银焊条回收,贵金属回收前浸出

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2020年6月3日16:20:18
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银焊条回收,贵金属回收前浸出
银焊条回收,氧化硫电子废弃物中贵金属回收是一个复杂的系统工硫杆菌·等可用于贵金属回收前浸出
第35卷第8期现代亿工20巧20巧年8月
生物冶金回收电子废弃物中贵金属
研究进展
张思敬气王永平,杨交交,秦慧琳
西安建筑科技大学理学院,陕西西安
摘要:概述了生物浸出和生物吸附在电子废弃物中贵金属回收方面的研究进展,并对反应机理、等温线模型和生物吸附过程的影响因素进行了详细讨论。
关键词:电子废弃物;贵金属;生物冶金;回收
中图分类号:47,32;18文献标志码:文章编号:0253一432020巧08一0041一05
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每年产生超过230万电子垃圾1。电子废弃物含生物浸出是利用化能自养型微生物的催化作多种元素,金含量10/以0,贵金属价值占电用,通过直接或间接的生物氧化反应,将金属从固相子废弃物总价值400[2],因此电子废弃物的中溶出而进人液相的过程,用于电子废弃物中金属资源化回收对提高资源利用率、减轻环境污染具有浸出的微生物主要有硫杆菌和氰细菌等。
积极意义。硫杆菌属中的氧化亚铁硫杆菌刀、氧化硫电子废弃物中贵金属回收是一个复杂的系统工硫杆菌·等可用于贵金属回收前浸出、等程,首先对其进行机械预处理以实现金属和非金属贱金属。浸出机理包括直接浸出和间接浸出[,4]一刖亠的分离,再通过火法冶金、湿法冶金等后处理技术对者是物料中的难溶态金属被微生物的酶系统直接氧金属粗料进一步提纯。传统的火法冶金工艺易引起化或溶解,反应式为:
二次污染,湿法冶金因浸出剂,尤其是氰化物的大量`204`0巧0,一一垡生一‘04``20
使用而不断引起环境事故,这使得金属回收效率高、一墜生204
`1.50,20
成本低、对环境更为友好的生物冶金技术得到了发
展[3],生物冶金技术主要包括生物浸出和生物间接浸出机理以3`为氧化剂氧化难溶态金吸附。属,微生物的主要作用是在自身代谢过程中将2+
氧化成3+以实现3+的再生,反应如下:
1生物浸出+23+一一2++2+
目前,生物浸出技术已实现工业化应用,在金、20·50,`2。一。垡生23+`20银回收方面,主要用于在贵金属矿物氰化处理前去项贽巧研究了电子废弃物中金属的生物浸出除干扰的金属硫化物,浸出技术包括生物堆浸和搅机理,结果表明,硫杆菌对金属的浸出是以间接作用拌釜浸出。然而,电子废弃物中贵金属生物浸出方为主,直接作用为辅的协同浸出过程。
面的研究刚刚起步,多集银焊条回收中在金的浸出。近几年,电子废弃物中贵金属的生物浸出研究
收稿日期:20巧一01一20
作者简介:张思敬1965一,男,硕士,副教授,主要从事功能材料及环境资源利用研究,029一,。
4+8-+4-
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[26]。
[27],,,。02-
-52。
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20巧年8月张思敬等:生物冫台金回收电孑废弃物中贵金属研究进展
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2生物吸附
生物吸附是基于生物质与浸出液中金属离子通过物理、化学作用实现金属富集的过程。在贵金属回收过程中常用的生物质包括微生物藻类、细菌、真菌等和非活性自然物及其提取物纤维素、壳聚糖、植物残体等〔13]2·1生物吸附机理
贵金属的生物吸附是一个非常复杂的过程,可能同时存在多种作用方式,而关键的作用方式与金属离子和吸附剂性质以及反应体系所处环境有关,其主要机理为氧化还原、离子交换、表面络合、静电吸附等。
林种玉等042研究了巨大芽孢杆菌佣1对贵金属离子的还原机理,分析表明,:3巧,3+在细胞表面先迅速被还原为+,后缓慢地被还原成0,同时,细胞壁肽聚糖的醛基被氧化为羧基,反应过程如下:
3++—+20一一一一+—+++2+2++—+20一一—+2+2+
等人[研巧〕究了单宁凝胶对钯的吸附机理,分析表明,结晶0出现在单宁凝胶表面上,证实了2+被还原成0,反应式为:
2—。一一一+2一0+2++2
2一0+2+2-一一斗一02·+厂总反应式:
2—+2-
一02·十-“:0,1,2,3,4
2·2生物吸附模型
模型在实验室向工业化技术转换过程中发挥着重要作用,合适的模型可以帮助了解反应机理、预测吸附行为,固液体系的吸附过程探讨往往用实验数据银焊条回收与数学模型拟合。在贵金属生物吸附过程的研究中,常用的模型有模型、模型和离子交换模型等。
2·2·1和模型
模型常用于描述吸附体系中金属离子吸附量与溶液中金属离子平衡浓度之间的关系,方程如下:
:/1+
