Cyanidarter
Termen cyanid hänvisar till en enskilt laddad anjon som består av en kolatom och en kväveatom som är förenade med en trippelbindning, CN-. Den giftigaste formen av cyanid är fri cyanid, som omfattar själva cyanidanjonen och vätecyanid, HCN, antingen i gasform eller i vattenform. Vid ett pH-värde på 9,3-9,5 befinner sig CN- och HCN i jämvikt, med lika stora mängder av vardera. Vid ett pH på 11 förblir över 99 % av cyaniden i lösning som CN-, medan över 99 % av cyaniden vid pH 7 finns som HCN. Även om HCN är mycket lättlösligt i vatten minskar dess löslighet med ökad temperatur och under starkt salthaltiga förhållanden. Både HCN-gas och -vätska är färglösa och luktar bittermandel, även om inte alla individer kan upptäcka lukten.
Cyanid är mycket reaktiv och bildar enkla salter med jordalkaliska katjoner och jonkomplex av varierande styrka med många metallkatjoner; stabiliteten hos dessa salter är beroende av katjonen och av pH. Salterna av natrium-, kalium- och kalciumcyanid är ganska giftiga, eftersom de är mycket lösliga i vatten och därför lätt löses upp och bildar fri cyanid. Verksamheterna får vanligtvis cyanid i form av fast eller löst NaCN eller Ca(CN)2. Svaga eller måttligt stabila komplex, t.ex. kadmium-, koppar- och zinkkomplex, klassificeras som svaga syredissocierbara (WAD). Även om metallcyanidkomplex i sig själva är mycket mindre giftiga än fri cyanid, frigörs fri cyanid och metallkatjonen vid dissociation, vilket också kan vara giftigt. Även i det neutrala pH-området i de flesta ytvatten kan WAD-metalcyanidkomplex dissociera tillräckligt för att vara miljöfarliga om de finns i tillräckligt höga koncentrationer.
Cyanid bildar komplex med guld, kvicksilver, kobolt och järn som är mycket stabila även under milt sura förhållanden. Både ferro- och ferricyanider sönderdelas dock för att frigöra fri cyanid när de utsätts för direkt ultraviolett ljus i vattenlösningar. Denna nedbrytningsprocess vänds om i mörker. Stabiliteten hos cyanidsalter och cyanidkomplex är pH-beroende, och därför kan deras potentiella miljöeffekter och interaktioner (dvs. deras akuta eller kroniska effekter, dämpning och återutsläpp) variera.
Metallcyanidkomplex bildar också salt – typföreningar med alkali- eller tungmetallkatjoner, t.ex. kaliumferrocyanid (K4Fe(CN)6) eller kopparferrocyanid (Cu2), vars löslighet varierar med metallcyaniden och katjonen. Nästan alla alkalisalter av järncyanider är mycket lösliga, vid upplösning dissocieras dessa dubbelsalter och det frigjorda metallcyanidkomplexet kan producera fri cyanid. Tungmetallsalter av järncyanider bildar olösliga utfällningar vid vissa pH-nivåer.
Cyanidjonen kombineras också med svavel för att bilda tiocyanat, SCN-. Tiocyanat dissocieras under svagt sura förhållanden, men anses vanligtvis inte vara en WAD-art eftersom den har liknande komplexbildande egenskaper som cyanid. Tiocyanat är ungefär 7 gånger mindre giftigt än vätecyanid men är mycket irriterande för lungorna, eftersom tiocyanat kemiskt och biologiskt oxideras till karbonat, sulfat och ammoniak.
Oxidationen av cyanid, antingen genom naturliga processer eller vid behandling av cyanidhaltiga avloppsvatten, kan ge cyanat, OCN-. Cyanat är mindre giftigt än HCN och hydrolyseras lätt till ammoniak och koldioxid.
Cyanidering
Processen att utvinna guld ur malm med cyanid kallas cyanidering. Reaktionen, som är känd som Elsners ekvation, är:
4 Au + 8 CN- + O2 + 2 H2O = 4 Au(CN)2- + 4 OH-
Och även om cyanidens affinitet för guld är sådan att det extraheras företrädesvis, bildar cyanid också komplex med andra metaller från malmen, inklusive koppar, järn och zink. Bildandet av starkt bundna komplex, t.ex. med järn och koppar, binder cyanid som annars skulle vara tillgänglig för att lösa guld.
Kopparcyanider är måttligt stabila; bildandet av dem kan ge upphov till både drifts- och miljöproblem, eftersom avloppsvatten eller avfallsrester från sådan verksamhet kan ha betydligt högre cyanidkoncentrationer än vad som annars skulle ha funnits i avsaknad av koppar.
Höga kopparkoncentrationer i malmen ökar kostnaderna och sänker utvinningseffektiviteten genom att det krävs högre cyanidtillförsel för att kompensera för reagens som bildar komplex med koppar snarare än med guld.
Cyanidering påverkas också negativt av förekomsten av fritt svavel eller sulfidmineraler i malmen. Cyanid kommer företrädesvis att utlaka sulfidmineraler och kommer att reagera med svavel för att producera tiocyanat. Dessa reaktioner kommer också att öka oxidationen av reducerade svavelarter, vilket ökar kravet på tillsats av kalk för att kontrollera pH-värdet på en tillräcklig nivå för att undvika avdunstning av vätecyanid (HCN)
.