CN114231453A - 一株来源于火山灰的氧化亚铁硫杆菌及浸出金属的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一株来源于火山灰的氧化亚铁硫杆菌及浸出金属的方法。氧化亚铁硫杆菌的保藏编号为CCTCC NO:M20211183。本发明将氧化亚铁硫杆菌与磁场强化固定化技术、电化学反应促进技术和微生物快繁增殖技术相结合,将氧化亚铁硫杆菌与磁电耦合浸出技术完美契合,大幅提升生物浸出效率。本发明能够提高且加快金属浸出率、缩短浸出周期,具有易于操作、成本低廉、绿色无二次污染等优点。
Description
技术领域
本发明属于生物浸出技术领域,尤其涉及一株来源于火山灰的氧化亚铁硫杆菌及浸出金属的方法,特别是利用来源于火山灰的氧化亚铁硫杆菌及磁电耦合强化其浸出电路板中铜和镍。
背景技术
生物浸出法回收电子废弃物中的贵金属由于其成本低,能耗小,不产生二次污染等众多优点,使其成为最具前景的技术之一。电路板含有大量铜、铁、镍、锡、锌、金、银、钯等贵重金属。以金属铜为例,其储量最丰富的黄铜矿石每克铜含量甚至低于每克通讯电路板铜含量,然而因其成分复杂、晶体结构致密对提取工艺要求严苛,并且铜矿石提炼所用的常规高温冶炼方法成本颇高,难以实现其经济价值。生物浸出法回收金属成为金属回收的最优方案。但在生物浸出过程也存在浸出周期长、效率偏低等问题,如果能解决生物浸出的短板问题,将对生物浸出的广泛应用提供巨大贡献。王军等(专利号CN201910369442.6)提出一种以黄钾铁矾强化光催化半导体硫化矿物生物浸出的方法,黄钾铁矾是生物合成的,这种方法使浸出工艺更加繁琐同时提升了成本,并且需要强光条件才能使嗜酸铁硫氧化细菌浸出半导体硫化矿物,至于对于其他物品是否可以浸出金属效果未知;陈梦君等(专利号CN201910906294.7)提出一种球磨机与电场协同强化软锰矿浸出硫酸锰的方法,该方法通过球磨和施加电场的方式破坏晶型,使金属锰更易浸出,此方法虽然提升了浸出率,但其工艺复杂,需要购置球磨等专业的设备,前处理环节繁琐,难以推广实际应用。
发明内容
鉴于现有技术所存在的问题,本发明提供一株来源于火山灰的氧化亚铁硫杆菌及利用该菌株磁电耦合强化浸出电路板中铜和镍。以生物浸出法为基础,结合磁场强化固定化技术、微生物快繁技术、电化学技术、生物浸出等技术,从电路板中回收铜等金属,该技术可大幅提升生物浸出效率,缩短浸出周期,同时绿色环保,浸出液可循环使用,无废液产生。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
本发明提供一株来源于火山灰的氧化亚铁硫杆菌,菌株保藏编号为CCTCC NO:M20211183,菌株可以命名为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌MA-Y1(Acidithiobacillusferrooxidans MA-Y1),于2021年09年15日保藏于中国典型培养物保藏中心,地址:中国.武汉.武汉大学。
该菌株从黑龙江省大兴安岭马鞍山火山灰偶然分离得到的,通过9K培养基进行富集分离并进行测序,经NCBI比对后,确定该菌为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌,命名为MA-Y1。通过对培养条件进行优化,获得最适生长条件:生长温度为30-40℃,pH1.5-2.5,Fe(II)浓度为20-40g/L,并将氧化亚铁硫杆菌MA-Y1送至中国武汉典型培养物保藏中心,获得菌株保藏号为CCTCC NO:M 20211183。
