L’extraction de l’or à partir de la roche est un processus en plusieurs étapes conçu pour libérer les minéraux aurifères du minerai, les séparer des matériaux indésirables, dissoudre ou concentrer l’or, puis produire un produit aurifère commercialisable. Le schéma de traitement exact dépend fortement de la manière dont l’or se présente dans la roche.
Certains minerais contiennent de l’or libre relativement grossier qui peut être récupéré par concentration gravimétrique, tandis que d’autres contiennent de l’or microscopique enfermé dans des minéraux sulfurés et nécessitent une flottation et un prétraitement par oxydation avant la lixiviation. La compréhension des caractéristiques du minerai constitue donc le point de départ pour concevoir une usine de traitement de l’or efficace.
L’extraction de l’or est principalement déterminée par la forme sous laquelle l’or se présente, sa granulométrie, la minéralogie, la teneur et les propriétés de la roche hôte. Avant de sélectionner les concasseurs, les broyeurs, les concentrateurs gravimétriques, les équipements de flottation ou les systèmes de lixiviation, un minerai d’or doit normalement faire l’objet d’une étude minéralogique ainsi que d’essais métallurgiques en laboratoire ou à l’échelle pilote.
Par exemple, l’or libre grossier peut être récupéré à l’aide d’équipements gravimétriques avant la lixiviation au cyanure, tandis que l’or associé à la pyrite ou à l’arsénopyrite peut nécessiter une flottation et un traitement supplémentaire.
| Type de minerai | Présence typique de l’or | Schéma de traitement courant |
|---|---|---|
| Minerai oxydé à traitement facile | Or grossier ou libéré ; souvent proche de la surface | Concassage, broyage, récupération gravimétrique, lixiviation au cyanure |
| Minerai filonien ou à veines de quartz | Or présent dans les veines de quartz, parfois visible | Concassage, broyage, concentration gravimétrique, lixiviation |
| Minerai associé aux sulfures | Or associé à la pyrite, à l’arsénopyrite ou à d’autres sulfures | Flottation, puis lixiviation ou prétraitement par oxydation |
| Minerai d’or réfractaire | Or encapsulé dans des minéraux sulfurés ou carbonés | Prétraitement par oxydation, suivi d’une lixiviation |
| Or alluvionnaire | Particules libres dans le sable, le gravier ou les alluvions | Lavage, criblage, séparation gravimétrique |
Le tableau présente une classification simplifiée. En pratique, un même gisement peut contenir plusieurs types de minerais, de sorte que l’usine de traitement peut utiliser différents schémas de traitement pour différentes zones du gisement.
La roche aurifère doit d’abord être extraite du gisement. La méthode d’exploitation dépend de la profondeur, de la géométrie, de la teneur, des conditions de la roche et des caractéristiques économiques du corps minéralisé.
L’exploitation à ciel ouvert est couramment utilisée lorsque le minerai économiquement exploitable se trouve relativement près de la surface. De grandes quantités de stériles et de minerai peuvent être forées, dynamitées, chargées et transportées à l’aide d’équipements miniers lourds.
L’exploitation souterraine est utilisée lorsque le corps minéralisé est plus profond ou présente une géométrie qui rend l’extraction souterraine plus appropriée. Des tunnels, puits, chantiers d’exploitation et systèmes de transport souterrains peuvent être utilisés pour acheminer le minerai vers la surface.
Après l’extraction, le minerai tout-venant (ROM) est transporté vers l’usine de traitement. Le minerai peut être stocké et mélangé avant le concassage afin de maintenir une teneur d’alimentation et des caractéristiques minéralogiques relativement constantes.
La première grande étape du traitement est la comminution, qui réduit les gros morceaux de minerai tout-venant en particules plus petites.
L’objectif est de réduire les blocs de roche dynamitée de plusieurs mètres à une taille contrôlée, souvent d’environ 10 à 50 mm, selon le circuit de broyage en aval.
Le criblage permet de contrôler la distribution granulométrique. Les matériaux surdimensionnés peuvent être renvoyés vers le concasseur, tandis que les matériaux de taille appropriée sont acheminés vers le broyage.
L’étape de concassage est importante, car une réduction granulométrique efficace augmente la surface exposée du minerai et prépare la roche à la libération de l’or pendant le broyage.
Le concassage seul ne suffit généralement pas à libérer les particules d’or fines. Le minerai concassé entre donc dans un circuit de broyage.
Un circuit typique peut utiliser un broyeur SAG suivi d’un broyeur à boulets. La pulpe broyée est ensuite classifiée à l’aide d’hydrocyclones ou d’autres classificateurs.
