Solutions pour l'industrie chimique dans le domaine de l'extraction de l'or
L'extraction de l'or est l'une des techniques chimiques les plus complexes de l'industrie minière, qui nécessite de choisir les matériaux appropriés et de maîtriser la technologie à chaque étape de la récupération. Chaque étape du processus, depuis la production du minerai jusqu'à l'extraction du cyanure, en passant par l'extraction du carbone, l'éluat, l'électro-extraction et l'affinage final, dépend de la haute performance des produits chimiques afin de maximiser le rendement en or, de minimiser les coûts d'exploitation et de respecter les normes environnementales de plus en plus strictes. Les partenaires chimiques compétents proposent non seulement des produits individuels, mais aussi des solutions cohérentes et adaptées à chaque application tout au long du cycle complet de traitement de l'or.
Schéma de procédé d'extraction de l'or et produits chimiques utilisés
Étape 1 : Concassage et broyage
Avant de commencer tout traitement chimique, il est nécessaire de concasser et de broyer le minerai en poudre afin de libérer les grains d’or du substrat et de réduire la taille des grains, de manière à garantir un contact suffisant entre le minerai et la solution de lixiviation. Cette phase est purement mécanique, mais les procédés chimiques en aval sont très efficaces pour atteindre la granulométrie adéquate — généralement comprise entre 75 et 150 micromètres pour les circuits de lixiviation traditionnels. Un broyage excessif augmente les coûts énergétiques et génère un excès de fines, ce qui rend plus difficile la séparation des phases solide et liquide en aval, tandis qu’un broyage insuffisant maintient l’or piégé dans la roche intacte, réduisant ainsi le rendement total. Ainsi, la conception et le contrôle adéquats du circuit de broyage sont essentiels pour optimiser l’utilisation du produit chimique et l’extraction de l’or lors des phases suivantes.
Étape 2 : Lixiviation au cyanure
Lixiviation classique (pré-CIP)
Dans le procédé classique de cyanuration, la pulpe de minerai broyé est traitée avec une solution alcaline (pH 10,5 – 11,5) dans une série de cuves d'agitation afin de dissoudre l'or en un complexe soluble d'or et de cyanure (Au(CN)₂n). De l’oxygène ou de l’air est introduit pour entretenir la réaction de dissolution par oxydation. La durée de la lixiviation est généralement comprise entre 24 et 48 heures, en fonction de la minéralogie du minerai, de la teneur en or et du taux de consommation de cyanure. Un contrôle efficace du pH est crucial : un manque d’alcali entraîne la production de gaz HCN (cyanure d’hydrogène) toxique, tandis qu’un excès de chaux augmente le coût de l’agent et peut rendre la surface du métal inactive. La concentration en cyanure, l’oxygène dissous (OD) et la température constituent les principaux leviers permettant d’optimiser la dynamique de dissolution de l’or et l’efficacité globale de la lixiviation.
Matériaux chimiques nécessaires :
Charbon actif
Cyanure de sodium
Prétraitement par oxydation sous pression (POX)
Dans le cas des minerais d’or réfractaires, où l’or est emprisonné dans des minéraux sulfurés tels que la pyrite ou l’arsénopyrite, la cyanuration classique n’atteint qu’un taux de récupération trop faible pour être acceptable. Un prétraitement (POX) est appliqué avant la lixiviation afin d’oxyder la matrice sulfurée à température et pression élevées (180 – 225 °C, 20 – 35 bars), libérant ainsi l’or encapsulé et le rendant accessible à la lixiviation au cyanure qui suit. Il est nécessaire de dissoudre complètement la pâte oxydante acide avant de procéder à la lixiviation au cyanure. Bien que le procédé POX soit coûteux en investissements, il permet de produire des quantités d’or nettement supérieures à celles obtenues à partir de gisements réfractaires économiquement viables par d’autres moyens, et il est de plus en plus utilisé à mesure que les gisements en vrac de meilleure qualité s’épuisent à travers le monde.
