Page 73 - 《精细化工》2021年第1期

第 1 期 伊志豪，等: 气相中氰化氢消除研究进展 ·63·

缺点及发展趋势进行评述。吸附法和催化法对 HCN 李慧婷 [20] 选用 Ti/RuO 2 -TiO 2 -SnO 2 材料作为阳
的净化效率高、反应温度低、工艺简便、应用前景 极，铁板作为阴极，采用电解法对含氰溶液中的化
良好。着重探讨了吸附法和催化法消除 HCN 的最 学需氧量（COD）和氰化物进行处理。经 8 h 电解
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新研究进展，包括新型吸附剂、催化剂的制备，HCN 处理，CN 质量浓度由 65.00 mg/L 降至 0.52 mg/L，
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在吸附剂上的吸附动力学行为和在催化剂上的反 Cl 的加入将有助于 COD 和 CN 的去除。徐忠敏等 [21]
应机理，旨在为实现 HCN 的高效消除提供理论依 采用催化氧化电解–芬顿络合沉淀法处理含氰溶液，
据，为高效脱氰技术的未来发展及应用提供参考。 溶液中各种污染物的去除率均高达 98%以上。
1.5 加压水解法
1 吸收法
加压水解法指置于密闭容器中的含氰溶液在高
吸收法处理 HCN，经碱液吸收后，HCN 电离 温高压以及碱性环境中发生水解反应生成有机酸和
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生成 CN ，随后对含 CN 的吸收液进行二次处理。 NH 3 等物质。若水解期间通入 O 2 ，CN 可被直接转
[22] 。
根据后续处理方法的不同，吸收法又可细分为生物 化为 N 2 和 CO 2
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降解法、膜分离法、解吸法、电解氧化法、加压水 CN +2H 2 O→HCOO +NH 3 ↑ （6）
解法、碱性氯化法等 [12-13] 。 4NaCN+5O 2 +2H 2 O→2N 2 ↑+4CO 2 ↑+4NaOH （7）
1.1 生物降解法 姜莉莉等 [23] 研究发现，反应温度对 HCN 水解
生物降解法是通过微生物的代谢功能实现对溶 效率影响最为显著，反应时间次之，pH 及初始浓度
液中氰化物的降解，处理效果取决于氰化物的浓度、 影响较小。氰化钾的加压水解反应规律符合一级反
pH、反应温度以及环境中营养物质的可用性。以氰 应动力学。兰馨辉等 [24] 通过优化实验参数，证明在
化物作为生长碳源和氮源的藻类同样对 HCN 降解 压力为 1.0 MPa、初始温度为 170 ℃条件下、2 h 内
效果良好 [14] 。GURBUZ 等 [15] 采用斜生栅藻降解含氰 氰化物的消除率高达 99.9%。
溶液，77 h 后，氰化物质量浓度由 77.9 mg/L 降低 1.6 碱性氯化法
至 6.0 mg/L。 碱性氯化法需向溶液中加碱，调节 pH 大于 10
1.2 膜分离法 后通氯气氧化；将氰化物氧化为氰酸盐，而后向溶
膜分离法是利用疏水性材料将含氰溶液与含 液中加酸，调整 pH 为 7.5~8.0 后继续通氯气氧化，
NaOH 吸收液分隔于两侧，基于疏水材料的特性， 将氰酸盐转化为无毒的 CO 2 和 N 2 [25] ，反应式如下：
膜两侧溶液互不接触。HCN 在膜内气液界面挥发， NaCN+2NaOH+Cl 2 →NaCNO+2NaCl+H 2 O （8）
在浓度差作用下，沿膜微孔向吸收液侧扩散，在吸 2NaCNO+4NaOH+3Cl 2 →6NaCl+2CO 2 ↑+N 2 ↑+2H 2 O （9）
收液–膜界面被 NaOH 吸收，达到提纯分离的目的 [16] 。 邓嫔 [26] 采用酸化–三段碱性氯化氧化直接将溶
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李雅等 [17] 证明含氰溶液经膜分离法处理后，CN 质 液中的氰化物质量浓度由 500.0 mg/L 降至 0.5 mg/L。
量浓度由 1000.0 mg/L 降低至 0.5 mg/L，单级去除率 王洋等 [27] 改用二氯异氰尿酸钠作为氯系氧化物，经
始终保持在 90%以上。 过 28 d 的间歇运行，溶液中氰化物质量浓度由
1.3 解吸法 88.970 mg/L 降到 0.368 mg/L，去除率高达 99.6%。
解吸法常选用 Na 2 CO 3 溶液作为吸收液，HCN 1.7 其他方法
– [12-13] 。 [28]
产生的 CN 与加入的 Fe 盐反应生成 Na 4 Fe(CN) 6 对含氰溶液的处理方法还包括酸化曝气法 、
4HCN+2Na 2 CO 3 →4NaCN+2CO 2 ↑+2H 2 ↑ （1） 硝酸盐处理法 [29] 、离子交换树脂法 [30] 、沉淀法 [31] 等。
（2） 吸收法处理 HCN，须先采用碱液吸收，原则上
2HCN+Fe→Fe(CN) 2 +H 2 ↑
可将 HCN 转化为氰化盐 NaCN 和 Ca(CN) 2 ，达到消
4NaCN+Fe(CN) 2 →Na 4 Fe(CN) 6 （3）
1.4 电解氧化法 除效果。但该过程对 HCN 的处理不完全，氰化盐仍
电解氧化法常选用石墨作为阳极，铁板作为阴 属于剧毒不挥发物质，易产生污染。工艺方面存在
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极，在外加电流下，CN 在阳极上发生氧化反应，进 成本高、处理周期长、无法回收氰化物或金属等问
而将氰化物以及络合物氧化为 CO 2 和氰酸盐等 [18-19] 。 题限制了吸收法消除 HCN 的应用前景，未来需开发
涉及反应步骤如下： 更为有效的环保新方法。
– –
对吸收法处理 HCN 方法的优点、缺点和适用范
2CN –2e →(CN) 2 （4）
2– +
(CN) 2 +4H 2 O→(COO) 2 +2NH 4 （5） 围进行了归纳，结果见表 1。