La classification vise à séparer les particules suffisamment fines des particules grossières. Les matériaux grossiers peuvent être renvoyés vers le broyeur, tandis que la fraction fine passe à l’étape de traitement suivante.
Une cible de conception couramment utilisée pour de nombreux minerais d’or conventionnels est d’environ 80 % passant à 75 µm, bien qu’il ne s’agisse pas d’une exigence universelle. Certains minerais libèrent leur or à des granulométries plus grossières, tandis que les minerais réfractaires peuvent nécessiter un broyage beaucoup plus fin ou un traitement supplémentaire.
La granulométrie de broyage appropriée doit donc être déterminée par des essais métallurgiques plutôt que sélectionnée uniquement sur la base d’une valeur standard.
Toutes les usines aurifères ne nécessitent pas une étape de concentration distincte, mais la préconcentration peut être intéressante lorsque le minerai contient de l’or libre récupérable ou des sulfures aurifères.
La séparation gravimétrique exploite la forte densité de l’or par rapport à la plupart des minéraux de gangue. Les équipements peuvent comprendre :
La concentration gravimétrique est particulièrement utile pour l’or grossier ou libéré. La récupération précoce de cet or peut réduire la quantité de matériau qui doit passer par la lixiviation en aval.
Lorsque l’or est étroitement associé à des minéraux sulfurés tels que la pyrite ou l’arsénopyrite, la flottation par mousse peut être utilisée pour produire un concentré riche en sulfures.
La flottation ne récupère pas nécessairement l’or sous forme de minéral pur. Elle concentre plutôt les minéraux aurifères dans un flux plus réduit pouvant recevoir un traitement supplémentaire.
La concentration gravimétrique et la flottation peuvent toutes deux réduire le volume de matériau envoyé vers un traitement en aval coûteux, ce qui peut diminuer la consommation de réactifs et améliorer l’efficacité du procédé.
Pour de nombreux minerais d’or, la lixiviation au cyanure constitue la principale méthode d’extraction chimique.
Le principe de base est que l’or se dissout dans une solution alcaline diluée de cyanure en présence d’oxygène.
Pour certains minerais oxydés à faible teneur, le concassage suivi d’une lixiviation en tas peut être plus approprié qu’un broyage fin et une lixiviation en cuves.
Le minerai concassé est empilé sur une plateforme de lixiviation préparée, et une solution de lixiviation diluée est distribuée sur le tas. La solution percole à travers le minerai et recueille l’or dissous pour sa récupération ultérieure.
La lixiviation en tas peut traiter de grandes quantités de minerai relativement pauvre, bien que le taux de récupération et la vitesse de lixiviation dépendent fortement de la perméabilité du minerai, de la minéralogie, de la libération de l’or et d’autres facteurs.
D’autres lixiviants, notamment les systèmes à base de thiosulfate, ont été étudiés ou appliqués à certains types de minerais. Cependant, la cyanuration reste dominante en raison de sa chimie établie, de l’importante expérience industrielle disponible et de sa capacité à récupérer l’or à partir de nombreux types de minerais.
Le charbon chargé subit ensuite une élution ou une désorption, au cours de laquelle des conditions contrôlées permettent de retirer l’or du charbon. La solution concentrée obtenue peut être traitée par électro-extraction ou par d’autres méthodes de récupération.
Le matériau aurifère récupéré n’est généralement pas suffisamment pur pour être vendu directement comme or raffiné. Il est donc envoyé à une étape de fusion.
Lors de la fusion, le matériau est chauffé dans un four avec des fondants sélectionnés. Les fondants contribuent à combiner les composants indésirables dans un laitier fondu.
Le procédé sépare la phase fondue riche en métaux précieux du laitier et des autres impuretés. Le produit riche en métaux précieux est coulé dans des moules afin de produire des lingots de doré.
Le doré contient généralement de l’or et de l’argent ainsi que de petites quantités d’autres impuretés. Sa composition exacte varie considérablement selon le gisement et le procédé de traitement ; une plage couramment citée pour le doré est d’environ 60 à 95 % d’or, le reste étant principalement constitué d’argent et d’autres métaux.
Le traitement de l’or produit des résidus et des eaux de procédé qui nécessitent une gestion rigoureuse. Cela est particulièrement important pour les opérations utilisant du cyanure.
La détoxification du cyanure peut utiliser des technologies telles que le procédé INCO ou un traitement à base de peroxyde d’hydrogène, selon l’exploitation et ses exigences environnementales.
