综述：从电子废物中回收关键金属的生物浸出技术：机制原理、混合策略及未来展望

《Journal of Environmental Management》：Bioleaching for critical metal recovery from e-waste: Mechanistic insights, hybrid strategies, and future perspectives

电子废弃物金属回收面临预处理复杂、生物浸出效率低及规模化难题，研究提出基于材料特性的针对性预处理、强化生物浸出工艺及工程优化策略，并探讨实验室到产业化的技术经济与环境评估，指出需加强全生命周期环境管理。

　　

陈曦庞|曹一婷|胡振珠|胡健|朱杰|阮菊军

中国广东省环境污染控制与修复技术重点实验室，中山大学环境科学与工程学院，广州市兴港西路135号，510275，中华人民共和国

章节摘录

特定废物的挑战

图1d–f展示了不同类型电子废物中金属成分的分布情况。不同类型电子废物的复杂结构对金属回收产生了相应影响。本文系统讨论了在金属回收之前对各种废物进行预处理的方法，为未来提高金属回收效率奠定了理论基础。

界面生物浸出机制

如前所述，生物浸出技术的应用受到复杂电子废物基质中固有的物理和化学障碍的限制。光伏电池的封装结构、锂离子电池（LIBs）中粘合剂对正极材料的粘附性能，以及印刷电路板（PCBs）中铜等基础金属的竞争性溶解，都直接阻碍了微生物的渗透、物质传递或代谢特异性。因此，在进行生物浸出之前必须实施有针对性的废物预处理。

增强生物浸出的创新工程策略

生物浸出的一个局限性是浸出速度较慢，为了加快微生物浸出速率并提高金属浸出效率，研究人员研究了混合工艺工程、菌株优化以及添加增强剂等方法，以提高生物浸出技术在金属回收中的效果（见图5）。

从实验室到规模化生产：技术经济与环境评估

尽管实验室研究在菌株优化和机制阐明方面取得了显著进展，但电子废物的生物浸出技术仍主要局限于摇瓶实验或小规模反应器（<5升）水平。要成功实现生物浸出过程的规模化生产，需要解决一系列相互关联的复杂问题（见图6）。

结论与未来展望

作为一种环保的金属回收技术，生物浸出在工业应用方面具有无限潜力。然而，其能否真正成为一种可持续和循环的技术，取决于对其环境影响的全面管理。虽然生物浸出具有能耗低和在温和条件下运行的优点，但本综述也指出其潜在风险，例如非目标有毒元素的释放、酸性物质的产生等。

CRediT作者贡献声明

陈曦庞：撰写——初稿，实验研究。曹一婷：撰写——初稿。胡振珠：撰写——初稿。胡健：撰写——初稿。朱杰：撰写——初稿。阮菊军：撰写——审阅与编辑，概念构思。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了国家重点研发计划（2023YFC3906100）的支持。作者感谢审稿人通过许多有益的评论和建议帮助我们改进了论文。