Fondamentaux de l’extraction et du traitement de l’or

By Ibrahima BALDE on Mar 20 in Actualités.

L’ensemble du processus d’extraction de l’or peut être décomposé en quatre (4) grandes étapes: prospection, exploitation, extraction et raffinage.

Prospection

Les scientifiques, souvent des géologues appelés prospecteurs recherchent des anomalies ou des indices de substances minérales parmi lesquels les indices menant aux gisements d’or. Les mineurs à  petite échelle peuvent utiliser des détecteurs d’or. Parfois, ces gisements contiennent de l’or pur. Cependant, dans la plupart des gisements, les teneurs sont faibles et l’or est combiné avec de l’argent ou un autre métal.

Après avoir trouvé des indices d’or, des forages sont effectués pour obtenir des échantillons sous la surface, qui seront analysés pour déterminer leur teneur en or dans un laboratoire. S’il y a suffisamment d’or dans le gisement, des opérations minières peuvent être mises en place. Les intersections sont modélisées pour mieux comprendre les relations géologiques, géochimiques et structurales.

Exploitation minière

La façon dont l’or est extrait dépend des gisements. Les gisements filoniens sont des concentrations d’or trouvées dans la roche solide. Si la roche aurifère n’est pas profonde (entre la surface de la terre jusqu’à  moins de 400 m de profondeur), la société minière utilisera des techniques d’une mine à  ciel ouvert pour l’extraction. Tout d’abord, les mineurs forent un motif de trous (périmètre défini par l’ingénieur minier ou l’ingénieur en charge des forages), qu’ils remplissent ensuite d’explosifs et de matériaux pour le bourrage.

Ensuite, ils font exploser les explosifs pour briser le sol afin qu’il puisse être chargé dans des camions de transport. Si le gisement filonien est profond (plus de 400 mètres de profondeur en général), une exploitation souterraine est nécessaire. Dans ce cas, les mineurs forent un puits dans le sol pour accéder au filon. Ensuite, ils creusent de longs tunnels verticaux, appelés chantiers, qui s’étendent du haut du bloc de minerai vers le bas.

Après le forage et le chargement d’explosifs dans le bloc de minerai, les mineurs font exploser les explosifs, faisant tomber du minerai cassé au fond du chantier.

Dépôts de placers

Les accumulations d’or en vrac dans les sédiments d’un lit de rivière ou d’une plage – sont exploitées différemment. Les mineurs ramassent du sable, du gravier et des roches et les mélangent avec de généreuses quantités d’eau. L’or, en raison de sa plus grande densité, coule plus vite que les autres matériaux et s’accumule au fond. De nombreux mineurs artisanaux utilisent une casserole en métal ou en plastique pour séparer l’or des sédiments, un processus connu sous le nom de panoramique. Un autre procédé très répandu est celui de la table inclinée qui est une table de lavage constituée de longues planches striées de rainures. Lors du lavage des sables ou roches déposés sur la table inclinée, les paillettes plus lourdes restaient piégées dans les rainures où elles étaient récupérées.

Les mineurs artisanaux ou à  petite échelle mènent généralement leurs activités minières sans utiliser d’explosifs.

Extraire de l’or

Le retrait de la roche aurifère du sol n’est que la première étape. Pour isoler l’or pur, les sociétés minières utilisent un processus d’extraction complexe. La première étape de ce processus consiste à  décomposer de gros morceaux de roche en morceaux plus petits. Dans une usine, de grosses machines appelées concasseurs réduisent le minerai en morceaux pas plus gros que le gravier routier.

Le matériau semblable à  du gravier entre ensuite dans des tambours rotatifs remplis de billes d’acier. Dans ces fûts, le minerai est broyé en une fine suspension ou poudre. Ensuite, les exploitants d’usine épaississent la suspension avec de l’eau pour former de la pà¢te et la font passer dans une série de réservoirs de lixiviation. La lixiviation dissout l’or du minerai à  l’aide d’un solvant chimique. Le solvant le plus courant est le cyanure, qui doit être combiné avec de l’oxygène dans un processus connu sous le nom de carbon-inpulp.

Aujourd’hui, parmi les techniques d’extraction modernes de l’Or, on peut différencier 3 grandes techniques:

  • La cyanuration est une méthode basée sur la solubilité de l’Or. Après le concassage de minerais, on l’immerge dans une solution de cyanure alcalin condensant l’Or au fond de la cuve.
  • L’amalgamation utilise le mercure pour récupérer l’Or. Cette technique est assez ancienne et elle est très polluante, elle n’est utilisée que dans de rares exploitations artisanales. L’Or en présence de mercure a tendance à  se mélanger et former un “amalgame”. Ce composé solide, est ensuite passé dans un four pour détacher le mercure de l’Or.
  • La dernière technique reprend les principes de base des techniques plus traditionnelles en jouant sur la forte densité de l’Or et de la gravité. Les machines sont désormais plus efficaces et augmentent le pourcentage de récupération d’Or.

Lorsque le cyanure et l’oxygène réagissent chimiquement, l’or de la pà¢te se dissout. Lorsque les travailleurs introduisent de petits grains de carbone dans le réservoir, l’or adhère au carbone. Le filtrage de la pà¢te à  travers des tamis sépare les grains de carbone, qui peuvent être recyclés pour un traitement futur.

