イオン交換樹脂を用いたバイオリーチング廃水からの金・銅の連続回収

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Environ. Pollut..2020 Jul;266(Pt 3):115167. S0269-7491(20)31038-1. doi: 10.1016/j.envpol.2020.115167.Epub 2020-07-07.

イオン交換樹脂を用いたバイオリーチング廃水からの金・銅の連続回収

Sequential recovery of gold and copper from bioleached wastewater using ion exchange resins.

Jong-Won Choi
Myung-Hee Song
John Kwame Bediako
Yeoung-Sang Yun

PMID: 32688197 DOI: 10.1016/j.envpol.2020.115167.

抄録

バイオリーチングプロセスを用いたプリント配線板からの金属の抽出については、これまで数多くの研究が行われてきました。しかし、バイオリーチングされた金属の分離回収は常にボトルネックとなっていた。本研究では、イオン交換樹脂を用いた選択的分離により、バイオリーチングされたAuとCuを効果的に回収できることを実証しました。 pHエッジ実験の結果、Amberjet™ 4200樹脂のAuに対する親和性はpH2から10までの全pH範囲で高い（吸着容量98%以上）ことが明らかになりましたが、Amberlite IRC-86樹脂はpH5付近で非常に高いCu吸着を記録しました。そこで、AuとCuを効果的に分離・回収するために、2段階のシーケンシャルプロセスを設計しました。第1ステップでは、Amberjet™ 4200を用いて自然pH7.5でAuを完全に回収しました。その後、Auフリー溶液をpH5に調整し、Amberlite IRC-86を用いてCuを回収しました（第2ステップ）。その結果、Au98.7%とCu78.9%を回収することに成功しました。以上のことから、本研究は、バイオ浸出廃水からの金及び銅の選択的回収のための技術指針を提供し、廃棄物の最小化と効率的な資源回収を促進するものである。

Numerous studies have sought to address the extraction of metals from printed circuit boards by employing bioleaching process. However, separation and recovery of the bioleached metals have always been a bottleneck. Herein, we demonstrate effective recovery of bioleached Au and Cu via selective separation using ion exchange resins. pH-edge experiments revealed high affinity of Amberjet™ 4200 resin towards Au (adsorption capacity > 98%) over the entire pH range from pH 2-10, whereas Amberlite IRC-86 resin recorded very high Cu adsorption at around pH 5. Therefore, a two-step sequential process was designed for the effective separation and recovery of Au and Cu. In the 1st step, Au was completely recovered by using the Amberjet™ 4200 at the natural pH of 7.5. Subsequently, the Au-free solution was adjusted to pH 5 and Cu was recovered by using Amberlite IRC-86 (2nd step). Consequently, 98.7% Au and 78.9% Cu were successfully recovered. Therefore, this study provides a technical guideline for the selective recovery of Au and Cu from bioleached wastewater, which promotes effective waste minimization and efficient resource recovery.