一種基于產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器的廢棄電路板貴金屬回收裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器的廢棄電路板貴金屬回收裝置，包括培養(yǎng)基儲罐、氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器、供氣系統(tǒng)、進樣裝置、電控箱、金屬離子在線監(jiān)控系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器內(nèi)含有生物膜載體，培養(yǎng)基儲罐通過培養(yǎng)基泵與氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器上的培養(yǎng)基加入口相連通，供氣系統(tǒng)通過氣體泵與氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器相連接，進樣裝置與氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器相連通，氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器上設(shè)有用于泵出金屬離子溶液的溶液泵，電控箱分別與進樣裝置、金屬離子在線監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、溶液泵、氣體泵及培養(yǎng)基泵相電連接。本發(fā)明裝置能夠?qū)崿F(xiàn)貴金屬高效、穩(wěn)定的浸出，使用無污染，對環(huán)境友好。
【專利說明】
一種基于產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器的廢棄電路板貴金屬回收裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及廢舊電路板貴金屬的分離與回收，具體涉及一種基于產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器的廢棄電路板貴金屬回收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)不斷的進步，電子電器產(chǎn)品的出現(xiàn)使得人們的生活水平日益提高。電路板作為各種電子電器產(chǎn)品的核心部件，其報廢量隨著廢舊電子電器量的增加不斷變大。廢棄電路板內(nèi)含有豐富的金屬資源，包括金、銀、鈀等貴金屬，銅、鋁、鋅、錫、鉛等有色金屬及鐵等賤金屬。此外，廢棄電路板中還含量大量的非金屬資源。因此，廢棄電路板的資源化已經(jīng)成為資源再生領(lǐng)域的熱點問題。目前，有關(guān)廢棄線路板資源化的專利技術(shù)申請主要集中在金屬與非金屬資源回收兩個方面。金屬資源回收所采用的方法多為物理法，如專利號為200510023785.5，名稱為廢舊印刷電路板的破碎及高壓靜電分離方法的發(fā)明專利和專利號為200510023788.9，名稱為廢舊印刷電路板顆粒的高壓靜電分離方法及裝置的發(fā)明專利，化學(xué)浸出法如申請?zhí)枮?00910082443.9，名稱為一種選擇性浸出廢棄線路板中錫、銅和鉛的方法的發(fā)明專利。物理法回收廢棄電路板中銅、鋅、鉛等金屬資源時，通常采用破碎-物理分選相結(jié)合的方法。此方法可以成功的從破碎廢棄電路板中回收95%以上的金屬物料。然而，物理法在分離金屬顆?；旌衔飼r表現(xiàn)出了能力上的不足，例如根據(jù)所采用的方法不同體現(xiàn)出分離率不高，或設(shè)備費用過高，生產(chǎn)成本過高的狀況，尤其體現(xiàn)在回收貴金屬方面，貴金屬含量較少，且一般的物理分離方法較難分離，或成本過高?；瘜W(xué)浸出法回收廢棄電路板中的金屬資源時，回收率高，且可以回收大部分金屬。然而，化學(xué)浸出法會帶來嚴重的二次污染，如廢水，廢酸霧等，給整個生產(chǎn)工藝帶來了沉重的環(huán)保壓力。同時，大量化學(xué)品的使用給生產(chǎn)過程帶來了安全隱患，貴金屬的回收可能還需要使用到王水，氫氰酸等巨毒性化學(xué)用品。
[0003]生物浸出是一種利用微生物生長、代謝過程中排放出的代謝產(chǎn)物溶解、浸出目標物質(zhì)的一種方法，具有環(huán)保、低成本的優(yōu)點。利用微生物浸出廢棄電路板中的貴金屬理論上是完全可行的，唯一不足的是生物浸出方法通常效率較低，尤其是在處理廢棄電路板時，其非金屬組分及其它金屬組分會破壞貴金屬的浸出過程，降低貴金屬的浸出速率。
[0004]目前通過高效的生物浸出技術(shù)和裝置回收廢棄電路板中貴金屬的相關(guān)專利很少，利用產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器高效浸出廢棄電路板貴金屬的信息幾乎未見。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器的廢棄電路板貴金屬回收裝置，實現(xiàn)貴金屬高效、穩(wěn)定的浸出。
[0006]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的一種技術(shù)方案是:
一種基于產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器的廢棄電路板貴金屬回收裝置，包括培養(yǎng)基儲罐、氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器、供氣系統(tǒng)、進樣裝置、電控箱、金屬離子在線監(jiān)控系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器內(nèi)含有生物膜載體，培養(yǎng)基儲罐通過培養(yǎng)基栗與氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器上的培養(yǎng)基加入口相連通，供氣系統(tǒng)通過氣體栗與氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器相連接，進樣裝置與氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器相連通，氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器上設(shè)有用于栗出金屬離子溶液的溶液栗，電控箱分別與進樣裝置、金屬離子在線監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、溶液栗、氣體栗及培養(yǎng)基栗相電連接。
