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

《Separation and Purification Technology》：Improved bioleaching of copper from waste printed circuit boards by magnetite addition

本研究系统阐述了磁铁矿（magnetite）通过形成电偶对（galvanic couples）和促进嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）生长，显著提升废弃印刷电路板（WPCBs）中铜生物浸出效率的机制。在质量比2:1条件下，7天内铜回收率高达99.876%，且磁铁矿可循环利用，为电子废弃物绿色回收提供了新策略。

　　

亮点

磁铁矿的添加通过形成电偶对加速了废弃印刷电路板（WPCBs）中铜的阳极溶解，同时促进细菌生长并增强Fe²⁺向Fe³⁺的氧化循环。在生物浸出体系中，7天内铜浸出率高达99.876%，显著优于非生物体系。

结论

本研究证实了磁铁矿在强化WPCBs铜生物浸出中的可行性。细菌在整个过程中起关键作用，浸出后的磁铁矿可重复使用且仍能保持理想浸出效率。

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样品制备与表征

本研究使用的废弃印刷电路板（WPCBs）来自河南某环保设备公司。样品经破碎、均质化后过筛，取0.178–0.425毫米粒径颗粒进行实验。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化学浸铜的影响

图2展示了不同磁铁矿投加量对初始Fe³⁺浓度为9克/升时浸出体系pH、氧化还原电位（ORP）、铁浓度和铜提取率的影响。如图2a、b所示，pH随时间逐渐上升而ORP下降，这归因于酸性条件下铜的自发溶解消耗H⁺，且ORP变化主要受Fe³⁺/Fe²⁺比例调控。