁硫杆菌 Z1 的长期效果
    4.4 纱布的 SEM 分析
    4.5 沉淀的形成机制
    4.6 本章小结
第五章 固定化氧化亚铁硫杆菌生物浸出废旧线路板中金属富集体的研究
    5.1 固定化氧化亚铁硫杆菌生物浸出实验
        5.1.1 曝气量对生物浸出效果的影响
        5.1.2 停留时间对生物浸出效果的影响
        5.1.3 金属富集体粉末投加量对生物浸出效果的影响
    5.2 固定化氧化亚铁硫杆菌生物浸出表现
    5.3 固定化氧化亚铁硫杆菌生物浸出长期表现
    5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]Acidithiobacillus ferrooxidans与Acidiphilium acidophilum共培养体系的协同作用及其生物浸出研究[D]. 刘宏伟.中南大学 2013
[2]废弃电路板环氧树脂真空热裂解实验及机理研究[D]. 湛志华.中南大学 2012
[3]废弃电子电器拆解地环境中持久性有毒卤代烃的分布特征及对人体暴露的评估[D]. 马静.上海交通大学 2009
[4]铜硫化矿生物浸出高效菌种选育及浸出机理[D]. 张在海.中南大学 2002

硕士论文
[1]废旧电路板解离及金的碘法回收[D]. 苑仁财.黑龙江科技学院 2012



本文编号：3726576