[0007]優(yōu)選地，氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器上設(shè)有調(diào)節(jié)反應(yīng)器溫度的恒溫系統(tǒng)。
[0008]進一步優(yōu)選地，恒溫系統(tǒng)包括與氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器相連通的外導(dǎo)流筒，夕卜導(dǎo)流筒分別與恒溫水箱及熱水循環(huán)栗相連接構(gòu)成循環(huán)回路。
[0009]進一步優(yōu)選地，外導(dǎo)流筒與氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器相連通處設(shè)置反應(yīng)器膜載體阻隔網(wǎng)。
[0010]優(yōu)選地，氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器的上部設(shè)有反應(yīng)器膜載體阻隔網(wǎng)。
[0011]優(yōu)選地，氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器上設(shè)置有曝氣頭，供氣系統(tǒng)與曝氣頭相連接。
[0012]優(yōu)選地，培養(yǎng)基儲罐提供的培養(yǎng)基為牛肉膏蛋白胨-氯化鈉培養(yǎng)基。
[0013]由于以上技術(shù)方案的采用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
本發(fā)明利用微生物生物膜相對獨立的微生態(tài)系統(tǒng)不易受環(huán)境因子擾動的特點，構(gòu)建兼有穩(wěn)定產(chǎn)氰能力及貴金屬高效浸出能力的生物膜反應(yīng)器，形成更為穩(wěn)定、高效、低消耗的廢棄電路板貴金屬浸出工藝。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1、培養(yǎng)基儲罐;2、氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器;3、生物膜載體;4、供氣系統(tǒng);5、曝氣頭;6、進樣裝置;7、外導(dǎo)流筒;8、恒溫水箱;9、電控箱；10、金屬離子在線監(jiān)控系統(tǒng)；11、控制系統(tǒng)；12、溶液栗；13、培養(yǎng)基加入口； 14、氣體栗；15、熱水循環(huán)栗；16、培養(yǎng)基栗；17、反應(yīng)器膜載體阻隔網(wǎng)。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0016]如附圖1所示，本發(fā)明一種基于產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器的廢棄電路板貴金屬回收裝置，包括培養(yǎng)基儲罐1、氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器2、供氣系統(tǒng)4、進樣裝置6、電控箱9、金屬離子在線監(jiān)控系統(tǒng)10及控制系統(tǒng)11，氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器2內(nèi)含有生物膜載體3，培養(yǎng)基儲罐I通過培養(yǎng)基栗16與氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器2上的培養(yǎng)基加入口 13相連通，供氣系統(tǒng)4通過氣體栗14與氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器2相連接，進樣裝置6與氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器2相連通，氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器2上設(shè)有用于栗出金屬離子溶液的溶液栗12，電控箱9分別與進樣裝置6、金屬離子在線監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)11、溶液栗12、氣體栗14及培養(yǎng)基栗16相電連接。
[0017]在本實施例中，氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器2上設(shè)有調(diào)節(jié)反應(yīng)器溫度的恒溫系統(tǒng)，恒溫系統(tǒng)包括與氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器2相連通的外導(dǎo)流筒7，外導(dǎo)流筒7分別與恒溫水箱8及熱水循環(huán)栗15相連接構(gòu)成循環(huán)回路，熱水循環(huán)栗15與電控箱9相連接。
[0018]在本實施例中，外導(dǎo)流筒7與氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器2相連通處設(shè)置反應(yīng)器膜載體阻隔網(wǎng)17，氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器2的上部也設(shè)有反應(yīng)器膜載體阻隔網(wǎng)17。
[0019]在本實施例中，為了更好地使氣體溶于水中，氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器2上設(shè)置有曝氣頭5，供氣系統(tǒng)4與曝氣頭5相連接。
[0020]在本實施例中，培養(yǎng)基儲罐I提供的培養(yǎng)基為牛肉膏蛋白胨-氯化鈉培養(yǎng)基。
[0021]—種利用本發(fā)明基于產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器的廢棄電路板貴金屬回收裝置的貴金屬回收方法包括如下步驟:
1、在氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)微生物(假單胞菌)，使假單胞菌在懸浮式膜載體表面形成持續(xù)低濃度產(chǎn)氰生物膜；
2、將經(jīng)破碎的廢棄電路板顆粒加入生物膜反應(yīng)器內(nèi)，在假單胞菌生物膜分泌出的低濃度氫氰酸作用下發(fā)生金屬浸出反應(yīng)，氫氰酸優(yōu)先浸出貴金屬，得到金屬離子溶液；
