磁铁矿强化废弃电路板铜生物浸出的机理与循环利用研究

《Signal Processing: Image Communication》：Distance self-adaptive fuzzy c-means and its application to image segmentation

本文系统研究了磁铁矿（Fe3O4）在嗜酸氧化亚铁硫杆菌（A. ferrooxidans）生物浸出废弃印刷电路板（WPCBs）过程中形成的原电池效应，通过促进Fe2+/Fe3+循环转化，使铜浸出率达99.876%，为电子废弃物绿色回收提供新策略。

　　

亮点

磁铁矿通过形成原电池加速铜的阳极溶解，同时促进细菌生长和Fe²⁺氧化为Fe³⁺，在生物浸出体系中实现99.876%的铜回收率，且磁铁矿可循环使用。

样品制备与表征

本研究使用的废弃印刷电路板（WPCBs）来自河南环创环保设备有限公司。将WPCBs破碎、均质化后，筛取0.178-0.425毫米粒径的颗粒备用。通过电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）分析表明，铜是主要金属成分。

磁铁矿对WPCBs中铜化学浸出的影响

图2展示了在初始Fe³⁺浓度为9克/升时，磁铁矿投加量对pH、氧化还原电位（ORP）、铁浓度和铜提取率的影响。如图2a和2b所示，pH随时间逐渐上升，ORP则下降。这归因于酸性条件下铜的自发溶解（方程式2）消耗H⁺导致pH升高，同时ORP变化主要受Fe³⁺/Fe²⁺比例调控。

结论

本研究证实了磁铁矿强化WPCBs铜生物浸出的可行性，并阐明其作用机制。结果表明磁铁矿能有效提升铜浸出效率，细菌在整个过程中起关键作用。经过7天生物浸出，最高铜提取率达99.876%，显著优于非生物体系。此外，浸出后回收的磁铁矿可重复使用。