废旧印刷线路板的处理与资源化,是电子废弃物三化(减量化、无害化、资源化)研究的难点与热点。微生物湿法冶金技术具有环境友好、设备简单、处理成本低等特点,是实现废旧印刷线路板绿色回收处理的有效途径。本论文利用微生物湿法冶金中最为重要的细菌之一一氧化亚铁硫杆菌,研究了其浸提废旧印刷线路板过程中金属的浸出动力学及机理,并通过“摇瓶—柱浸”实验评价了氧化亚铁硫杆菌浸提处理废旧印刷线路板大规模商业化应用的可能性,侧重分析了加酸稳定浸出液pH对覆层铜浸出的影响。所取得的主要结论如下：(1)揭示了废旧印刷线路板加入量,细菌及附属部件对铜浸出的影响机制,提出了通过加酸稳定浸出液pH值的方法以实现未拆解附属部件线路板的浸出处理。研究发现,氧化亚铁硫杆菌能够迅速地把浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,从而通过铁离子循环过程实现铜的快速浸出,浸出液铜离子浓度达到2120mg/L,相比无菌浸出时提高了20倍。当增加浸提印刷线路板量时,以及浸提未拆解附属部件的线路板时,浸出过程将消耗更多的H+,导致浸出液pH迅速升高。pH值升高后,严重影响细菌氧化活性的表达,并促进Fe3+的水解进一步生成黄钾铁矾类二次矿物,破坏铁离子循环过程的持续进行。而通过加入H2SO4补充浸出过程中的H+消耗,未拆解附属部件的印刷线路板铜的浸出率由55.3%显著提高到96.8%,锌的浸出率由55.7%提高到83.8%。(2)阐明了摇瓶浸出废旧印刷线路板过程中金属浸出动力学过程及其变化,建立了H+消耗与覆层铜浸出的模型关系。研究发现,在摇瓶浸出时,印刷线路板颗粒保持高速运动状态,有利于浸出剂与生成物通过外扩散层,此时,废旧印刷线路板覆层铜的浸出过程受内扩散控制。而稳定浸出液的pH在2.25(±0.05)时,能够抑制浸出液中Fe3+形成黄钾铁矾类二次矿物,避免因黄钾铁矾类二次矿物的大量产生形成产物层而阻碍浸出剂与生成物的扩散,此时,覆层铜浸出动力学过程由内扩散控制过程转变为二级动力学控制过程(化学控制),并与H+消耗模型保持一致。(3)通过柱浸实验研究了废旧印刷线路板柱式浸出动力学过程,并探讨了修正的缩核模型适用范围。研究表明,在柱式浸出过程中,生成的黄钾铁矾类二次矿物粒度相对于印刷线路板较小,且颗粒物之间结构松散,由其形成的产物层覆盖物对浸出剂与生成物的扩展阻碍作用较小。而由于线路板颗粒在柱式浸出过程中呈静止状态,外扩散层厚度较大,不利于浸出剂与生成物通过,故柱式浸出过程覆层铜的浸出动力学属于外扩散控制。