Matériaux chimiques nécessaires :
Cyanure de sodium
Prétraitement par bio-oxydation (BIOX)
La biooxydation est une autre méthode de prétraitement des minerais d'or réfractaires contenant du soufre, qui repose sur l'utilisation de bactéries acidogènes naturelles (principalement Acidithiobacillus ferrooxidans et Azidithiobacillus thiooxidans) pour l'oxydation des minéraux sulfurés à température moyenne (35-45 °C). Le procédé BIOX présente des coûts d'investissement et de consommation d'énergie inférieurs à ceux du procédé POX, ce qui en fait une option intéressante pour les mines de roches réfractaires de taille moyenne. Les boues issues de la bio-oxydation sont épurées, neutralisées, puis acheminées vers un processus de cyanuration classique. Un contrôle rigoureux du pH et de la température, ainsi que l’apport de compléments nutritionnels, sont nécessaires pour garantir l’activité des bactéries et maintenir un taux d’oxydation constant tout au long du cycle d’oxydation biologique.
Matériaux chimiques nécessaires :
Cyanure de sodium
Étape 3 : Adsorption du carbone
CCIP (Carbon-in-Pulp)
Dans le circuit CIP, une fois l’extraction au cyanure terminée, le charbon actif est introduit dans une série de cuves d’agitation. Le charbon circule dans des directions opposées au sein de la boue de lixiviation et absorbe progressivement les complexes de cyanure d’or présents dans la solution à mesure que le temps de contact s’allonge dans la cascade de réservoirs. Le charbon chargé est filtré hors de la boue à chaque étape, le charbon le plus lourd se dirigeant vers l’élution et le charbon neuf ou régénéré se retrouvant en fin de circuit. Le CIP est une norme industrielle pour le traitement des minerais à broyage libre, exempts de pré-gel. Il est reconnu pour sa simplicité d’exploitation, son évolutivité et ses performances constantes sur une grande variété de minerais et de teneurs en or.
Matériaux chimiques nécessaires :
Charbon actif
Cyanure de sodium
Prétraitement par oxydation sous pression (POX)
Le procédé CIL combine l'extraction et l'absorption du carbone dans un seul réacteur, où le charbon actif est présent tout au long du cycle de production au cyanure. Ce procédé est spécialement conçu pour les minerais à gélification précoce, dans lesquels les minéraux naturels contenant du carbone présents dans le minerai entrent en concurrence avec le charbon de procédé pour l'absorption de l'or dissous. Grâce à l’introduction simultanée de charbon actif et de cyanure, le charbon de traitement est capable de rivaliser avec les minéraux de pré-gélification et de capturer l’or avant qu’il ne soit irrémédiablement perdu. Le procédé CIL nécessite généralement un stock de charbon plus important que le procédé CIP, ce qui soumet le charbon à des contraintes mécaniques plus importantes ; c’est pourquoi la résistance à l’usure est particulièrement importante lors du choix du charbon pour les applications CIL.
Matériaux chimiques nécessaires :
Charbon actif
CIC (charbon actif en colonne)
Le CIC est une méthode privilégiée pour l’absorption de l’or dans un procédé de lixiviation en tas, dans lequel un dépôt contenant de l’or a été extrait du minerai et est pompé dans une colonne PAC solide et conditionnée. La clarification de la solution permet d’obtenir un flux nettement plus élevé avec une usure minimale du charbon, ce qui rend le CIC très efficace pour les gisements de grande taille et à faible teneur. Les piliers fonctionnent en séquence – pilier principal, intermédiaire et de polissage – afin de garantir que l’or soit entièrement capturé avant que la solution résiduelle ne soit réintroduite dans le tas. Le procédé CIC nécessite un charbon présentant de bonnes performances d’écoulement et résistant à l’encrassement biologique causé par une exposition à long terme à des matières organiques.