采取上述技术方案的有益效果:采用上述菌株可以从电路板中回收铜镍等金属,可以大幅提升生物浸出效率,缩短浸出周期,同时不需要复杂设备,绿色环保,浸出液可循环使用,无废液产生。
本发明提供上述氧化亚铁硫杆菌的发酵方法,将上述述氧化亚铁硫杆菌接种培养基,发酵培养。
发酵的培养条件包括:接种量10%(v/v),温度30-40℃,pH 1.5-2.5,通气量控制在0.5-0.8L/min,Fe(II)浓度20-40g/L。
采取上述技术方案的有益效果:采用上述条件有利于氧化亚铁硫杆菌的发酵培养。
本发明提供一种菌剂,包括上述氧化亚铁硫杆菌。菌剂中除了上述氧化亚铁硫杆菌也可以包括其他成分。
采取上述技术方案的有益效果:采用上述菌剂可以从电路板中回收铜镍等金属,可以大幅提升生物浸出效率,缩短浸出周期。
本发明提供上述氧化亚铁硫杆菌或上述菌剂在浸出金属中的应用。浸出金属可以为浸出铜和/或镍。
本发明提供上述氧化亚铁硫杆菌或上述菌剂在提高Fe(II)氧化率中的应用。
采取上述技术方案的有益效果:采用上述的氧化亚铁硫杆菌或菌剂可以用于浸出电路板中的铜和镍,具有Fe(II)氧化率高、生物浸出效率高、浸出周期短等优点。
本发明提供一种浸出金属的方法,包括以下步骤:利用上述氧化亚铁硫杆菌或上述菌剂浸出金属。
采取上述技术方案的有益效果:采用上述方法具有Fe(II)氧化率高、生物浸出效率高、浸出周期短等优点。
进一步,包括以下步骤:利用上述氧化亚铁硫杆菌或上述菌剂,再结合磁场强化固定化工艺技术和电场强化浸出工艺技术来浸出金属。
采取上述技术方案的有益效果:将氧化亚铁硫杆菌或菌剂与磁场强化固定化工艺技术和电场强化浸出工艺技术结合,可以进一步提高金属浸出效率、缩短浸出周期。与无磁电强化对照组相比,本发明浸出周期可缩短7-10天,相同浸出方式浸出周期一般为15-20天。
进一步,上述氧化亚铁硫杆菌或上述菌剂的接种量10%(v/v),浸出温度30-40℃,pH 1.5-2.5,Fe(II)浓度20-40g/L,通气量控制在0.5-0.8L/min,交换量0.2-3.6L/min;浸出电路板中的铜和镍,电路板40-120g,电路板粒径2-4cm。
进一步,磁场强化固定的条件包括:磁场强度为0-40mT,固定化载体的体积为生物反应器的容积的20-40%,固定化时间5-10天;电场强化浸出的条件包括:电流为0-200mA。
采取上述技术方案的有益效果:采用上述条件有利于进一步提高金属浸出效率、缩短浸出周期。
进一步,利用浸出系统来浸出金属,浸出系统包括:生物反应器、磁场发生器、化学反应器和电场发生器;生物反应器内的液体和化学反应器内液体通过循环泵交换;生物反应器内装有固定化载体,固定化载体固定化有上述氧化亚铁硫杆菌或菌剂,生物反应器外侧安装有磁场发生器,通过磁场发生器可以对生物反应器产生磁场,生物反应器设有加热装置和通气装置;化学反应器内放置电路板,电场发生器的两个电极放置于化学反应器内侧,化学反应器设有加热装置;
采用上述系统浸出金属的方法包括磁场强化固定化工艺和电场强化浸出技术;
磁场强化固定化工艺包括以下步骤:(1)在生物反应器内填充20-40%未固定化的载体,载体粒径2-3cm;(2)加入培养基,并以10%(v/v)接种量接入上述氧化亚铁硫杆菌或菌剂;(3)打开通气装置,通气量控制在0.5-0.8L/min;(4)利用加热装置加热,温度为20-40℃;(5)安装磁场发生器,设定磁场强度为0-40mT,固定化时间为5-10天;
电场强化浸出技术包括以下步骤:(1)采用上述的浸出系统,化学反应器内添加40-120g电路板,电路板粒径2-4cm,生物反应器内放置固定化载体,固定化载体已固定化有上述氧化亚铁硫杆菌或菌剂;(2)生物反应器、化学反应器内分别加入培养基,打开循环泵、加热装置和通气装置,循环泵设定液体流速为0.2-3.6L/min,通气量0.5-0.8L/min,温度为20-40℃;(3)当生物反应器、化学反应器内Fe(II)达到90%时,放入电场发生器的电极,打开直流电源,设电流为0-200mA。
