嗜酸菌对废旧印刷线路板覆层金属的浸提机理研究

从酸矿废水中分离、纯化、筛选出嗜酸菌，研究嗜酸菌对废旧印刷线路板覆层金属的浸提机理。采用驯化的遗传学改良方法，选育抗性菌株；用摇瓶试验结合柱浸试验的方式，从细菌与金属相互作用的界面入手，探讨嗜酸菌的浸提过程及影响浸提的环境因素；用差异蛋白质组学的方法，研究浸提环境中细菌蛋白表达差异，分析细菌的代谢途径、调控及其反馈机制。揭示微生物-金属-溶液界面相互作用规律；掌握细菌抗重金属离子的抗性机理，获得高效浸提菌种的选育方法以及高效浸出工艺的关键技术参数；从分子水平阐明细菌浸提废旧印刷线路板覆层金属的机制。为废旧印刷线路板金属的回收利用提供新思路和理论依据。

废旧印刷线路板的资源化、无害化、减量化已成为当前电子废弃物处理中相当复杂的问题之一。利用微生物湿法冶金技术浸提废旧印刷线路板覆层金属，已成为21世纪电子废物处理的前沿技术。它兼具流程短、处理设备简单和环境友好等技术优势；其应用研究也成为了近年来电子废物资源化利用研究的热点。本项目从煤矿酸性废水中分离、纯化、筛选出的嗜酸氧化亚铁硫杆菌为试验菌株，用摇瓶试验结合柱浸试验的方式，研究了影响氧化亚铁硫杆菌浸提金属铜的环境因素；溴代阻燃剂对氧化亚铁硫杆菌浸铜的影响；废旧印刷线路板的氧化亚铁硫杆菌浸提动力学过程。试验结果有：摇瓶浸出40 h时，铜的浸出率为70%，且浸出率随时间的延长增长缓慢；加酸维持低pH值（pH<2.5）有可减少黄钾铁矾类矿物的生成；萃取部分溴代阻燃剂后，氧化亚铁硫杆菌对废旧印刷线路板覆层铜的浸提率提高了14%；控制浸出液pH值，金属铜的浸出符合二级动力学过程。柱浸试验条件下，柱浸28 d时，铜的浸出浓度为11.61g/L，浸出率为94.8%；铜的浸出动力学过程符合外扩散控制，浸出液Fe3+浓度降低对浸出影响较大。研究结果表明线路板颗粒、浸出时间、浓度、浸出液pH值、Fe3+浓度、溴代阻燃剂、培养基氮源组成、线路板电子元器件以及黄钾铁矾类物质的生成等对浸出有重要的影响；金属铜的浸出动力学过程与浸出液pH值、Fe3+浓度密切相关。研究结果为获得高效浸提菌种的选育提供了方法，揭示了微生物-金属-溶液相互作用规律；获取了高效浸出工艺的关键技术参数；为废旧印刷线路板金属的微生物湿法冶金工业化应用提供了理论依据。