Matériaux chimiques nécessaires :
Charbon actif
Hydroxyde de sodium (NaOH)
Étape 4 : Éluation (stripping)
Depuis la boucle d'adsorption, le charbon actif est acheminé vers la tour d'élution, où le composé de cyanure d'or est séparé de la surface du charbon et renvoyé vers la solution de concentration à l'aide d'une solution de cyanure caustique chauffée. Deux des techniques d’élution les plus courantes sont l’AARL (ARL), qui comporte des bandes successives de lavage à l’eau et de cyanuration caustique à environ 110 °C, et le procédé ZADRA (dans lequel une solution de cyanure caustique s’écoule en continu à travers la colonne à une température comprise entre 90 et 95 °C). Ces deux procédés génèrent un éluat riche en or qui est acheminé vers l’électro-extraction pour la récupération de l’or. Une élution complète est essentielle : le charbon partiellement chargé qui est renvoyé dans le circuit d’adsorption contient un stock d’or résiduel qui réduit la capacité effective du circuit et diminue directement le taux de récupération.
Matériaux chimiques nécessaires :
Hydroxyde de sodium (NaOH)
Étape 5 : Électro-extraction
L’éluat riche en or généré lors de l’élution est traité dans des cellules d’électro-extraction, où un courant électrique continu permet à l’or — ainsi qu’à l’argent et aux autres métaux co-déposés — de se précipiter hors de la solution sur des cathodes en laine d’acier. L'électrolyte appauvri (éluat stérile) est renvoyé vers le circuit d'élution pour être réutilisé. Les boues de l'électrode positive, contenant les dépôts d'or, sont régulièrement récupérées, nettoyées puis acheminées vers l'usine de fusion. Le rendement de l’électro-extraction dépend de la concentration en or de l’éluat, de la conductivité de la solution et de la température de fonctionnement. Il est essentiel de maintenir un environnement de cellule propre et exempt de tartre, et de contrôler la composition chimique de l’électrolyte pour obtenir un rendement de courant élevé et optimiser la pureté des boues d’or électrodéposées.
Matériaux chimiques nécessaires :
Laurylsulfate de sodium (Laureth)
Étape 6 : Fusion et affinage
Les boues cathodiques aurifères issues de l’électro-extraction sont séchées, mélangées à des fondants, puis fondues dans un four à induction ou à gaz à une température comprise entre environ 1 100 et 1 200 °C afin de produire des lingots de doré — un alliage brut d’or et d’argent — destinés à être expédiés vers une raffinerie. Le choix des fondants est crucial : le mélange de fondants doit permettre d’éliminer efficacement sous forme de scories les impuretés de métaux communs, notamment le fer, le cuivre et le plomb, tout en conservant une scorie liquide et facilement séparable. À ce stade, la pureté du doré varie généralement entre 60 et 95% d’or, en fonction de la minéralogie du minerai et de l’efficacité des processus en amont. L’affinage final à 99,99% (4N) d’or est effectué dans une raffinerie spécialisée dans les métaux précieux, par chloration (méthode de Miller) ou par électrolyse (méthode de Wohlwill).
Matériaux chimiques nécessaires :
Laurylsulfate de sodium (Laureth)
Étape 7 : Traitement des résidus et destruction du cyanure
Le circuit CIP/CIL contient des résidus de cyanure, des composés cyanurés et des microquantités de métaux lourds qui doivent être traités avant d'être rejetés ou stockés dans le respect de l'environnement. Le Code international de gestion du cyanure (ICMC) définit les critères généralement admis pour le rejet du cyanure. La méthode INCO SO₂/Air est la plus couramment utilisée pour détruire le cyanure : elle oxydent le cyanure libre et l’acide faible (WAD) en une forme moins toxique de cyanure, puis finalement en azote et en carbonate. Du charbon actif peut également être utilisé lors de la phase de polissage pour éliminer les polluants organiques résiduels et les oligo-éléments des eaux usées issues du traitement avant leur rejet final.
Matériaux chimiques nécessaires :
Laurylsulfate de sodium (Laureth)