【技術】廢舊印刷線路板細菌浸出液中銅的電沉積回收

北極星固廢網訊:【摘要】以廢舊印刷線路板微生物溼法冶金過程中產出的細菌浸出液為研究對象，用電沉積的方法將浸出液中離子態銅以單質形式高效回收，考察廢舊線路板細菌浸出液在恆流條件下電流密度、初始PH值以及浸出液中有機物對銅回收率及陰極電流效率的影響。

結果表明，隨著電流密度增大銅回收率呈明顯上升趨勢，陰極電流效率總體呈下降趨勢，當電流密度為200 A˙m-2，銅回收率達到93.24 %，陰極電流效率總體達到80 %以上。初始PH值對銅回收率無明顯影響。有機物對銅回收率、陰極電流效率有較為明顯的影響，去除有機物後銅回收率、陰極回收效率明顯提升，電沉積120 min 後分別達到90.41 %、92.14 %。

銅是一種重要的有色金屬資源，被廣泛應用於電子電氣、輕工、機械製造、建築工業、國防工業等領域，在中國有色金屬材料消費中僅次於鋁[1]。

隨著電子產品更新換代和淘汰速度的加快，印刷線路板廢棄量逐年增加[2]。利用細菌浸出的生物溼法冶金技術，不僅是當今世界上從低品位銅礦石中回收銅的熱點，也是現今處理電子廢棄物很有競爭力的新方法[3]。

液相中離子態金屬作為可再生的二次資源，一些研究者對其處理方法進行了大量的研究，先後提出了生物吸附凝絮法、離子交換法、萃取和電沉積法、化學沉澱法[4]等，其中只有化學沉澱法應用於工業化處理，但存在金屬回收率低和容易產生二次汙染等不足。

電沉積法回收金屬作為一種成熟的水處理技術，具有設備化程度高、簡單易控、經濟可行和環境友好等技術優勢，平板電解槽、流態化電解槽等處理裝置均在生產實際中得到廣泛應用[5]。在電沉積生產中，銅離子從溶液中轉移到陰極的速率是關鍵因素[6]。

研究表明，電流密度直接影響銅回收率和陰極電流效率。提高電流密度能相應地提高銅的產量，提高生產率，但電流密度過高會加劇濃差極化，導致槽電壓增高，還會導致陰極銅結晶顆粒變粗。電流密度過小，增加銅沉積時間。

此外，電解液中有機物對電沉積也會產生影響，據報導，當電解液中有機物含量達到一定量時，會引起陰極沉積銅變色，尤其是陰極上部表現突出，出現「有機燒斑」[7]。因此，電流密度和有機物多寡是影響線路板細菌浸出液中銅回收的重要因素。

值得注意的是，廢舊線路板微生物溼法冶金產出的細菌浸出液，成分複雜，除了銅、鐵、鋅等金屬離子還有菌體及各種複雜有機物，如何選擇性將浸出液中的離子態銅以高品位單質形式回收是該技術的關鍵環節。

然而，關於廢舊線路板微生物溼法冶金產出的浸出液中銅的電沉積回收研究鮮見報導。本研究以廢舊線路板生物柱式浸出產出的酸性浸出液為研究對象，採用電沉積的原理和方法，試圖在無二次汙染的情況下直接回收銅，實現浸出液中銅的資源化。以實際應用的角度，系統考察電沉積過程中電流密度、電解液初始PH值和溶液中有機物含量對電沉積效果的影響，優化操作條件，為廢舊線路板細菌浸出液中銅的資源回收提供依據和參考。

一、材料與方法

1.浸出液

生物柱式浸出實驗在柱浸反應器及連接的5L細菌培養箱中進行，用改進的4.5K培養基培養。

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