The process of gold bioleaching from waste printed circuit boards using cyanogenic bacteria
Niskanen, Elias (2024)
Kandidaatintyö
2024
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2024060342468
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2024060342468
Tiivistelmä
The amount of electronic waste in the world is growing rapidly and is estimated to exceed 75 million metric tons by 2030. Waste printed circuit boards account for around 6% of all electronic waste and contain about 10 times the amount of gold per metric ton compared to gold ore found in nature. The high gold content makes it economically viable to recycle waste printed circuit boards. There are many ways to recycle waste printed circuit boards, but few of them are environmentally friendly and cost-effective. This thesis discusses one such process using cyanogenic bacteria as an aid in gold recovery from waste printed circuit boards.
The process of gold bioleaching from waste circuit boards using cyanogenic bacteria consists of three main steps: pre-treatment, bioleaching, and gold recovery. The purpose of the pre-treatment is to mechanically reduce the particle size of the waste printed circuit boards to ensure a larger reaction surface area and better bioleaching results.
In bioleaching, cyanogenic bacteria usually use an indirect process to leach gold, producing metabolites through microbial production. These metabolites produce soluble metal complexes that remove gold from waste printed circuit board particles through a process called complexolysis. Studies on this topic have, at best, achieved over 70% gold bioleaching efficiency from waste printed circuit boards.
There are several techniques for recovering gold after bioleaching. This thesis takes a closer look at biosorption, which uses dead and inactive biomass to recover gold. Jätepiiriilevyt sisältävät noin 10 kertaisen määrän kultaa tonnia kohti verrattuna luonnosta löytyvään kultamalmiin. Elektroniikkajätteen määrä maailmalla kasvaa vauhdilla ja sen on arvioitu ylittävän 75 miljoona tonnia vuoteen 2030 mennessä. Jätepiirilevyjen osuus kaikesta elektroniikkajätteestä on noin 6 % joten jätteen sisältämä kullan määrä on huomattavan suuri. Suuren kulta määrän vuoksi on taloudellisesti kannattavaa kierrättää jätepiirilevyt. Kullan talteenotto tapoja jätepiirilevyille on useita, mutta harvat niistä ovat ympäristöystävällisiä sekä kustannustehokkaita. Tässä työssä käsitellään yhtä edellä mainittuihin kategorioihin kuuluvaa prosessia käyttämällä syanogeenisiä bakteereita apuna kullan talteenotossa jätepiirilevyistä.
Kullan bioliuotus prosessi jätepiirilevyistä syanogeenisten bakteerien avulla koostuu kolmesta eri päävaiheesta, jotka ovat esikäsittely, bioliuotus ja kullan talteenotto. Esikäsittelyn tarkoituksena on mekaanisesti pienentää käsiteltävien jätepiirilevyjen partikkelikokoa isomman reagointi pinta-alan ja paremman bioliuotus tuloksen takaamiseksi.
Bioliuotuksessa syanogeeniset bakteerit käyttävät kullan liuottamiseen yleensä epäsuoraa prosessia, jossa ne tuottavat aineenvaihduntatuotteita mikrobituotannon kautta. Nämä aineenvaihduntatuotteet tuottavat liukoisia metallikomplekseja, jotka poistavat kultaa jätepiirilevypartikkeleista kompleksolyysiksi kutsutun prosessin avulla. Tätä aihetta koskevissa tutkimuksissa on parhaimmillaan saavutettu kullalle jätepiirilevyissä yli 70 prosentin bioliuotustehokkuus.
Kullan talteenottoon bioliuotuksen jälkeen on useita tekniikoita. Tässä työssä käydään tarkemmin läpi biosorptiota, joka käyttää hyväkseen kuolleita ja epäaktiivisia biomassoja kullan talteenottamiseksi.
The process of gold bioleaching from waste circuit boards using cyanogenic bacteria consists of three main steps: pre-treatment, bioleaching, and gold recovery. The purpose of the pre-treatment is to mechanically reduce the particle size of the waste printed circuit boards to ensure a larger reaction surface area and better bioleaching results.
In bioleaching, cyanogenic bacteria usually use an indirect process to leach gold, producing metabolites through microbial production. These metabolites produce soluble metal complexes that remove gold from waste printed circuit board particles through a process called complexolysis. Studies on this topic have, at best, achieved over 70% gold bioleaching efficiency from waste printed circuit boards.
There are several techniques for recovering gold after bioleaching. This thesis takes a closer look at biosorption, which uses dead and inactive biomass to recover gold.
Kullan bioliuotus prosessi jätepiirilevyistä syanogeenisten bakteerien avulla koostuu kolmesta eri päävaiheesta, jotka ovat esikäsittely, bioliuotus ja kullan talteenotto. Esikäsittelyn tarkoituksena on mekaanisesti pienentää käsiteltävien jätepiirilevyjen partikkelikokoa isomman reagointi pinta-alan ja paremman bioliuotus tuloksen takaamiseksi.
Bioliuotuksessa syanogeeniset bakteerit käyttävät kullan liuottamiseen yleensä epäsuoraa prosessia, jossa ne tuottavat aineenvaihduntatuotteita mikrobituotannon kautta. Nämä aineenvaihduntatuotteet tuottavat liukoisia metallikomplekseja, jotka poistavat kultaa jätepiirilevypartikkeleista kompleksolyysiksi kutsutun prosessin avulla. Tätä aihetta koskevissa tutkimuksissa on parhaimmillaan saavutettu kullalle jätepiirilevyissä yli 70 prosentin bioliuotustehokkuus.
Kullan talteenottoon bioliuotuksen jälkeen on useita tekniikoita. Tässä työssä käydään tarkemmin läpi biosorptiota, joka käyttää hyväkseen kuolleita ja epäaktiivisia biomassoja kullan talteenottamiseksi.