Cyanide Species
O termo cianeto refere-se a um ânion singularmente carregado que consiste de um átomo de carbono e um átomo de nitrogênio unidos com uma ligação tripla, CN-. A forma mais tóxica do cianeto é o cianeto livre, que inclui o próprio ânion cianureto e o cianeto de hidrogênio, HCN, em estado gasoso ou aquoso. A um pH de 9,3 – 9,5, CN- e HCN estão em equilíbrio, com quantidades iguais de cada um presente. A um pH de 11, mais de 99% do cianeto permanece em solução como CN-, enquanto que a um pH de 7, mais de 99% do cianeto existirá como HCN. Embora o HCN seja altamente solúvel em água, sua solubilidade diminui com o aumento da temperatura e sob condições altamente salinas. Tanto o gás HCN quanto o líquido são incolores e têm o odor de amêndoas amargas, embora nem todos os indivíduos possam detectar o odor.
O cianeto é muito reativo, formando sais simples com cátions alcalinos terrestres e complexos iônicos de resistências variáveis com numerosos cátions metálicos; a estabilidade desses sais depende do cátion e do pH. Os sais de sódio, potássio e cianeto de cálcio são bastante tóxicos, pois são altamente solúveis em água, dissolvendo-se assim facilmente para formar cianeto livre. Operações tipicamente recebem cianeto como NaCN ou Ca(CN)2 sólido ou dissolvido. Complexos fracos ou moderadamente estáveis, como os de cádmio, cobre e zinco são classificados como dissociáveis de ácido fraco (DMA). Embora os complexos metal-cianeto por si só sejam muito menos tóxicos que o cianeto livre, sua dissociação libera cianeto livre, bem como o cátion metálico, que também pode ser tóxico. Mesmo na faixa de pH neutro da maioria das águas superficiais, os complexos metal-cianeto de WAD podem dissociar-se o suficiente para serem ambientalmente prejudiciais se em concentrações altas o suficiente.
Cyanide forma complexos com ouro, mercúrio, cobalto e ferro que são muito estáveis mesmo sob condições levemente ácidas. No entanto, tanto o ferro como os ferricianeto se decompõem para liberar cianeto livre quando expostos à luz ultravioleta direta em soluções aquosas. Este processo de decomposição é invertido no escuro. A estabilidade dos sais e complexos de cianeto é dependente do pH e, portanto, seus potenciais impactos ambientais e interações (ou seja, seus efeitos agudos ou crônicos, atenuação e relançamento) podem variar.
Os complexos de cianeto metálico também formam sal – tipo compostos com catiões alcalinos ou metais pesados, como ferrocianeto de potássio (K4Fe(CN)6) ou ferrocianeto de cobre (Cu2), cuja solubilidade varia com o cianeto metálico e o catião. Quase todos os sais alcalinos de cianeto de ferro são muito solúveis, após dissolução estes sais duplos se dissociam e o complexo de cianeto metálico liberado pode produzir cianeto livre. Sais de metais pesados de cianeto de ferro formam precipitados insolúveis a certos níveis de pH.
O ião cianeto também se combina com enxofre para formar tiocianato, SCN-. O tiocianato dissocia-se sob condições ácidas fracas, mas normalmente não é considerado como uma espécie de DMA porque tem propriedades complexantes semelhantes ao cianeto. O tiocianato é aproximadamente 7 vezes menos tóxico que o cianeto de hidrogênio, mas é muito irritante para os pulmões, pois o tiocianato oxida química e biologicamente em carbonato, sulfato e amônia.
A oxidação do cianeto, seja por processos naturais ou pelo tratamento de efluentes contendo cianeto, pode produzir cianato, OCN-. O cianato é menos tóxico que o HCN, e hidrolisa facilmente a amônia e o dióxido de carbono.
Cianidação
O processo de extração de ouro do minério com cianeto é chamado de cianetação. A reação, conhecida como Equação de Elsner, é:
4 Au + 8 CN- + O2 + 2 H2O = 4 Au(CN)2- + 4 OH-
Embora a afinidade do cianeto com o ouro seja tal que ele seja extraído preferencialmente, o cianeto também formará complexos com outros metais do minério, incluindo cobre, ferro e zinco. A formação de complexos fortemente ligados como aqueles com ferro e cobre irá amarrar o cianeto que de outra forma estaria disponível para dissolver o ouro.
Cianetos de cobre são moderadamente estáveis; sua formação pode causar tanto preocupações operacionais quanto ambientais, já que as águas residuais ou rejeitos de tais operações podem ter concentrações significativamente mais elevadas de cianeto do que estaria presente na ausência de cobre.
Altas concentrações de cobre no minério aumentam os custos e reduzem as eficiências de recuperação, exigindo maiores taxas de aplicação de cianeto para compensar o reagente que se complementa com cobre ao invés de ouro.
A cianetação também é adversamente afetada pela presença de minerais livres de enxofre ou sulfeto no minério. O cianeto lixiviará preferencialmente minerais sulfúreos e reagirá com enxofre para produzir tiocianato. Essas reações também irão aumentar a oxidação de espécies reduzidas de enxofre, aumentando a necessidade de adição de cal para controlar o pH a um nível suficiente para evitar a volatilização do cianeto de hidrogênio (HCN).