Specii de cianură
Termenul cianură se referă la un anion cu sarcină singulară format dintr-un atom de carbon și un atom de azot uniți printr-o legătură triplă, CN-. Cea mai toxică formă de cianură este cianura liberă, care include anionul cianură propriu-zis și cianura de hidrogen, HCN, fie în stare gazoasă, fie în stare apoasă. La un pH de 9,3 – 9,5, CN- și HCN se află în echilibru, cu cantități egale din fiecare. La un pH de 11, peste 99% din cianură rămâne în soluție sub formă de CN-, în timp ce la pH 7, peste 99% din cianură va exista sub formă de HCN. Deși HCN este foarte solubil în apă, solubilitatea sa scade odată cu creșterea temperaturii și în condiții de salinitate ridicată. Atât gazul cât și lichidul HCN sunt incolore și au miros de migdale amare, deși nu toți indivizii pot detecta mirosul.
Cianura este foarte reactivă, formând săruri simple cu cationi alcalino-pământoși și complecși ionici de diferite intensități cu numeroși cationi metalici; stabilitatea acestor săruri depinde de cation și de pH. Sărurile de cianură de sodiu, potasiu și calciu sunt destul de toxice, deoarece sunt foarte solubile în apă și, prin urmare, se dizolvă ușor pentru a forma cianură liberă. Operațiunile primesc de obicei cianura sub formă solidă sau dizolvată de NaCN sau Ca(CN)2. Complecșii slabi sau moderat stabili, cum ar fi cei de cadmiu, cupru și zinc, sunt clasificați ca fiind disociabili cu un acid slab (WAD). Deși complecșii metal-cianură în sine sunt mult mai puțin toxici decât cianura liberă, disocierea lor eliberează cianură liberă, precum și cationul metalic, care poate fi, de asemenea, toxic. Chiar și în intervalul de pH neutru al majorității apelor de suprafață, complecșii metal-cianură WAD se pot disocia suficient de mult pentru a fi dăunători mediului dacă se află în concentrații suficient de mari.
Cyanura formează complecși cu aurul, mercurul, cobaltul și fierul care sunt foarte stabili chiar și în condiții ușor acide. Cu toate acestea, atât fero- cât și ferocianurile se descompun pentru a elibera cianură liberă atunci când sunt expuse la lumina ultravioletă directă în soluții apoase. Acest proces de descompunere este inversat la întuneric. Stabilitatea sărurilor și a complecșilor de cianură depinde de pH și, prin urmare, impactul și interacțiunile lor potențiale asupra mediului (de exemplu, efectele lor acute sau cronice, atenuarea și reeliberarea) pot varia.
Complecșii de cianură metalică formează, de asemenea, compuși de tip sare cu cationi de metale alcaline sau grele, cum ar fi ferocianura de potasiu (K4Fe(CN)6) sau ferocianura de cupru (Cu2), a căror solubilitate variază în funcție de cianura metalică și de cation. Aproape toate sărurile alcaline ale cianurilor de fier sunt foarte solubile, la dizolvare aceste săruri duble se disociază, iar complexul de cianură metalică eliberat poate produce cianură liberă. Sărurile de metale grele ale cianurilor de fier formează precipitate insolubile la anumite niveluri de pH.
Ionul cianură se combină, de asemenea, cu sulful pentru a forma tiocianat, SCN-. Tiocianatul se disociază în condiții de aciditate slabă, dar de obicei nu este considerat o specie WAD deoarece are proprietăți de complexare similare cu cianura. Tiocianatul este de aproximativ 7 ori mai puțin toxic decât cianura de hidrogen, dar este foarte iritant pentru plămâni, deoarece tiocianatul se oxidează chimic și biologic în carbonat, sulfat și amoniac.
Oxidarea cianurii, fie prin procese naturale, fie prin tratarea efluenților care conțin cianură, poate produce cianat, OCN-. Cianatul este mai puțin toxic decât HCN și se hidrolizează ușor în amoniac și dioxid de carbon.
Cianurarea
Procesul de extragere a aurului din minereu cu cianură se numește cianurare. Reacția, cunoscută sub numele de ecuația lui Elsner, este:
4 Au + 8 CN- + O2 + 2 H2O = 4 Au(CN)2- + 4 OH-
Deși afinitatea cianurii pentru aur este de așa natură încât acesta este extras în mod preferențial, cianura va forma, de asemenea, complecși cu alte metale din minereu, inclusiv cupru, fier și zinc. Formarea de complecși puternic legați, cum ar fi cei cu fierul și cuprul, va bloca cianura care, în caz contrar, ar fi disponibilă pentru dizolvarea aurului.
Cianurile de cupru sunt moderat stabile; formarea lor poate cauza atât probleme operaționale, cât și de mediu, deoarece apele reziduale sau reziduurile rezultate din astfel de operațiuni pot avea concentrații de cianură semnificativ mai mari decât cele care ar fi prezente în absența cuprului.
Concentrațiile ridicate de cupru din minereu cresc costurile și scad eficiența recuperării, necesitând rate mai mari de aplicare a cianurii pentru a compensa reactivul care se complexează cu cuprul și nu cu aurul.
Cianurarea este, de asemenea, afectată în mod negativ de prezența sulfului liber sau a mineralelor sulfuroase în minereu. Cianura va leviga în mod preferențial mineralele sulfurate și va reacționa cu sulful pentru a produce tiocianat. Aceste reacții vor intensifica, de asemenea, oxidarea speciilor reduse de sulf, crescând cerința de adăugare de var pentru a controla pH-ul la un nivel suficient pentru a evita volatilizarea cianurii de hidrogen (HCN).
.