式中,为吸附剂的吸附容量;‰为吸附后溶液中金属离子浓度;临`为饱和吸附容量;为与吸附位的吸附强度有关的常数。
模型是基于吸附热随吸附剂表面被吸附质覆盖的面积呈对数下降的假设而建立的经验平衡模式,方程如下:
:式中,和为常数。
尽管和模型在贵金属生物吸附机理的探索中被广泛应用,但由于实际浸出液成分复杂,这2种模型并不能反映真正的吸附机理,因此,多组分吸附模型的建立必不可少。
2·2·2离子交换模型
离子交换是生物吸附金属离子的机理之一,离子交换反应为:
++三+兰+++
在理想状态下,反应平衡常数可表示为[18
:1/1+/:;/訁式中为、组分的交换容量;、歹为液相中、组分的平衡浓度;为溶液的总离子浓度,0为总交换容量。
上式表明,值越大,吸附量就越大,根据其大小可以判断吸附剂对某种离子吸附选择性的强弱。
离子交换等温式通常以无量纲形式表示,对于二元离子交换体系,:+,:+,设:/:/0,:/0,则二元体系的离子交换等温式为:
:1/0+/
利用此式,以不同的、值绘出各条曲线,即离子交换平衡等温线,曲线越凸,优先吸附的选择性就越强。
2·3生物吸附的影响因素
生物吸附过程受很多因素影响,制约吸附剂对金属离子吸附性能的因素主要有、吸附剂用量、反应温度、搅拌速度和时间。
·44·现代,亻匕。工第巧卷第8期
2·3·1溶液
的变化会使金属离子发生水解、配合以及氧化还原反应,还会改变吸附剂表面官能团和吸附位点的状态以及溶液的氧化还原电位,从而使目标金属的化学性质发生变化。9]
等[20]研究了2、11对墨角藻吸附金的影响,吸附体系的初始氧化还原电位“随的升高而降低,反应8后和均急剧下降,金的吸附容量在7时达最大值0·376/等“研究了1、9对真菌吸附14-的影响,吸附容银焊条回收量在0·9、1.9急剧增大,。9、3·8增加变缓,在4时达最大值197/后开始缓慢降低,这是由于真菌表面的电位在低时为正值,利于菌体对14的吸附。
2·3·2吸附剂用量
在吸附过程中,吸附剂的投加量适当增大可使吸附活性位点增多,进而提高吸附容量。等^「22]研究了月桂丹宁胶原纤维膜对4+和2+的吸附行为,当吸附剂用量从1增加至4/时,4+:3的吸附率从64增加至97·4,2`
:4的吸附率从44·2增加至95·0。
2·3·3反应温度
温度对生物吸附过程的影响因吸附体系的不同而异,与微生物的代谢机制、吸附剂所含基团的吸附热力学及吸附热容等因素有关,温度过高或过低都不利于金属离子的传输,从而降低吸附量。因此,吸附反应多在常温20、35℃下进行。
2·3·4搅拌速度和时间
吸附反应速率主要受外膜扩散影响,适当地搅拌可使液流边界层厚度减小,金属离子从液体中心向边界层扩散的速度增大,传质阻力降低,从而提高吸附反应速率[23]。等「24冂研究了一纤维素对金的吸附性能,结果表明,30℃,:4.07,反应30,搅拌速度从20/提高到120/,金的吸附率增加了50。同时,反应时间在0巧·0之间变化,搅拌速度130/,金的吸附率随之提高。
此外,物料粒径、离子强度、金属离子初始浓度等也会影响吸附过程,但影响程度相对弱一些。因此,可对上述影响因素进行综合研究寻找最佳吸附条件,最终实现稳定优良的吸附效果。
2·4电子废弃物中贵金属生物吸附研究进展
目前,国内外对电子废弃物中贵金属的生物吸附研究尚处于实验室阶段,研究主要针对金、铂、钯,其他贵金属鲜有研究。
等研究了磁螺旋菌对银和铜的吸附行为,投加量10/,25℃,:3,反应1,对于单组分体系,+和的吸附率分别为91.26、62·23;对于一体系,当‘:2`:1:4时,的和“吸附率分别为99、45,这表明2’可以促进磁螺旋菌对+的吸附。
李飞[研2刀究表明,一半胱氨酸交联壳聚糖对3‘和2’具有良好的吸附能力,室温,:2时,3以“的初始质量浓度均为1/,在盐酸介质中共存100的`、以2以、
3+、02+和2+杂质离子,反应3后,3+和2+的饱和吸附容量分别为12·7、18.2/,杂质离子干扰较弱。
等研宄了双硫脲接枝柿丹宁凝胶对手机线路板酸浸液中贵金属的吸附性能,结果表明,投加量1.0,30℃,反应24后,、24\'的吸附量依次为5·18、1.80·67,吸附过程符合模型。该吸附剂循环使用5次后,对2`、`的吸附率分别为90·2、83·0,在实际工业线路板酸浸液处理实验中,该吸附剂对3+、、4`仍具有良好的吸附能力。
文献[21一29]表明,生物吸附法适用于电子废弃物的小规模处理,酸性条件有利于生物质对贵金属的生物吸附,吸附过程中生物质均处于原始态或改性态,吸附容量0·003、40/然而,用于贵金属吸附的生物质种类较少,吸附机理研究仍不成熟。因此,充分发挥生物质原料丰富的优势,开拓吸附剂种类,探索贵金属的生物吸附机理对其工业化实践具有重要作用。
生物冶金技术是未来环保处理电子废弃物的一个很有前景的方向。目前,对贵金属的浸出和吸附
[2],,,。-:]。,—37。
[3],,,。[。,/2/3/4:180-188。
4]。[]。-
[27]
228-256。

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