Роль цианида в добыче золота

По материалам www.miningfacts.org

Общие сведения

Цианид — это общее название для химсоединений, содержащих цианогруппу CN. Цианид в низких концентрациях встречается в природе (например, содержится более чем в 1000 видов растений [1, 2]); в быту он используется в качестве стабилизатора поваренной соли и т.д. В сущности, люди и животные довольно часто имеют дело с цианидом при употреблении в пищу некоторых культурных и диких видов растений [3].

Также цианид широко используется в промышленности. Ежегодно более 1 млн тонн этого вещества  идет для нанесения гальванопокрытия, переработки металлов, производства органических химикатов, пластика и т.д. [2]. В горнодобывающей промышленности для извлечения из руды золота его применяют уже 120 лет; на добычу приходится около 20 % мирового производства промышленного цианида [2, 4].

Несмотря на свою токсичность, при грамотном использовании цианид относительно безопасен и практически не вредит окружающей среде.

Цианид  для извлечения золота

Цианид в форме очень слабого раствора цианид натрия используется для растворения и извлечения золота из руды [3]. Этот процесс был разработан в Шотландии в 1887 году, а первое применение в промышленных масштабах зафиксировано в 1889 году на руднике «Karangahake» новозеландской компании «Crown Mines»  [3, 4].

Цианирование считается более безопасной альтернативой амальгамации, которая ранее была основным методом извлечения золота [5]. В 1970-х годах цианирование заняло доминирующую позицию среди технологий извлечения, хотя мелкомасштабные и кустарные золотодобытчики в некоторых странах до сих пор используют ртуть [3]. В Канаде более 90 % от общего объема добываемого золота извлекается с помощью цианида (около 90 тонн) [3].

Нормальная концентрация в рабочем растворе колеблется от 0,01 % до 0,05 % цианида натрия (100–500 частей на миллион) [2]. Добытчики стараются использовать настолько низкие концентрации, насколько это возможно с точки зрения защиты окружающей среды, безопасности и экономики [2]. Цианирование обычно проводится наряду с физическими процессами обогащения, например, измельчением, дроблением или гравитацией. Для того чтобы ионы цианида не преобразовались в токсичный цианидный газ HCN, с помощью добавления извести или другой щелочи поднимается уровень pH итогового раствора [6]. Затем золото концентрируется, извлекается и далее идет на плавку в слитки.

Токсичность и обращение с цианидом

Цианид в больших количествах токсичен. Во всем мире работа с ним строго контролируется соответствующими органами. При отравлении цианид угнетает усвоение кислорода, что приводит к удушью и, без правильного оказания первой помощи, к смерти [7]. Однако организм и человека, и животного способен быстро обезвредить нелетальный объем вещества без отрицательных последствий. Многие виды могут переносить частую интоксикацию небольшими дозами [3]. Согласно наблюдениям, цианид производит некоторый долгосрочный эффект на здоровье человека (например, разрастание щитовидной железы и нарушение ее функций) при регулярном употреблении в пищу цианидсодержащих растений, например, маниоки [8].

Фактически, несмотря на высокую токсичность для человека, за последние 100 лет в австралийской и североамериканской горнодобывающей промышленности не задокументировано ни одного смертельного случая отравления цианидом. Это означает, что на производстве использование опасного для человека цианида контролируется посредством минимизации рисков при обращении с этим химикатом [6, стр. 4]. Даже при широком применении цианида кустарными добытчиками, при условии небольшого загрязнения отработанного материала и организации безопасной работы, «число смертельных случаев сравнительно минимально по сравнению с ртутью или другими опасными факторами при кустарной добыче»  [9, стр.109–110].

В высоких концентрациях цианид токсичен для водной фауны и флоры, особенно для рыбы, которая в тысячу раз чувствительней к данному химикату, чем человек [10]. Из-за огромной опасности для водных организмов в случае умышленной или неумышленной утечки цианида и попадания его в грунтовые воды чрезвычайную важность при разработке рудника приобретает вопрос мониторинга качества воды [11]. Устанавливаемые нормы часто ограничивают объемы цианида, который может быть сброшен в окружающую среду. Поэтому разработано и используется множество технологий для обеззараживания воды на рудниках [2].

Птицы и другие представители животного мира также находятся в зоне потенциального риска отравления цианидом, если среда их обитания распространяется на хвостохранилища [12]. Для предупреждения этого объемы цианида в хвостах можно снизить до безопасного уровня, минимизируя количество используемого химиката, удаляя его из отработанных вод, перерабатывая и применяя химические или биологические реакции преобразования цианида в менее опасные вещества [13].