采取上述技术方案的有益效果:磁场发生器用于强化火山石固定化氧化亚铁硫杆菌能力。循环泵用于促进生物反应器和化学反应器内液体交换。通气装置用于提供氧气和二氧化碳,促进氧化亚铁硫杆菌的快速生长繁殖。采用上述系统和方法有利于进一步提高金属浸出效率、缩短浸出周期。
附图说明
图1为本发明浸出系统的结构示意图;
附图中,各数字代表的含义如下:1、生物反应器,2、磁场发生器,3、化学反应器,4、电场发生器,5、循环泵,6、固定化载体,7、通气装置,8、电路板,9、加热装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
本发明提供的来源于火山灰的氧化亚铁硫杆菌,保藏编号为CCTCC NO:M20211183,可以命名为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌MA-Y1(AcidithiobacillusferrooxidansMA-Y1);现保藏于中国典型培养物保藏中心,地址为:中国.武汉.武汉大学,保藏日期为2021年9月15日。
上述微生物是从黑龙江省大兴安岭马鞍山采集的火山灰样品中富集培养分离得到的。优选地,氧化亚铁硫杆菌MA-Y1的培养条件为:生长温度30-40℃,pH1.5-2.5,Fe(II)浓度20-40g/L。
优选地,氧化亚铁硫杆菌MA-Y1在生长温度为35℃,pH2.0,Fe(II)浓度为40g/L时,培养100h后Fe(II)氧化率为98.47%。
采用上述培养条件有利于氧化亚铁硫杆菌MA-Y1能够快速繁殖生长,缩短培养时间,消耗Fe(II)产生Fe(III)。
在具体实施的过程中,可以按以下比例配置特定Fe2+浓度的9K液体培养基,例如:0.3g的(NH4)2SO4,0.1g的KCl,0.5g的K2HPO4,0.5g的MgSO4·7H2O,0.01g的Ca(NO3)2,30g的FeSO4·7H2O,以及1000mL蒸馏水,最后用0.5mol/L的H2SO4调整pH值到1.5-2.0,得到9K液体培养基。在9K液体培养基的配方中加入琼脂(v/v 1.2%),可得到9K固体培养基。
如图1所示,本发明提供一种浸出系统,该系统包括生化两级反应器,具体的,可以包括:生物反应器1、磁场发生器2、化学反应器3和电场发生器4;生物反应器1内的液体和化学反应器3内液体通过循环泵5交换;生物反应器1内装有固定化载体6,固定化载体6固定化上述氧化亚铁硫杆菌或菌剂,生物反应器1外侧安装有磁场发生器2,磁场发生器2可以对生物反应器1产生磁场,生物反应器1设有加热装置9和通气装置7;化学反应器3内放置有待浸出的物体(例如:电路板8),电场发生器4的两个电极放置于化学反应器3内侧,电极间距2-5cm,化学反应器3设有加热装置9;加热装置9可以对生物反应器1和化学反应器3加热,保证所需的温度条件。
具体的,加热装置9可以为恒温水浴锅,恒温水浴锅内的水通过三相无刷水泵泵至生物反应器1和化学反应器3外侧,用于保持生物反应器1和化学反应器3内温度恒定,并最终将水返至恒温水浴锅,形成闭合水循环通路。
固定化载体6为固定化有上述氧化亚铁硫杆菌或菌剂的火山石。磁场发生器2用于强化火山石固定化氧化亚铁硫杆菌能力。
循环泵5用于促进生物反应器1和化学反应器3内液体交换。
通气装置可以为通气泵,通气泵连接在生物反应器1的一侧,用于提供氧气和二氧化碳,促进氧化亚铁硫杆菌的快速生长繁殖,通气泵和生物反应器1通过橡胶管连接。
采用上述系统浸出金属的方法包括磁场强化固定化工艺技术和电场强化浸出技术。
