电子废弃物中的金属回收技术研究进展

1.4生物技术
人类对生物技术的研究与利用已经有几百年的历史，其应用范围已遍及基因工程、化学工程、食品工程、矿物工程等领域，而应用于回收电子废弃物中的金属研究却是从20世纪80年代才开始，其基本原理是利用某种微生物或其代谢产物与电子废弃物中的金属相互作用，产生氧化、还原、溶解、吸附等反应，从而实现回收其中的有价金属。从电子废弃物中回收金属的生物技术虽然起步较晚，但已取得了一定的研究成果。
Brandl等人采用硫杆菌、氧化铁硫杆菌、黑曲霉、青霉菌等细菌对机械处理电子废弃物过程中产生的粉尘或微细颗粒(<0.5mm)中的金属进行了浸出试验研究，结果表明：当细菌和真菌在培养基中的浓度大于10g／L时，65%的铜和锡被浸出，95%以上的铝、镍、铅、锌也同时被浸出；当细菌和真菌在培养基中的浓度达5～10g／L时，利用已驯化的硫杆菌可使废物中的铜、镍和铝的浸出率>90%，并使得其中的铅和锡分别转化为硫酸铅、氧化锡而沉淀。
Neil等采用去磺弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)从废旧电路板中回收金和钯进行了实验研究。该实验分三步进行：①用湿法冶金技术浸出废旧电路板粉末中的铜、铅和锡等基本金属，再用电化学方法回收浸出液中的基本金属，而剩余固体则用王水溶解进一步回收其中的金和钯。②向王水溶解液中添加2mmol／LNaAu(Ⅲ)Cl溶液并通入H2，然后加入去磺弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)与溶液中的Au(Ⅲ)发生反应，形成Au(0)沉淀，固液分离回收固体金粉，分离液进一步回收钯。③向分离液中添加2mmol／LNaPd(II)Cl。溶液并通入氢气，然后加入经特殊驯化的去磺弧菌与溶液中的Pd(II)反应生成Pd(0)沉淀，溶液固液分离回收固体钯粉，回收率>95%。
Macaskie等人提出了一种采用生物气体从电子废弃物(含电路板)浸出液中回收金、银和钯的新工艺，即在充氧条件下培养肺炎克雷伯菌(K1ebsiellapneumoniae)的过程中产生的生物气通入浸出液，使与溶液中的贵金属充分反应，再从生成的反应沉淀物中回收金、银及钯等贵金属，其回收率均>99%。
2从电子废弃物中回收金属的各种技术比较从电子废弃物中回收金属技术的研究和利用已经历了几十年，各种技术都得到不断的发展。经对上述4种回收技术分别从工艺特点、环境影响、金属回收率、回收的金属产品特点、经济成本等方面进行综合对比，可看出：
(1)在工艺特点方面，机械处理技术工艺简单，容易规模化，而且产生的二次污染相对较小，迎合了商业发展和环保的要求，但由于废物各组分不同物理特性的重叠(如重力分选过程中，对金属分离影响的因素除密度之外，还有颗粒尺寸)而无法实现金属之间的完全解离；热处理技术适合批量回收处理各种电子废弃物，在回收金属含量低的废物方面具有良好的效果；湿法冶金方法，工艺流程较为复杂，化学试剂耗量大且易腐蚀设备，并对操作者构成威胁，但金属回收率较高；生物技术工艺简单，而且在回收金属的过程中具有安全、清洁、高效的特点。
(2)在环境影响方面，除了生物技术在金属回收过程中产生的负面环境影响较小外，其余技术均有能耗大、产生二次污染的问题，尤其热处理技术和湿法冶金技术为甚。
(3)在金属产品回收率方面，热处理法因在高温作用下，容易使电子废弃物中低沸点的金属挥发，或因浮渣等杂质带出金属，导致金属总体回收率较低。但总体上看，目前各种技术对废物中金属的回收率仍然较低，亟待改善。
(4)在回收的金属产品特点方面，机械处理与热处理技术，从电子废弃物中获得的不是最终的金属产品，而是两种或两种以上金属元素混合的富集体，而采用湿法冶金技术和生物技术，却可从中获得纯度较高的最终金属单质或其化合物。因此，前两者可作为电子废弃物中金属回收系统的前期处理技术，即废物的预处理技术，以提高后段回收系统的金属回收率，降低回收成本；而后两者则可作为回收系统的后期处理技术，回收最终的金属产品。
(5)在经济成本方面，机械处理、热处理及湿法冶金技术，因设备购置和运行维护、污染治理等费用的投入较大，而生物技术因设备简单，且在回收过程中能耗低、二次污染小，因而具有成本低廉、环境友好的优点，具有很大的发展潜力，但由于目前已知可利用的菌种相当有限，而且菌种既难培养又不易放大，生产周期过长，因此，该技术距离工业应用仍有一定的距离。
3结语
电子废弃物是一种既特殊又宝贵的资源，加强电子废弃物的金属回收技术的研究和应用，无论从经济还是环境的角度出发，均具有重大意义。随着人类对二次资源利用及环境保护的日益重视，对电子废弃物中金属的回收技术已不是单纯的追求回收效率，而更多地兼顾环境友好功能。因此，开发经济有效、环境友好的电子废弃物的金属回收技术已成当前研究的热点。由于电子废弃物具有复杂、多样的特点，单凭任一技术均难达到清洁、经济、高效地获得高纯度的金属产品，要在不断追求经济有效、环境友好的金属回收技术的基础上，通过适当的选择，各种技术的合理交叉配合，组成一个相互协调的优化回收系统，实现高效清洁地回收高纯度的金属产品。