Для животного мира безопасным уровнем цианида в воде обычно считается 50 мг/л слабокислотного диссоциирующего цианида. Это позволило существенно снизить гибель мигрирующих птиц [6, 11]. Каждый год из-за цианида погибает только несколько сотен представителей пернатых [11]. Для отпугивания птиц от хвостохранилищ на рудниках используются разнообразные средства: изгороди, полиэтиленовые шары и сети [3].

Растворенный цианид не приводит к возникновению рака, не влияет на пищевые цепочки [12]; в окружающей среде при воздействии солнечного света и воздуха он быстро распадается на менее токсичные вещества [2].

Об утечках цианида

Факты случайных утечек цианида в мире тщательно расследовались, что привело к многочисленным реформам в горнодобывающей промышленности, направленным на предотвращение подобных ситуаций в будущем. Одним из таких нововведений стало внедрение Международного кодекса использования цианида (International Cyanide Management Code). Толчком к разработке Кодекса стали нескольких случаев утечки, в частности в Бая-Маре (Румыния) в 2000 году. В результате прорыва дамбы цианид попал в близлежащие воды, что вызвало масштабное загрязнение, гибель рыбы. Был нанесен экономический ущерб, однако случаев смерти среди людей не зафиксировано.

При утечке цианид быстро разрушается под действием природных процессов, например, испарения, поэтому эффект, оказываемый на водную флору и фауну, хоть и масштабен, но не долгосрочен [3]. В Бая-Маре концентрация цианида стремительно понизилась с увеличением расстояния от места утечки. После прохождения загрязненных вод численность водных микроорганизмов, планктон восстановились за несколько дней [10].

В результате землетрясения в Японии в 1980 году большой объем цианида с золотого рудника попал в реку. Хотя утечка химиката и привела к уничтожению в ней всех живых организмов, его наличие фиксировалось на протяжении только 3 дней. В течение 1 месяца на надводных камнях начала заново расти флора, а за 6–7 месяцев восстановились популяции рыбы, водорослей и беспозвоночных [3, стр. 29].

С 1974 по 1976 год, несмотря на непрерывное поступление цианидсодержащих промышленных отходов с золотого рудника (такую практику сегодня бы не разрешили), в воде и иле залива Йеллоунайф в Северо-Западных территориях Канады следов химиката не обнаружили [3].

Правовая среда управления цианидом на рудниках

Законодательные власти многих стран, включая Канаду и Австралию, рекомендуют использовать цианид в рамках вышеупомянутого Кодекса, который предполагает максимальное снижение объемов использования этого вещества, разработку способов защиты поверхностных и грунтовых вод, создание систем сокращения уровня цианида в стоках и предупреждение утечек.

В Канаде цианид считается потенциально опасным веществом. Местное и федеральное законодательство требует, чтобы его перевозкой, обращением и переработкой занимался обученный персонал с использованием сертифицированных средств, например, специальных контейнеров [12]. Размещение и сброс цианида в окружающую среду на рудниках регулируется на уровне провинций через выдачу разрешений и лицензий [12]. Кроме того, концентрация цианида в сточных водах при добыче металлов должна быть ниже максимального уровня в 1 мг/л; это значение устанавливается Нормами по сточным водам при добыче металлов (Metal Mining Effluent Regulations) в рамках федерального Закона о рыболов-стве (Fisheries Act). Уровень цианида измеряется на основе проб воды. В 2010 году канадские рудники полностью удовлетворяли данному требованию [14].

Альтернативные технологии

Несмотря на то что цианид можно применять относительно безопасно, горнодобывающая промышленность продолжает разрабатывать альтернативные технологии, а также совершенствовать техники работы с химикатом. В некоторых случаях является возможной гравитационная концентрация золота, которая, однако, неэкономична и неосуществима, если содержание металла в руде мало или другие ее компоненты имеют такую же плотность [6].

Изучалась также возможность использования для извлечения золота альтернативных химикатов, но они оказались не менее и даже более вредными для окружающей среды [6, 11]. Оценка риска, проведенная Агентством охраны окружающей среды США (US Environmental Protection Agency) и Университетом Пурдю (Purdue University), показала, что системы цианид-известь — это самый безопасный метод химического извлечения золота с точки зрения возможных опасных последствий для экологии и персонала [11].