磁场强化固定化工艺包括以下步骤:(1)在生物反应器1内填充20-40%(v/v)火山石(粒径2-3cm)柱层。(2)加入800mL 9K液体培养基,并以10%(v/v)接种量接入氧化亚铁硫杆菌MA-Y1。(3)打开通气泵,通气量控制在0.5-0.8L/min。(4)打开恒温水浴锅及三相无刷水泵,设定恒温水浴锅温度为30℃。(5)安装磁场发生器2,设定磁场强度为0-40mT。
电场强化浸出技术包括以下步骤:(1)固定化完成后,采用上述的浸出系统浸出,将生物反应器1和化学反应器3通过循环泵5相连,化学反应器3内添加40-120g电路板8,生物反应器1内放置已固定化氧化亚铁硫杆菌MA-Y1的火山石。(2)生物反应器1、化学反应器3内分别加入9K液体培养基,打开循环泵5、三相无刷水泵、恒温水浴锅和通气泵开始运行,循环泵5设定液体流速为1.2-3.6L/min,通气量0.5-0.8L/min。(3)当生物反应器1、化学反应器3内Fe(II)达到90%时,放入电场发生器4的电极,打开直流电源,设定电流为0-200mA。
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
各实施例及各对比例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂和仪器,未经特殊说明,均为本领域常规材料、试剂和仪器,本领域技术人员均可通过常规方法制备或商业渠道获得。
各实施例及各对比例中,采用的9K液体培养基的配方包括:0.3g的(NH4)2SO4,0.1g的KCl,0.5g的K2HPO4,0.5g的MgSO4·7H2O,0.01g的Ca(NO3)2,30g的FeSO4·7H2O,以及1000mL蒸馏水,最后用0.5mol/L的H2SO4调整pH值到1.5-2.0,得到9K液体培养基。
实施例1
2018年09月,采集黑龙江省大兴安岭马鞍山火山灰,通过9K液体培养基进行富集得到微生物富集物,通过9K固体培养基(在9K液体培养基中添加琼脂,琼脂体积占比1.2%)结合稀释涂布平板和平板划线法对菌株的分离、纯化,提取DNA后PCR扩增纯培养物的16srDNA,测序后经NCBI比对,鉴定纯化菌株为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillusferrooxidans),命名为MA-Y1。该菌在细菌级琼脂排版上呈棕红色圆点状,光学显微镜下呈长杆状,对其理化条件进行优化,发现其生长温度为30-40℃,pH为1.5-2.5,Fe(II)浓度为20-40g/L。其可在100h内将Fe(II)完全优化,氧化速率高达98.47%。将氧化亚铁硫杆菌MA-Y1送至中国武汉典型培养物保藏中心,获得菌株保藏号为CCTCC NO:M 20211183。
实施例2
实施例2.1检测磁场强度对固定化细胞Fe(II)氧化率的影响
磁场强化固定化工艺包括以下步骤:
(1)在生物反应器1内填充30%(v/v)火山石(粒径2-3cm)柱层。
(2)加入800mL 9K液体培养基,并以10%(v/v)接种量接入氧化亚铁硫杆菌MA-Y1。
(3)打开通气泵,通气量控制在0.6L/min。
(4)打开恒温水浴锅及三相无刷水泵,设定恒温水浴锅温度为35℃。
(5)安装磁场发生器2,设定磁场强度为0-40mT,固定化时间为9天。固定化完成后,对固定化细胞的Fe(II)氧化率进行测定,结果见表1。
表1磁场强度对固定化细胞Fe(II)氧化率(%)的影响
实施例2.2检测固定化载体占比对固定化细胞Fe(II)氧化率的影响