Le minerai est finement broyé puis mis en présence d’une solution de sel de cyanure.
Après un certain temps de réaction, la solution contenant des boues est séparée des particules minérales par filtration ou décantation.

{\displaystyle 4Au+8NaCN+2H_{2}O+O_{2}\rightarrow 4Na[Au(CN)_{2}]+4NaOH}

{ 4Au+8NaCN+2H_{2}O+O_{2} —- 4Na[Au(CN)_{2}]+4NaOH}.

L’or est ensuite récupéré en ajoutant des copeaux de zinc ou d’aluminium dans la solution du sel quadruple.

{\displaystyle 2Na[Au(CN)_{2}]+Zn\rightarrow Na_{2}[Zn(CN)4]+2Au}

{2Na[Au(CN)_{2}]+Zn —- Na_{2}[Zn(CN)4]+2Au}.

La solution est ensuite acidifiée avec de l’acide sulfurique pour éliminer l’excès de zinc, séchée et passée dans un four à  800 °C en présence d’air pour oxyder le plomb, le fer et le zinc. Le résidu après une première fonte contient 80-90 % d’or.

Au début du xxie siècle, il y existe deux principaux procédés de traitement de la solution de cyanure : la précipitation par le zinc (appelée procédé Merrill-Crowe dans sa version améliorée) et l’adsorption par le carbone (en). L’adsorption concurrence le procédé Merrill-Crowe à  cause de ses coûts d’investissement et d’exploitation estimés 20 à  50 % inférieurs. Elle est également plus performante si le minerai contient du carbone et est riche en métal, ou s’il est riche en argile (car elle génère un lixiviat difficile à  filtrer). Actuellement, l’adsorption par le carbone assure, dans le monde, 70 % du traitement de la solution de cynaures, le reste restant traité par le procédé Merrill-Crowe ou l’électrolyse directe. En effet, ce dernier reste compétitif pour les minerais riches en or, et contenant une quantité significative d’argent. Il peut aussi être utilisé en complément de l’adsorption par le carbone, pour retirer d’autres métaux précieux : dans ce cas, il remplace l’électrolyse directe.

Enfin, la solution aurifère est prête pour l’extraction électrolytique, qui récupère l’or des produits chimiques de lixiviation. Lors de l’extraction électrolytique, les opérateurs versent la solution aurifère dans un récipient spécial appelé cellule. Les bornes positives et négatives de la cellule délivrent un fort courant électrique à  la solution. Cela provoque la collecte d’or sur les bornes négatives. le carbone aurifère. Le carbone se déplace vers un récipient d’extraction o๠une solution caustique chaude sépare l’or du carbone.

Un autre ensemble de tamis filtre les grains de carbone, qui peuvent être recyclés pour un traitement futur. Enfin, la solution aurifère est prête pour l’extraction électrolytique, qui récupère l’or des produits chimiques de lixiviation. Lors de l’extraction électrolytique, les opérateurs versent la solution aurifère dans un récipient spécial appelé cellule. Les bornes positives et négatives de la cellule délivrent un fort courant électrique à  la solution. Cela provoque la collecte d’or sur les bornes négatives.

La fusion, qui donne de l’or presque pur, consiste à  faire fondre les bornes négatives dans un four à  environ 1.149 degrés Celsius. Lorsque les travailleurs de l’or ajoutent un mélange chimique connu sous le nom de flux au matériau fondu, l’or se sépare du métal utilisé pour fabriquer les bornes. Les ouvriers de la gold room déversent le flux puis l’or. Les moules sont utilisés pour transformer l’or liquide en barres solides appelées barres dorées. Ces barres de faible pureté sont ensuite envoyées aux raffineries pour un traitement ultérieur.

Raffiner l’or

La dernière étape qui est le raffinage de la production d’or consiste à  éliminer les impuretés qui restent après le processus de fusion. Les entreprises de raffinage (Exemple Metalor qui raffine l’or de Sabodala en Suisse) reçoivent des lingots, des barres dorées ainsi que de la ferraille d’or, et reliquéfient le métal dans un four.

Les raffineurs ajoutent souvent du borax et du carbonate de sodium au métal fondu, qui sépare l’or pur des autres métaux précieux et moins précieux. Un échantillon est ensuite emmené dans un laboratoire pour des tests, ou dosages, qui mesurent la teneur en or.

Pour compléter l’affinage, et obtenir un or fin et pur, il faut passer par le procédé Miller. L’or est fondu, soumis à  l’action du gaz chlore, ce qui permet une chloruration sélective des impuretés. Un raffinage électrochimique peut s’en suivre.

Le titre chimique est exprimée en partie pour mille. Le carat est une ancienne unité et 24 carats correspond au corps simple pur soit à  un titre de 1000 pour 1000. Sur les marchés, la masse de l’or s’exprime en onces d’or fin; une once correspond ici à  31,1 g.

Le simulateur de Goldrate vous permet d’estimer la valeur de vos métaux précieux en fonction de leur nature et de leur poids. Cette estimation vous permettra de connaitre leur juste valeur.

Le métal précieux nourrit l’économie et fait courir beaucoup de personnes dans plusieurs secteurs d’activités, nous y reviendrons.

Ibrahima BALDE

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