Cyanide Species
Termín kyanid označuje samostatně nabitý aniont složený z jednoho atomu uhlíku a jednoho atomu dusíku spojených trojnou vazbou, CN-. Nejtoxičtější formou kyanidu je volný kyanid, který zahrnuje samotný kyanidový aniont a kyanovodík, HCN, v plynném nebo vodném stavu. Při pH 9,3 – 9,5 jsou CN- a HCN v rovnováze, přičemž množství každého z nich je stejné. Při pH 11 zůstává více než 99 % kyanidu v roztoku jako CN-, zatímco při pH 7 je více než 99 % kyanidu ve formě HCN. Ačkoli je HCN ve vodě dobře rozpustný, jeho rozpustnost se snižuje se zvyšující se teplotou a za vysoce slaných podmínek. Plynný i kapalný HCN jsou bezbarvé a mají zápach po hořkých mandlích, i když ne všichni jedinci jsou schopni tento zápach rozpoznat.
Kyanid je velmi reaktivní, tvoří jednoduché soli s kationty alkalických zemin a různě silné iontové komplexy s četnými kationty kovů; stabilita těchto solí závisí na kationtu a na pH. Soli kyanidu sodného, draselného a vápenatého jsou poměrně toxické, protože jsou dobře rozpustné ve vodě, a proto se snadno rozpouštějí za vzniku volného kyanidu. Provozy obvykle přijímají kyanid v pevném nebo rozpuštěném stavu NaCN nebo Ca(CN)2. Slabé nebo středně stabilní komplexy, jako jsou komplexy kadmia, mědi a zinku, jsou klasifikovány jako slabě rozpustné v kyselině (WAD). Ačkoli komplexy kovů s kyanidy jsou samy o sobě mnohem méně toxické než volný kyanid, jejich disociací se uvolňuje volný kyanid i kationt kovu, který může být rovněž toxický. Dokonce i v neutrálním rozmezí pH většiny povrchových vod mohou komplexy kovů s kyanidy WAD disociovat natolik, že jsou v dostatečně vysokých koncentracích škodlivé pro životní prostředí.
Kyanidy tvoří komplexy se zlatem, rtutí, kobaltem a železem, které jsou velmi stabilní i za mírně kyselých podmínek. Jak ferrokyanidy, tak kyanidy železa se však rozkládají a uvolňují volný kyanid, pokud jsou vystaveny přímému ultrafialovému světlu ve vodných roztocích. Tento rozkladný proces je ve tmě opačný. Stabilita kyanidových solí a komplexů závisí na pH, a proto se jejich potenciální dopady na životní prostředí a interakce (tj. jejich akutní nebo chronické účinky, zeslabení a opětovné uvolňování) mohou lišit.
Kovové kyanidové komplexy také tvoří sloučeniny typu soli – s kationty alkalických nebo těžkých kovů, jako je například ferrokyanid draselný (K4Fe(CN)6) nebo ferrokyanid měďnatý (Cu2), jejichž rozpustnost se liší v závislosti na kovovém kyanidu a kationtu. Téměř všechny alkalické soli kyanidů železa jsou velmi dobře rozpustné, při rozpouštění tyto podvojné soli disociují a uvolněný komplex kyanidu kovu může vytvářet volný kyanid. Těžké kovové soli kyanidů železa tvoří při určitých hodnotách pH nerozpustné sraženiny.
Kyanidový ion se také spojuje se sírou za vzniku thiokyanátu, SCN-. Thiokyanát disociuje za slabě kyselých podmínek, ale obvykle není považován za druh WAD, protože má podobné komplexotvorné vlastnosti jako kyanid. Thiokyanatan je přibližně 7krát méně toxický než kyanovodík, ale je velmi dráždivý pro plíce, protože thiokyanatan chemicky a biologicky oxiduje na uhličitan, síran a amoniak.
Oxidací kyanidu, ať už přirozenými procesy nebo při čištění odpadních vod obsahujících kyanid, může vznikat kyanatan, OCN-. Kyanát je méně toxický než HCN a snadno hydrolyzuje na amoniak a oxid uhličitý.
Kyanidace
Proces získávání zlata z rudy pomocí kyanidu se nazývá kyanidace. Reakce, známá jako Elsnerova rovnice, je:
4 Au + 8 CN- + O2 + 2 H2O = 4 Au(CN)2- + 4 OH-
Ačkoli afinita kyanidu ke zlatu je taková, že se extrahuje přednostně, kyanid tvoří komplexy i s jinými kovy z rudy, včetně mědi, železa a zinku. Tvorba silně vázaných komplexů, jako jsou komplexy se železem a mědí, váže kyanidy, které by jinak byly k dispozici pro rozpouštění zlata.
Kyanidy mědi jsou středně stabilní; jejich tvorba může způsobovat provozní i environmentální problémy, protože odpadní vody nebo hlušina z takových operací mohou mít výrazně vyšší koncentrace kyanidů, než by jinak byly přítomny bez přítomnosti mědi.
Vysoké koncentrace mědi v rudě zvyšují náklady a snižují účinnost výtěžku tím, že vyžadují vyšší dávky kyanidu ke kompenzaci činidla, které se komplexuje spíše s mědí než se zlatem.
Kyanidace je také nepříznivě ovlivněna přítomností volné síry nebo sulfidických minerálů v rudě. Kyanid přednostně vyluhuje sulfidické minerály a reaguje se sírou za vzniku thiokyanátu. Tyto reakce také zvýší oxidaci redukovaných forem síry, čímž se zvýší požadavek na přidávání vápna k regulaci pH na dostatečnou úroveň, aby se zabránilo odpařování kyanovodíku (HCN).
.