生物反应器内固定化载体所占比例为20-40%,固定化时间为9天,温度为35℃,磁场强度为20mT,固定化完成后,对固定化细胞的Fe(II)氧化率进行测定,其他步骤方法同实施例2.1,检测结果见表2。
表2固定化载体占比对固定化细胞Fe(II)氧化率(%)的影响
实施例2.3检测固定化时间比对固定化细胞Fe(II)氧化率的影响
生物反应器内固定化载体所占比例为30%,固定化时间为5-10天,温度为35℃,磁场强度为20mT,固定化完成后,对固定化细胞的Fe(II)氧化率进行测定,其他步骤方法同实施例2.1,检测结果见表3。
表3固定化时间对固定化细胞Fe(II)氧化率(%)的影响
实施例2.4检测温度对固定化细胞Fe(II)氧化率的影响
生物反应器内固定化载体所占比例为30%,固定化时间为9天,温度为20-40℃,磁场强度为20mT,固定化完成后,对固定化细胞的Fe(II)氧化率进行测定,其他步骤方法同实施例2.1,检测结果见表4。
表4温度对固定化细胞Fe(II)氧化率(%)的影响
实施例3
采用图1所述系统浸出金属,浸出系统包括磁场强化固定化工艺技术和电场强化浸出技术。
磁场强化固定化工艺包括以下步骤:(1)在生物反应器1内填充30%(v/v)火山石(粒径2-3cm)柱层。(2)加入800mL 9K液体培养基,并以10%(v/v)接种量接入氧化亚铁硫杆菌MA-Y1。(3)打开通气泵,通气量控制在0.6L/min。(4)打开恒温水浴锅及三相无刷水泵,设定恒温水浴锅温度为35℃。(5)安装磁场发生器2,设定磁场强度为20mT。固定化时间为9天,得到固定化有氧化亚铁硫杆菌MA-Y1的火山石。
电场强化浸出技术包括以下步骤:(1)固定化完成后,采用上述的浸出系统浸出,将生物反应器1和化学反应器3通过循环泵5相连,化学反应器3内添加85g电路板8,粒径为3cm,生物反应器1内放置已固定化氧化亚铁硫杆菌MA-Y1的火山石。(2)生物反应器1、化学反应器3内分别加入9K液体培养基,打开循环泵5、三相无刷水泵、恒温水浴锅和通气泵开始运行,循环泵5设定液体交换量为0.2-3.6L/min,通气量0.6L/min,温度为35℃。(3)当生物反应器1、化学反应器3内Fe(II)达到90%时,放入电场发生器4的电极,打开直流电源,电流强度为40mA。浸出时间7天。检测结果见表5。
表5液体交换量对电路板中铜、镍浸出率的影响
液体交换量(L/min) | 0.2 | 1.2 | 2.4 | 3.2 | 3.6 |
铜浸出率(%) | 60.12 | 63.08 | 77.67 | 74.45 | 69.25 |
镍浸出率(%) | 65.25 | 67.44 | 85.44 | 84.52 | 80.64 |
实施例4
生物反应器内固定化载体所占比例为30%,固定化时间为9天,温度为35℃,磁场强度为20mT。化学反应器与生物反应器液体交换量为2.4L/min,电路板添加量为40-100g,电路板粒径为3cm,电流强度为40mA,浸出时间7天,其余同实施例3,结果见表6。
表6电路板添加量对电路板中铜、镍浸出率的影响
电路板添加量(g) | 40 | 55 | 70 | 85 | 100 |
铜浸出率(%) | 60.51 | 64.56 | 72.26 | 77.67 | 74.22 |
镍浸出率(%) | 65.12 | 72.25 | 79.05 | 85.44 | 80.17 |
实施例5
生物反应器内固定化载体所占比例为30%,固定化时间为9天,温度为35℃,磁场强度为20mT。化学反应器与生物反应器液体交换量为2.4L/min,电路板添加量为85g,电路板粒径为2-4cm,电流强度为40mA,浸出时间7天,其余同实施例3,结果见表7。
表7电路板粒径对电路板中铜、镍浸出率的影响
