利用活性炭去除废水中的游离氰化物（CN−）

引言

工业废水中往往含有各种有毒物质，其中 游离氰化物 (CN−) 因其高毒性而备受关注。即使剂量很小， 氰化物 氰化物可能致命，因此处理含氰废水是一个至关重要的环境问题。目前已制定严格的法规来控制含氰废水的排放，其目标不仅是满足标准要求，还要尽可能从尾矿和工厂废水中回收氰化物。 碳 已成为去除废水中游离氰化物的一种有前景的材料，本文将详细探讨其应用、机理和影响因素。

废水中氰化物的来源

废水中高浓度氰化物主要来源于电镀、氰化提金、焦炉、高炉煤气洗涤和冷却水等工业生产过程，以及一些化工、选矿、合成橡胶、纤维、染料等工业废水，这些废水中氰化物浓度可达1～180mg/L，甚至更高。

活性炭去除游离氰化物的机理

物理吸附

活性炭具有高度发达的微孔结构和较大的比表面积，通常在500至3000 m²/g之间。这种物理结构赋予其强大的物理吸附能力。废水中的氰离子可以被吸附到活性炭表面。 活性炭 通过范德华力。较大的表面积提供了大量的吸附位点，从而能够有效地捕获游离氰化物。

化学吸附和催化氧化

活性炭除了物理吸附外，还能参与化学反应。当活性炭吸附废水中的氧气和水时，在活性炭本身的催化剂作用下，在其表面生成过氧化氢（H₂O₂）。在铜盐存在下，生成的H₂O₂可以氧化分解氰化物。反应机理如下：

1. H₂O₂的生成：氧气和水吸附在活性炭表面，形成H₂O₂。

2. 氰化物的氧化：在铜盐的催化作用下，氰化物被H₂O₂氧化，分解为危害较小的物质。

影响活性炭去除效率的因素

初始氰化物浓度

废水中游离氰化物的初始浓度越高，吸附的驱动力就越大。然而，由于活性炭的吸附容量有限，当初始浓度超过一定值时，去除效率可能不会成比例地提高。一些研究发现，随着初始氰化物浓度的增加，单位质量活性炭吸附的氰化物量先增加后趋于平稳。

PH值

废水pH值显著影响活性炭对氰化物的吸附。一般在酸性条件下，活性炭对氰化物的吸附容量较低。随着pH值的升高，吸附容量逐渐增大。在pH值处于碱性范围内，特别是pH值大于11时，氰化物的去除率有时在95 min内可达30%以上。这是因为溶液中氰化物的存在形态随pH值的变化而变化，碱性条件下，氰离子的存在形态更有利于活性炭吸附。

温度

活性炭吸附氰化物是一个放热过程。随着温度升高，吸附能力通常会降低。例如，对于浸渍铜的活性炭，当与氰化物溶液混合时，氰化物的吸附效果会随着温度的升高而降低。这是因为温度升高会促进吸附物质从活性炭表面解吸。

搅拌时间

足够的搅拌时间是保证废水中氰化物与活性炭充分接触的必要条件。在初始阶段，随着搅拌时间的增加，氰化物的去除率迅速增加。但达到一定时间后，去除率趋于稳定，表明吸附过程已达到平衡。

活性炭在含氰废水处理中的应用

在金矿开采行业

在金矿开采中，尤其是在氰化物提金工艺中，会产生大量含氰废水。活性炭可用于去除废水中的游离氰化物。活性炭除了可以去除氰化物外，还能吸附废水中的金-氰化物络合物（例如Au(CN)₂⁻）。吸附的金-氰化物络合物可进一步处理回收金，既保护了环境，又实现了资源回收。

在电镀行业

电镀厂在电镀过程中经常使用含氰溶液，产生含氰废水。活性炭处理可以有效降低废水中的氰化物含量，使其达到排放标准。与碱性氯化法等传统处理方法相比，活性炭处理具有二次污染少、资源化潜力大等优势。

与其他治疗方法的比较

碱性氯化法

碱性氯化法是一种比较成熟的破坏方法 氰化物 废水中的氰化物氧化法。该方法使用含氯物质，例如氯气、液氯或漂白粉，将氰化物氧化成无毒的二氧化碳 (CO₂) 和氮气 (N₂)。然而，这种方法可能产生有害的副产物，并且操作过程需要严格控制氯的用量和反应条件。相比之下，活性炭处理是一种更环保的选择，它能够选择性吸附氰化物，并有可能回收有价值的金属。

过氧化氢氧化

过氧化氢氧化也可用于降低废水中的氰化物浓度。它可以将氰化物氧化至毒性较低的水平。然而，过氧化氢是一种昂贵的试剂，而且该过程可能需要持续添加试剂，从而增加了处理成本。另一方面，活性炭只要选择得当并使用，性能相对稳定，而且可以考虑进行再生以降低成本。

未来发展

改性活性炭的研制

为了进一步提高活性炭去除游离氰化物的效率，改性活性炭的研究正在进行中。例如，用不同的金属（如铜、铁等）浸渍活性炭，可以增强其对氰化物的催化氧化能力。可以根据废水的具体特性优化不同金属负载的活性炭，以达到更好的处理效果。

联合处理工艺

活性炭处理与其他处理方法的结合也是一种趋势。例如，将活性炭吸附与生物处理相结合，可以先利用活性炭将废水中高浓度的氰化物降低到更适合生物处理的水平，然后再利用微生物进一步分解去除剩余的氰化物相关物质。这种组合工艺可以充分利用不同处理方法的优势，实现更高效、更全面的处理。 污水处理.

结语

活性炭在去除废水中的游离氰化物（CN−）方面展现出巨大的潜力。通过物理吸附和化学反应，活性炭可以有效降低废水中的氰化物含量，使其达到环保排放标准，甚至在某些情况下实现资源回收。尽管活性炭仍有一些需要改进的地方，例如进一步优化吸附效率、降低成本，但随着活性炭改性及组合处理工艺研究的不断发展，未来活性炭将在含氰废水处理中发挥越来越重要的作用。