К инновациям в горнодобывающей промышленности относятся новые технологии разрушения цианида и стратегии работы с ним, позволяющие сократить концентрацию, токсичность и возможное негативное воздействие химиката на окружающую среду [2].

 

Использованная литература:

1. Canada, Canadian Food Inspection Agency. Natural Toxins in Fresh Fruit and Vegetables. 2012 [cited 2012 June 14]; Available from: http://www.inspection.gc.ca/food/consumer-centre/food-safety-tips/specific-products-and-risks/natural-toxins/eng/1332276569292/1332276685336.

2. Minerals Council of Australia. Fact Sheet--Cyanide and its Use by the Minerals Industry. 2005.

3. Eisler, R. and S.N. Wiemeyer. Cyanide Hazards to Plants and Animals from Gold Mining and Related Water Issues. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 2004. 183: p. 21-54.

4. InfoMine. Summary Fact Sheet on Cyanide. n.d. [cited 2012 July 30]; Available from: http://www.infomine.com/publications/docs/SummaryFactSheetCyanide.pdf.

5. Ophardt, C.E. Conversion of Gold Ore to Gold Metal. Virtual Chembook: Gold Processing. 2003 [cited 2012 July 30]; Available from: http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/327gold.html.

6. Australia Government, Department of Resources, Energy and Tourism. Cyanide Management. 2008. Commonwealth of Australia.

7. Canada, Health Canada. Cyanide. Environmental and Workplace Health 2008 [cited 2012 June 11]; Available from: http://hc-sc.gc.ca/ewh-semt/pubs/water-eau/cyanide-cyanure/index-eng.php.

8. International Cyanide Management Institute. Cyanide Facts. 2012 [cited 2012 June 21]; Available from: http://cyanidecode.org/cyanidefacts.php.

9. Hinton, J.J., M.M. Veiga, and A.T.C. Veiga. Clean artisanal gold mining: a Utopian approach? Journal of Cleaner Production. 2003. 11.

10. UNEP/OCHA. The Cyanide Spill at Baia Mare, Romania: Before, During and After. P. Csagoly, Editor. 2000. The Regional Environmental Center for Central and Eastern Europe.

11. Mudder, T., M. Botz, and K.A. Hagelstein. A Global Perspective on Cyanide Use and Management. [Online course] 2006 Version: 10 July 2006 [cited 2012 February 2]; Available from: http://www.edumine.com/xutility/html/menu.asp?category=xcourse&course=Xcyunara0.

12. Laberge Environmental Services. Cyanide -- The Facts. 2001 [cited 2012 July 25]; Available from: http://www.geology.gov.yk.ca/pdf/MPERG_2001_2.pdf.

13. Botz, M. Overview of Cyanide Treatment Methods. The Gold Institute, Editor. 1999. Available from http://www.infomine.com/publications/docs/Botz1999.pdf.

14. Canada, Environment Canada. Summary Review of Performance of Metal Mines Subject to the Metal Mining Effluent Regulations. 2012 [cited 2012 May 25, 2012]; Available from: http://www.ec.gc.ca/pollution/default.asp?lang=En&n=C6A98427-1.


-0+0
Просмотров статьи: 24867, комментариев: 20       
Реклама на сайте zolotodb и в журнале  Золотодобыча. Расценки на рекламу

Комментарии, отзывы, предложения

СНС, 28.10.14 09:24:48

Нередко вокруг цианида излишние разговоры и возражения. В благополучных странах цианид используют и не боятся. От автомобилей больше вреда, а уж от водки - тем более. Но об их запрете что-то не слышно.

Sid, 28.10.14 19:12:49

Это все экологи вой поднимают. Особенно там, за границей. Их там даже "зелеными экстремистами" обзывают.

KViktoriya, 28.10.14 20:18:04

Если выполнять элементарные нормы техники безопасности, то все будет хорошо.

1. Ртуть не пить.

2. Цианид не грызть.

1111111, 07.03.15 20:43:17

От цианида давно нужно отказываться, есть и не такие токсичные, доступные растворители, проблема в консерватизме производителей золота. "Есть рабочая технология, и не надо ничего менять" - их девиз.

goldfactor, 08.03.15 09:58:59 — 1111111

Пожалуйста поподробнее, насчет "есть и не такие токсичные, доступные растворители" и если можно с описанием техпроцесса.