电路板粒径(cm) | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 |
铜浸出率(%) | 64.45 | 68.11 | 77.67 | 72.13 | 69.65 |
镍浸出率(%) | 79.16 | 82.56 | 85.44 | 80.25 | 78.63 |
实施例6
生物反应器内固定化载体所占比例为30%,固定化时间为9天,温度为35℃,磁场强度为20mT。化学反应器与生物反应器液体交换量为2.4L/min,电路板添加量为85g,电路板粒径为3cm,电流强度为0-200mA,浸出时间7天,其余同实施例3,结果见表8。
表8电流强度对电路板中铜、镍浸出率的影响
电流强度(mA) | 0 | 40 | 100 | 160 | 200 |
铜浸出率(%) | 29.98 | 77.67 | 75.26 | 69.51 | 40.26 |
镍浸出率(%) | 36.25 | 85.44 | 78.37 | 74.62 | 51.23 |
对比例1
生物反应器一侧无固定化细胞和磁场强化装置(没有加入火山石,也没有使用磁场,直接在反应器内加入9K液体培养基),按照10-20%(v/v)加入培养至对数期CCTCC NO:M20211183菌液,化学反应器与生物反应器液体交换量为2.4L/min,电路板添加量为85g,电路板粒径为3cm,电流强度为40mA,浸出时间7天,其余同实施例3,结果见表9。
表9磁电强化工艺下菌液添加量对电路板中铜、镍浸出率的影响
菌液添加量(%) | 10 | 14 | 16 | 18 | 20 |
铜浸出率(%) | 52.45 | 53.17 | 55.12 | 57.43 | 57.56 |
镍浸出率(%) | 58.61 | 59.21 | 59.44 | 61.06 | 65.43 |
结合实施例3-6和对比例1可以看出,CCTCC NO:M 20211183在无磁场强化固定化工艺技术下浸出电路板,其铜浸出率和镍浸出率低于磁场强化固定化工艺技术和电场强化浸出工艺共同使用获得的电路板中铜和镍的浸出率。
对比例2
生物反应器内无固定化细胞,按照10-20%(v/v)加入培养至对数期CCTCC NO:M20211183菌液,化学反应器与生物反应器液体交换量为2.4L/min,电路板添加量为85g,电路板粒径为3cm,不添加电场强化浸出工艺,浸出时间7天,其余同实施例3,结果见表10。
表10无强化工艺下菌液添加量对电路板中铜、镍浸出率的影响
菌液添加量(%) | 10 | 14 | 16 | 18 | 20 |
铜浸出率(%) | 29.98 | 30.34 | 33.21 | 35.15 | 36.23 |
镍浸出率(%) | 36.25 | 38.59 | 39.15 | 40.09 | 42.12 |
结合实施例3-6和对比例2可以看出,CCTCC NO:M 20211183结合磁场强化固定化和电场强化浸出工艺后,对电路板中铜和镍的浸出能力有提升。
对比例3
生物反应器内固定化载体所占比例为30%,固定化时间为9天,温度为35℃,磁场强度为20mT。按照10-20%(v/v)加入培养至对数期CCTCC NO:M2017687菌株(该菌株已保藏于中国武汉典型培养物保藏中心)的菌液,化学反应器与生物反应器液体交换量为2.4L/min,电路板添加量为85g,电路板粒径为3cm,电流强度为40mA,浸出时间7天,其余同实施例3,结果见表11。
表11 CCTCC NO:M 2017687菌液添加量对电路板中铜、镍浸出率的影响
菌液添加量(%) | 10 | 14 | 16 | 18 | 20 |
铜浸出率(%) | 27.11 | 28.23 | 29.04 | 29.78 | 32.11 |