Les usines aurifères modernes sont conçues autour d’une gestion contrôlée des réactifs, de la gestion de l’eau, du confinement des résidus, de la surveillance et du respect des normes environnementales applicables. Les exigences spécifiques varient en fonction des réglementations locales et des caractéristiques de l’exploitation.
Les différents minerais d’or nécessitent différents schémas de traitement. Les schémas simplifiés suivants illustrent trois cas courants.
Extraction minière → Concassage → Criblage → Broyage → Classification → Séparation gravimétrique → Lixiviation → Récupération de l’or → Fusion → Raffinage
Cette voie convient lorsque une proportion importante de l’or peut être libérée par concassage et broyage conventionnels et récupérée par gravimétrie et/ou lixiviation au cyanure.
Extraction minière → Concassage → Broyage → Classification → Flottation → Traitement/Lixiviation du concentré → Récupération de l’or → Fusion → Raffinage
Pour l’or associé aux sulfures, la flottation peut concentrer les minéraux sulfurés aurifères avant un traitement supplémentaire. Selon la minéralogie, le concentré peut subir une lixiviation directe ou un prétraitement par oxydation.
Extraction minière → Concassage → Agglomération (si nécessaire) → Lixiviation en tas → Récupération de l’or → Raffinage
La lixiviation en tas est souvent envisagée pour les minerais oxydés à faible teneur et suffisamment perméables. Une agglomération peut être utilisée si nécessaire afin d’améliorer la perméabilité du tas et l’écoulement de la solution.
L’extraction de l’or à partir de la roche n’est pas une opération unique, mais une succession de procédés interconnectés. Le schéma global commence généralement par l’exploitation minière, le concassage, le criblage, le broyage et la classification, suivis d’une ou plusieurs étapes de concentration, de lixiviation et de récupération.
Le facteur le plus important est la manière dont l’or se présente dans le minerai. L’or à traitement facile peut bien répondre à la récupération gravimétrique et à la cyanuration, tandis que l’or associé aux sulfures ou l’or réfractaire peut nécessiter une flottation et un prétraitement par oxydation. Les minerais oxydés à faible teneur peuvent, quant à eux, être adaptés à la lixiviation en tas.
Pour cette raison, une usine de traitement de l’or efficace doit être conçue en fonction de la minéralogie spécifique du minerai, de ses caractéristiques de libération, de sa teneur, de sa dureté et de sa réponse métallurgique. Une caractérisation et des essais appropriés du minerai permettent de déterminer la granulométrie de broyage, la méthode de concentration, la technologie de lixiviation et le circuit de récupération de l’or appropriés avant de sélectionner les équipements à grande échelle.
La première étape du traitement est généralement la préparation et le concassage du minerai. Cependant, une caractérisation géologique et métallurgique doit d’abord être réalisée afin de déterminer la manière dont le minerai doit être traité.
La séparation gravimétrique exploite la différence de densité entre l’or et les minéraux de gangue plus légers. Des équipements tels que les concentrateurs centrifuges, les jigs et les tables à secousses peuvent récupérer l’or libre grossier ou fin dans des conditions appropriées.
Une table à secousses peut concentrer des particules d’or libre de taille appropriée, notamment dans les circuits de concentration gravimétrique. Son efficacité dépend fortement de la granulométrie, du degré de libération et des caractéristiques de l’alimentation.
Oui. La flottation est couramment utilisée lorsque l’or est associé à des minéraux sulfurés ou lorsqu’il faut produire un concentré sulfuré destiné à un traitement ultérieur.
Une usine typique peut nécessiter des alimentateurs, des concasseurs, des cribles, des convoyeurs, des broyeurs, des classificateurs, des concentrateurs gravimétriques, des équipements de flottation ou des circuits de lixiviation, des épaississeurs, des filtres ainsi que des équipements de manutention des concentrés et des résidus.
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L'extraction de l'or à partir de la roche ne constitue pas une opération unique, mais une succession de procédés interdépendants. Le processus global débute généralement par l'extraction minière, le concassage, le criblage, le broyage et le classement, suivis d'une ou plusieurs étapes de concentration, de lixiviation et de récupération.
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Résumé : Dans cet article complet, nous examinerons les cinq principales raisons pour lesquelles le concasseur à cône HPT s’impose comme le choix privilégié des opérateurs souhaitant optimiser leurs opérations de concassage intensif....
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À titre d'estimation générale, le prix des petites machines peut débuter entre 35 000 et 100 000 USD, tandis que les concasseurs mobiles de plus grande taille coûtent généralement plusieurs centaines de milliers de dollars. Les installations mobiles de concassage complètes peuvent atteindre un million de dollars ou plus, et les systèmes miniers à grande capacité peuvent dépasser les deux millions de dollars.
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