Cyanide Species
シアンは炭素原子と窒素原子1個が三重結合で結合した単価アニオンCN-であり、この単価アニオンのことを指す。 シアンの最も有毒な形態は遊離シアンであり、シアン化物アニオンそのものとシアン化水素、HCNを含み、気体または水溶液の状態である。 pH9.3~9.5では、CN-とHCNは平衡状態にあり、それぞれ等量で存在する。 pH11ではシアンの99%以上がCN-として溶液中に存在し、pH7ではシアンの99%以上がHCNとして存在することになる。 HCNは水によく溶けるが、温度の上昇や塩分の高い条件下では溶解度が低下する。
シアンは非常に反応性が高く、アルカリ土類陽イオンと単純な塩を形成し、多数の金属陽イオンと様々な強さのイオン性錯体を形成する;これらの塩の安定性は陽イオンとpHに依存している。 シアン化ナトリウム、シアン化カリウム、シアン化カルシウムの塩は、水に非常に溶けやすく、容易に溶解して遊離シアンを形成するため、非常に有毒である。 通常、シアン化合物は固体または溶解したNaCNまたはCa(CN)2として受け取られる。 カドミウム、銅、亜鉛のような弱いまたは中程度の安定性を持つ錯体は、弱酸性解離性(WAD)に分類される。 金属-シアン化物複合体は、それ自体は遊離シアンに比べて毒性ははるかに低いが、解離すると遊離シアンと金属カチオンが放出され、これも毒性になることがある。
シアンは金、水銀、コバルト、鉄と錯体を形成し、弱酸性の条件下でも非常に安定である。 しかし、フェロシアン化物もフェリシアン化物も、水溶液中で直接紫外線にさらされると分解して遊離シアンを放出する。 この分解は暗所では逆に進む。 シアンの塩および錯体の安定性はpHに依存するため、それらの潜在的な環境影響および相互作用(すなわち、それらの急性または慢性効果、減衰および再放出)は変化する可能性があります。
金属シアン化物錯体は、フェロシアン化カリウム (K4Fe(CN)6) またはフェロシアン化銅 (Cu2) などのアルカリまたは重金属カチオンと塩タイプの化合物を形成し、その溶解度は金属シアン化物およびカチオンによって変化する。 シアン化鉄のアルカリ塩のほとんどは非常に溶けやすく、溶解するとこれらの複塩は解離し、遊離した金属シアン化物複合体は遊離シアンを生成することができます。
シアン化鉄の重金属塩は、あるpHレベルでは不溶性の沈殿を形成する。シアン化物イオンはまた硫黄と結合して、チオシアン酸、SCN-を形成する。 チオシアン酸は弱酸性条件下で解離するが、シアンと類似の錯形成特性を持つため、一般にWAD種とは見なされていない。 チオシアン酸はシアン化水素の約7倍の毒性を持っていますが、化学的および生物学的に酸化して炭酸塩、硫酸塩、アンモニアになるため、肺を非常に刺激します。
自然のプロセスまたはシアンを含む廃液の処理によるシアンの酸化は、シアン酸OCN-を生成することがあります。 シアンはHCNより毒性が低く、容易に加水分解してアンモニアと二酸化炭素になる。
シアニド
シアンを使って鉱石から金を抽出するプロセスをシアニドという。 4 Au + 8 CN- + O2 + 2 H2O = 4 Au(CN)2- + 4 OH-
シアンの金に対する親和性は、優先的に抽出されるようになっていますが、シアンは、銅、鉄、亜鉛など鉱石の他の金属と錯体を形成することができます。
銅シアン化合物は中程度の安定性を持ち、そのような操作からの排水または尾鉱は、銅がない場合に存在するよりも著しく高いシアン化合物濃度を持つことがあるので、その形成は操作と環境の両方の懸念を引き起こす可能性がある。
鉱石中の高い銅濃度は、金よりも銅と錯体化する試薬を補うために、より高いシアンの適用率を必要とすることによって、コストを増加し、回収効率を低下させる。
シアンはまた、鉱石の中の自由硫黄または硫化鉱物の存在によって悪影響を受ける。 シアンは硫化鉱物を優先的に浸出し、硫黄と反応してチオシアン酸塩を生成する。 これらの反応はまた、還元硫黄種の酸化を促進し、シアン化水素(HCN)の揮発を避けるために十分なレベルでpHを制御するための石灰添加の必要性を増加させる。