镍浸出率(%) | 35.44 | 37.25 | 38.11 | 10.22 | 41.17 |
结合实施例3-6和对比例3可知,磁场强化固定化工艺技术和电场强化浸出工艺可有效提升CCTCC NO:M 20211183对电路板中铜和镍的浸出率,对其他微生物提升能力较差。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一株来源于火山灰的氧化亚铁硫杆菌,其特征在于,氧化亚铁硫杆菌的保藏编号为CCTCC NO:M20211183。
2.权利要求1所述氧化亚铁硫杆菌的发酵方法,其特征在于,将权利要求1所述氧化亚铁硫杆菌接种培养基,发酵培养。
3.一种菌剂,其特征在于,包括权利要求1所述氧化亚铁硫杆菌。
4.权利要求1所述氧化亚铁硫杆菌或权利要求3所述菌剂在浸出金属中的应用。
5.权利要求1所述氧化亚铁硫杆菌或权利要求3所述菌剂在提高Fe(I I)氧化率中的应用。
6.一种浸出金属的方法,其特征在于,包括以下步骤:利用权利要求1所述氧化亚铁硫杆菌或权利要求3所述菌剂浸出金属。
7.根据权利要求6所述方法,其特征在于,包括以下步骤:利用权利要求1所述氧化亚铁硫杆菌或权利要求3所述菌剂,再结合磁场强化固定化工艺技术和电场强化浸出工艺技术来浸出金属。
8.根据权利要求6或7所述方法,其特征在于,权利要求1所述氧化亚铁硫杆菌或权利要求3所述菌剂的接种量为10%,浸出温度30-40℃,pH1.5-2.5,Fe(II)浓度20-40g/L,通气量控制在0.5-0.8L/min,交换量0.2-3.6L/min;浸出电路板中的铜和镍,电路板40-120g,电路板粒径2-4cm。
9.根据权利要求7所述方法,其特征在于,磁场强化固定的条件包括:磁场强度为0-40mT,固定化载体的体积为生物反应器的容积的20-40%,固定化时间5-10天;电场强化浸出的条件包括:电流为0-200mA。
10.根据权利要求7或9所述方法,其特征在于,利用浸出系统来浸出金属,浸出系统包括:生物反应器、磁场发生器、化学反应器和电场发生器;生物反应器内的液体和化学反应器内液体通过循环泵交换;生物反应器内装有固定化载体,固定化载体固定化有权利要求1所述氧化亚铁硫杆菌或权利要求3所述菌剂,生物反应器外侧安装有磁场发生器,生物反应器设有加热装置和通气装置;化学反应器内放置电路板,电场发生器的两个电极放置于化学反应器内,化学反应器设有加热装置;
采用上述系统浸出金属的方法包括磁场强化固定化工艺和电场强化浸出技术;
磁场强化固定化工艺包括以下步骤:(1)在生物反应器内填充20-40%未固定化的载体,载体粒径2-3cm;(2)加入培养基,并以10%接种量接入权利要求1所述氧化亚铁硫杆菌或权利要求3所述菌剂;(3)打开通气装置,通气量控制在0.5-0.8L/min;(4)利用加热装置加热,温度为20-40℃;(5)安装磁场发生器,设定磁场强度为0-40mT,固定化时间为5-10天,得到固定化载体;
电场强化浸出技术包括以下步骤:(1)采用上述的浸出系统,化学反应器内添加40-120g电路板,电路板粒径2-4cm,生物反应器内放置固定化载体,固定化载体已固定化有权利要求1所述氧化亚铁硫杆菌或权利要求3所述菌剂;(2)生物反应器、化学反应器内分别加入培养基,打开循环泵、加热装置和通气装置,循环泵设定液体流速为0.2-3.6L/min,通气量0.5-0.8L/min;(3)当生物反应器、化学反应器内Fe(II)达到90%时,放入电场发生器的电极,打开直流电源,设电流为0-200mA。
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