[发明专利]一株氧化亚铁硫杆菌及其应用

说明书

技术领域

本发明属于固体废弃物生物处理与资源化领域，具体涉及一株氧化亚铁硫杆菌及其在回收废旧线路板中有价金属中的应用。

背景技术

废弃的印刷线路板主要为印刷线路板（Printed Circuit Boards，PCBs）制造过程中产生的次品、边角料和废弃电子产品拆除组装组件的PCBs基板。其成分复杂，大约含有30%的塑料、30%的惰性氧化物和40%的金属。其中不仅含有大量的基本金属，还含有一定量的贵重金属。随着废旧PCBs的产生量逐年增加，其带来的土壤、水体和大气污染越来越严重，所以对其进行资源化处理具有明显的环境意义，且具有一定的经济效益。

目前，发展比较成熟的废弃印刷线路板中金属资源化处理技术有湿法冶金、火法冶金、机械分选的方法，另外还有生物浸出技术。由于生物浸出技术相对于前面三种技术，具有效率高、成本低、流程短、环境友好等优点，因此该技术在世界范围内得到了很大的推广。根据研究，生物浸出中常见的微生物有中温菌、中等嗜热菌、极端嗜热菌。其中中温菌最适宜的生长温度为20℃～35℃，主要有氧化亚铁硫杆菌、氧化亚铁钩端螺旋菌和氧化硫硫杆菌等；中等嗜热菌最适宜的生长温度40℃～50℃，主要有硫化芽孢杆菌属等；极端嗜热菌最适宜的生长温度是60℃～85℃，主要有硫化叶菌、金属球菌和硫化小球菌等。

目前，在生物浸出特别是废旧PCBs金属回收领域内的报道，使用最多的两种菌种，分别是中温型的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌。其中氧化亚铁硫杆菌一直以来被认为是酸性环境中浸矿的主导菌种。但是总体而言，适用于生物浸出的微生物种类仍然较少。另一方面，这些菌对废旧PCBs中的金属浸出效率及浸出率都有待提高，因此，寻找一种能真正适应环境的高效浸出PCBs菌是目前生物浸出领域的热点问题。

发明内容

本发明克服了对废旧PCBs中的金属生物浸出技术所面临的缺陷，提供一种高效的氧化亚铁硫杆菌，及其在废旧PCBs金属回收中的应用。

本发明所提供的一种生物浸出PCBs菌，它来源于广东云浮某硫铁矿山矿坑水，经人工富集培养、分离纯化得到，该菌株是氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）Z1，由中国典型培养物保藏中心保藏，简称CCTCC，保藏号为：CCTCC NO:M2013102，保藏日期为2013年3月25日，保藏地址为武汉大学。该菌在TSM I固体培养基上呈现单菌落。菌落为圆形、中部突起、红棕色。光学显微镜下观察该菌的形态为杆状，宽度和长度约为0.53μm和2.2μm，具有运动性，生长对数期为18～30h。生物学特性为：革兰氏染色阴性，专性好氧，嗜酸性。该菌可在好氧条件下浸出废旧PCBs中的有价金属。菌株Z1的16S rDNA的登录号为JX185133。

上述菌株Z1用于回收废旧线路板中的有价金属，具体操作步骤如下：

将菌株Z1接菌量10～30%（体积分数）接种至9K液体培养基，培养基的初始pH为1.75～2.5，初始Fe²⁺的浓度为6～15g/L；震荡培养0～36h时，向上述培养基中加入金属富集体粉末，投加量为4～12g/L；继续震荡培养至金属浸出率达到最大。

优选地，所述初始Fe²⁺浓度为9g/L。

优选地，所述的震荡培养的条件为150～180r/min、30±5℃。

优选地，所述粉末投加时间为震荡培养24h时。

优选地，所述金属富集体粉末粒度在40～80目以内。

优选地，所述的粉末粒度为60～80目。

优选地，所述的9K液体培养基的初始pH为2.25。

优选地，定期将培养基的pH校正为初始值。

所述的9K液体培养基是(NH₄)₂SO₄，3.0g；KCl，0.1g；K₂HPO₄，0.5g；MgSO₄·7H₂O，0.5g；Ca(NO₃)₂，0.01g；FeSO₄·7H₂O，44.3g；去离子水1000mL。