1111111, 08.03.15 10:41:22 — goldfactor

Тиосульфат натрия, гипохлорид натрия, тиомочевина. Процесс практически аналогичен цианированию, только кислород не нужен.

Инженер, 08.03.15 13:29:48 — 1111111, 8 марта 2015

Тема замены цианида другими растворителями имеет длинную бороду. Однако, что ни пробовали, а цианид эффективнее. Зайдите в раздел: Обогащение и металлургия рудных месторождений:

http://zolotodb.ru/articles/parts/202/

там много статей об этом.

Вредность цианида - хорошая тема, чтобы пугать дилетантов. Это золотое дно для журналистов: страшный яд, убивает немедленно... Между прочим, капля никотина, как известно, убивает лошадь. Но люди курят.

goldfactor, 08.03.15 15:48:00 — 1111111, Инженер

Тиосульфат натрия, интересная тема, есть ли практические результаты? Можно ли работать на угле или только ионообменная смола?

1111111, 08.03.15 21:34:26 — goldfactor

Конечно можно. Результаты хорошие.http://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-izmeneniya-temperaturnogo-rezhima-pri-tiosulfatnom-vyschelachivanii-zolota-1

СНС, 09.03.15 09:54:15 — 1111111, 8 марта 2015

Эффективность и вариант применения любого растворителя зависит, прежде всего от состава руды. Бывают условия, где цианид, в принципе, можно заменить хлором, мочевиной или еще чем-то. Но для цианида вся цепочка технологии и оборудования давно и надежно отработана.

Другие растворители требуют частных решений в каждом конкретном случае. Из-за этого ответить на ваш вопрос про уголь или смолу, наверное, можно после изучения руды и составления технологического регламента. Но при составлении технологического регламента вероятность того, что на вашей руде другой растворитель будет эффективнее цианида составляет, может быть, 1 процент.

Или у вас очень маленький объем и по этой причине использование цианида проблематично?

1111111, 09.03.15 16:37:35

Ещё раствор йода в йодистом калии успешно используют. Конечно нужно сначала провести лабораторные испытания.

goldfactor, 09.03.15 16:39:37

С цианидом все труднее работать в связи с глобализацией истерии о его вредности. У нас государство в лице экологов, подмяли весь импорт и продажи под себя. цены взлетели, цианида нет.

Поэтому все альтернативные варианты, не требующие глобальных перестроек очень актуальны.

Пусть любой другой растворитель будет менее эффективен, но если он работает хотя-бы на 80% от цианида, это будет востребовано.

1111111, 09.03.15 19:06:19 — goldfactor

Да нормально всё работает, не хуже, а часто даже лучше чем цианид, особенно на упорных рудах.

goldfactor, 10.03.15 02:28:04 — 1111111

Если можно, поделитесь знаниями. Какие базовые нормы расхода тиосульфата для растворения золота в упорных песках? Температура? PH? Какие дополнительные реагенты? Меня интересует среднестатистический набор. Хочу попробовать. А вдруг заработает?

СНС, 11.03.15 09:59:32 — goldfactor, 10 марта 2015

На сайт привязали статью: Возможности и перспективы промышленного использования нецианистых растворителей золота и серебра

http://zolotodb.ru/news/11200

В статье есть таблица с некоторыми показателями растворителей золота.

SetStomat, 08.01.16 08:34:49

Я против цианида, против электричества, против автомобилей, против вина, мяса, сахара и соли. Все это очень вредно.

goldfactor, 09.01.16 06:33:29 — SetStomat

А мне нравится жирное, жареное, копченое, сильно перченное. Я люблю крепкий кофе, хороший коньяк, сигареты. Более того, несмотря на разрекламированную вредность этих "радостей жизни", никогда от них не откажусь. И цианид , для добычи металла, использовал и буду использовать впредь.

З, 18.02.16 00:20:19 — goldfactor

goldfactor, тогда сразу выпейте цианид.И будет всем счастье.

Простой, 18.02.16 02:31:26 — З

А зачем цианид пить, чтобы отравиться? Можно и уксусом отравиться. Его достать проще. Или водки пару бутылок зараз, у меня знакомый так сгорел, хоть удовольствие получил.

goldfactor, 18.02.16 07:15:46 — з , зануда?

Я ,с огромным удовольствием, напою или накормлю цианидом тебя, у меня его много , так что приезжай. Эквадор, Портовэло.

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Роль цианида в добыче золота»


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "три прибавить 5":