Ціанід - це загальна назва для хімсоедіненій, що містять ціано CN. Ціанід в низьких концентраціях зустрічається в природі (наприклад, міститься більш ніж в 1000 видів рослин [1, 2]); в побуті він використовується як стабілізатор кухонної солі і т.д. По суті, люди і тварини досить часто мають справу з ціанідом при вживанні в їжу деяких культурних і диких видів рослин [3].
Також ціанід широко використовується в промисловості. Щорічно понад 1 млн тонн цієї речовини йде для нанесення гальванопокриття, переробки металів, виробництва органічних хімікатів, пластика і т.д. [2]. У гірничодобувній промисловості для вилучення з руди золота його застосовують уже 120 років; на видобуток припадає близько 20% світового виробництва промислового ціаніду [2, 4].
Незважаючи на свою токсичність, при грамотному використанні ціанід відносно безпечний і практично не шкодить навколишньому середовищу.
Ціанід для вилучення золота
Ціанід в формі дуже слабкого розчину ціанід натрію використовується для розчинення і вилучення золота з руди [3]. Цей процес був розроблений в Шотландії в 1887 році, а перше застосування в промислових масштабах зафіксовано в 1889 році на руднику «Karangahake» новозеландської компанії «Crown Mines» [3, 4].
Ціанування вважається більш безпечною альтернативою амальгамування, яка раніше була основним методом вилучення золота [5]. У 1970-х роках ціанування зайняло домінуючу позицію серед технологій вилучення, хоча дрібномасштабні і кустарні золотошукачі в деяких країнах до цих пір використовують ртуть [3]. У Канаді більше 90% від загального обсягу видобутого золота витягується за допомогою ціаніду (близько 90 тонн) [3].
Нормальна концентрація в робочому розчині коливається від 0,01% до 0,05% ціаніду натрію (100-500 частин на мільйон) [2]. Добувачі намагаються використовувати настільки низькі концентрації, наскільки це можливо з точки зору захисту навколишнього середовища, безпеки та економіки [2]. Ціанування зазвичай проводиться поряд з фізичними процесами збагачення, наприклад, подрібненням, подрібненням або гравітацією. Для того щоб іони ціаніду не перетворено на токсичний ціанідний газ HCN, за допомогою додавання вапна або інший лугу піднімається рівень pH підсумкового розчину [6]. Потім золото концентрується, витягується і далі йде на плавку в злитки.
Токсичність і поводження з ціанідом
Ціанід у великих кількостях токсичний. У всьому світі робота з ним строго контролюється відповідними органами. При отруєнні ціанід пригнічує засвоєння кисню, що призводить до задухи і, без правильного надання першої допомоги, до смерті [7]. Однак організм і людини, і тварини здатний швидко знешкодити нелетальний обсяг речовини без негативних наслідків. Багато видів можуть переносити часту інтоксикацію невеликими дозами [3]. Згідно зі спостереженнями, ціанід виробляє певний довгостроковий ефект на здоров'я людини (наприклад, розростання щитовидної залози і порушення її функцій) при регулярному вживанні в їжу ціанідсодержащіх рослин, наприклад, маніоки [8].
Фактично, незважаючи на високу токсичність для людини, за останні 100 років в австралійській і північноамериканської гірничодобувної промисловості не задокументоване жодного смертельного випадку отруєння ціанідом. Це означає, що на виробництві використання небезпечного для людини ціаніду контролюється за допомогою мінімізації ризиків при поводженні з цим хімікатом [6, стор. 4]. Навіть при широкому застосуванні ціаніду кустарними здобувачами, за умови невеликого забруднення відпрацьованого матеріалу і організації безпечної роботи, «число смертельних випадків порівняно мінімально в порівнянні з ртуттю або іншими небезпечними факторами при кустарної видобутку» [9, стр.109-110].
У високих концентраціях ціанід токсичний для водної фауни і флори, особливо для риби, яка в тисячу разів чутливіша до даного хімікату, ніж людина [10]. Через величезну небезпеку для водних організмів в разі навмисної або ненавмисної витоку ціаніду і потрапляння його в грунтові води надзвичайну важливість при розробці рудника набуває питання моніторингу якості води [11]. Норми, що часто обмежують обсяги ціаніду, який може бути скинутий в навколишнє середовище. Тому розроблено і використовується безліч технологій для знезараження води на рудниках [2].
Птахи і інші представники тваринного світу також знаходяться в зоні потенційного ризику отруєння ціанідом, якщо середовище їхнього життя поширюється на хвостосховища [12]. Для попередження цього обсяги ціаніду в хвостах можна знизити до безпечного рівня, мінімізуючи кількість використовуваного хімікату, видаляючи його з відпрацьованих вод, переробляючи і застосовуючи хімічні або біологічні реакції перетворення ціаніду в менш небезпечні речовини [13].
Для тваринного світу безпечним рівнем ціаніду в воді зазвичай вважається 50 мг / л слабокислотні дисоціюють ціаніду. Це дозволило істотно знизити загибель мігруючих птахів [6, 11]. Щороку через ціаніду гине тільки кілька сотень представників пернатих [11]. Для відлякування птахів від хвостосховищ на рудниках використовуються різноманітні засоби: огорожі, поліетиленові кульки та мережі [3].
Розчинений ціанід не приводить до виникнення раку, не впливає на харчові ланцюжки [12]; в навколишньому середовищі при впливі сонячного світла і повітря він швидко розпадається на менш токсичні речовини [2].
Про витоках ціаніду
При витоку ціанід швидко руйнується під дією природних процесів, наприклад, випаровування, тому ефект, який чинить на водну флору і фауну, хоч і масштабний, але не довгостроковий [3]. В Бая-Маре концентрація ціаніду стрімко знизилася зі збільшенням відстані від місця витоку. Після проходження забруднених вод чисельність водних мікроорганізмів, планктон відновилися за кілька днів [10].
В результаті землетрусу в Японії в 1980 році великий обсяг ціаніду з золотого рудника потрапив в річку. Хоча витік хімікату і привела до знищення в ній всіх живих організмів, його наявність фіксувалося протягом тільки 3 днів. Протягом 1 місяця на надводних каменях початку заново рости флора, а за 6-7 місяців відновилися популяції риби, водоростей і безхребетних [3, стор. 29].
З 1974 по 1976 рік, незважаючи на безперервне надходження ціанідсодержащіх промислових відходів з золотого рудника (таку практику сьогодні б не дозволили), у воді і мулі затоки Йеллоунайф в Північно-Західних територіях Канади слідів хімікатів не виявили [3].
Правове середовище управління ціанідом на рудниках
Законодавча влада багатьох країн, включаючи Канаду і Австралію, рекомендують використовувати ціанід в рамках вищезгаданого Кодексу, який передбачає максимальне зниження обсягів використання цієї речовини, розробку способів захисту поверхневих і ґрунтових вод, створення систем скорочення рівня ціаніду в стоках і попередження витоків.
Вивчалася також можливість використання для вилучення золота альтернативних хімікатів, але вони виявилися не менш і навіть більш шкідливими для навколишнього середовища [6, 11]. Оцінка ризику, проведена Агентством охорони навколишнього середовища США (US Environmental Protection Agency) і Університетом Пурдю (Purdue University), показала, що системи ціанід-вапно - це найбезпечніший метод хімічного вилучення золота з точки зору можливих небезпечних наслідків для екології і персоналу [11 ].
До інновацій в гірничодобувній промисловості відносяться нові технології руйнування ціаніду і стратегії роботи з ним, що дозволяють скоротити концентрацію, токсичність і можливий негативний вплив хімікату на навколишнє середовище [2].