3、通過金屬離子在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測反應(yīng)器內(nèi)貴金屬離子濃度，運用控制系統(tǒng)，將浸出的金屬離子及廢棄線路板非金屬組分顆?；鞈乙豪醭霾⑦^濾非金屬組分，同時通過控制系統(tǒng)向反應(yīng)器補充破碎廢棄線路板顆粒及培養(yǎng)基，確保生物膜產(chǎn)氰及貴金屬浸出持續(xù)運行；
4、將收集到的金屬離子溶液通過金屬置換的方式置換出貴金屬和一般金屬。
[0022]本發(fā)明的操作過程為:首先將培養(yǎng)基儲罐I中的培養(yǎng)基(牛肉膏蛋白胨-氯化鈉培養(yǎng)基)通入裝有懸浮式生物膜載體3的氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器2內(nèi)，并將預(yù)先培養(yǎng)好的假單胞菌接種到反應(yīng)器2內(nèi)，通過氣體栗14及熱水循環(huán)栗15調(diào)節(jié)通氣量及反應(yīng)器溫度，促進假單胞菌快速生長并在生物膜載體3表面形成穩(wěn)定的產(chǎn)氰生物膜(約30小時);然后通過進樣裝置6將破碎廢棄電路板破碎顆粒加入反應(yīng)器2內(nèi)；調(diào)節(jié)反應(yīng)器2內(nèi)的營養(yǎng)濃度、pH值、溫度以及溶解氧濃度，促進假單胞菌生物膜持續(xù)分泌出低濃度的氫氰酸，將廢棄線路板顆粒中貴金屬溶解，使它們變成離子態(tài)進入溶液中；通過金屬離子在線檢控系統(tǒng)10在線監(jiān)控反應(yīng)器溶液中金銀等貴金屬的濃度，達一定濃度水平時通過控制系統(tǒng)11啟動溶液栗12，將反應(yīng)器內(nèi)的溶液栗出并過濾后對濾液中的金屬離子采用金屬置換法回收;接著通過控制系統(tǒng)11打開培養(yǎng)基栗16向反應(yīng)器2通入培養(yǎng)基，并通過進樣裝置6將破碎廢棄電路板顆粒加入反應(yīng)器2，通過氣體栗14調(diào)節(jié)通氣量及強度，促進反應(yīng)器2中的假單胞菌生物膜持續(xù)產(chǎn)氰并浸出貴金屬。該方法與裝置可以優(yōu)先獲得破碎廢棄電路板中金銀等貴金屬離子溶液，并分離提取貴金屬。
[0023]本發(fā)明裝置能夠?qū)崿F(xiàn)貴金屬高效、穩(wěn)定的浸出，使用無污染，對環(huán)境友好。
[0024]以上對本發(fā)明做了詳盡的描述，實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器的廢棄電路板貴金屬回收裝置，其特征在于:包括培養(yǎng)基儲罐(1)、氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器(2)、供氣系統(tǒng)(4)、進樣裝置(6)、電控箱(9)、金屬離子在線監(jiān)控系統(tǒng)(10)及控制系統(tǒng)(11)，所述氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器(2)內(nèi)含有生物膜載體(3)，所述培養(yǎng)基儲罐(I)通過培養(yǎng)基栗(16)與所述氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器(2)上的培養(yǎng)基加入口(13)相連通，所述供氣系統(tǒng)(4)通過氣體栗(14)與所述氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器(2)相連接，所述進樣裝置(6)與所述氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器(2)相連通，所述氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器(2)上設(shè)有用于栗出金屬離子溶液的溶液栗(12)，所述電控箱(9)分別與所述進樣裝置(6)、金屬離子在線監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)(11)、溶液栗(12)、氣體栗(14)及培養(yǎng)基栗(16)相電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器的廢棄電路板貴金屬回收裝置，其特征在于:所述氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器(2)上設(shè)有調(diào)節(jié)反應(yīng)器溫度的恒溫系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器的廢棄電路板貴金屬回收裝置，其特征在于:所述恒溫系統(tǒng)包括與所述氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器(2)相連通的外導(dǎo)流筒(7)，所述外導(dǎo)流筒(7)分別與所述恒溫水箱(8)及熱水循環(huán)栗(15)相連接構(gòu)成循環(huán)回路。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器的廢棄電路板貴金屬回收裝置，其特征在于:所述外導(dǎo)流筒(7)與所述氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器(2)相連通處設(shè)置反應(yīng)器膜載體阻隔網(wǎng)(17)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器的廢棄電路板貴金屬回收裝置，其特征在于:所述氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器(2)的上部設(shè)有反應(yīng)器膜載體阻隔網(wǎng)(17)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器的廢棄電路板貴金屬回收裝置，其特征在于:所述氣升環(huán)流式生物膜反應(yīng)器(2)上設(shè)置有曝氣頭(5)，所述供氣系統(tǒng)(4)與所述曝氣頭(5)相連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于產(chǎn)氰生物膜反應(yīng)器的廢棄電路板貴金屬回收裝置，其特征在于:所述培養(yǎng)基儲罐(I)提供的培養(yǎng)基為牛肉膏蛋白胨-氯化鈉培養(yǎng)基。
【文檔編號】C22B3/46GK106011484SQ201610539891
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】胡建, 阮菊俊, 梅麗娟, 張洋, 李青, 王悅
【申請人】揚州大學(xué)