Méthodes d'extraction du minerai d'or oxydé

Tout d’abord, pourquoi le minerai oxydé est-il considéré comme « plus facile à traiter » ?

Les ingénieurs et les géologues classent souvent le minerai oxydé comme étant « à broyage libre », un terme qui implique un traitement plus simple. Cette classification nécessite cependant une définition précise afin d'éviter toute interprétation erronée des défis métallurgiques impliqués.

Les minerais oxydés sont qualifiés de « plus faciles » car les particules d'or sont libérées et chimiquement accessibles. Ils peuvent être lixiviés directement avec une solution de cyanure, évitant ainsi le prétraitement coûteux et énergivore (par exemple, grillage, oxydation sous pression) requis pour les minerais sulfurés réfractaires où l'or est encapsulé.

Le terme « oxydé » décrit une zone d'altération supergène où l'oxygène atmosphérique et l'eau ont altéré la minéralogie primaire du minerai. Les minéraux sulfurés, comme la pyrite, qui abritent ou encapsulent généralement l'or, sont décomposés en oxydes et hydroxydes (par exemple, la goethite et l'hématite). Dans les minerais sulfurés réfractaires, cet or est physiquement bloqué et chimiquement inaccessible. Son extraction nécessite la destruction de la matrice sulfurée. Dans les minerais oxydés, cette décomposition naturelle a déjà eu lieu. Les particules d'or, bien que souvent microscopiques, sont physiquement libérées et disponibles pour un contact direct avec un lixiviant comme le cyanure. Ce prétraitement géologique simplifie considérablement le schéma métallurgique du traitement du minerai d'or, réduisant ainsi la complexité et les coûts par rapport au traitement du minerai réfractaire.

Quelles sont les méthodes d’extraction de l’or oxydé ?

L'or étant chimiquement accessible, l'étape suivante consiste à déterminer la méthode d'extraction la plus efficace. Pour l'extraction de minerai d'or oxydé à l'échelle commerciale, les options se résument à quelques procédés primaires.

Les principales méthodes sont la lixiviation en tas, la lixiviation au charbon actif (CIL) et la lixiviation au charbon actif (CIP). La concentration gravimétrique est fréquemment intégrée comme étape de préconcentration pour récupérer l'or libre grossier. Ces procédés peuvent être mis en œuvre individuellement ou en combinaison pour optimiser la récupération.

Voici un aperçu technique des principales méthodes, basé sur notre expérience en matière de fourniture d’équipements et de conception de procédés.

Lixiviation en tas

Il s’agit d’une méthode principale pour les grandes, minerai d'or à faible teneur Gisements (généralement 0.5 à 1.5 g/t). Le procédé consiste à concasser le minerai, à l'empiler sur une membrane imperméable et à irriguer la pile avec une solution de cyanure diluée. La solution percole à travers le tas, dissolvant l'or, et la solution aurifère est récupérée pour être récupérée.

CIL (carbone en lixiviation) / CIP (carbone en pulpe)

Pour les minerais à haute teneur ou métallurgiquement complexes, on utilise le procédé CIL/CIP. Dans ce procédé, le minerai est broyé en une fine boue. La lixiviation et l'adsorption s'effectuent dans une série de grands réservoirs agités où du charbon actif est utilisé pour récupérer l'or dissous de la boue.

Concentration par gravité

Cette méthode exploite la densité élevée de l'or pour le séparer des minéraux plus légers de la gangue. Bien que rarement une solution complète, l'intégration d'un circuit gravitaire à un équipement tel qu'un concentrateur centrifuge permet de récupérer une part importante (20 à 40 %) de l'or libre à faible coût avant l'étape de lixiviation.

Quel équipement est nécessaire pour chaque méthode d’extraction d’or ?

Un schéma de procédé est défini par les équipements requis. Le coût d'investissement et la complexité opérationnelle d'un projet sont directement liés aux machines à acquérir, à installer et à entretenir.

Un circuit de lixiviation en tas comprend principalement des concasseurs, des systèmes de transport et, éventuellement, un tambour d'agglomération. Une installation CIL est nettement plus coûteuse en capital, nécessitant un circuit de broyage complet avec broyeurs à boulets et un ensemble de grands réservoirs de lixiviation agités.

Le périmètre de l'équipement définit le coût d'investissement et la complexité opérationnelle du projet. En tant que fabricant de cette gamme complète de machines de traitement des minéraux, nous concevons des circuits en fonction de ces exigences spécifiques en matière d'équipement. Le tableau suivant présente une répartition type de l'équipement pour chaque procédé :

Processus	Équipement clé requis	Fonction primaire
Lixiviation en tas	Concasseur à mâchoires, Concasseur à cône	Réduction de la taille du minerai jusqu'à une taille de broyage cible.
	Convoyeurs et gerbeurs	Transport et mise en place du matériel sur le plateau de lixiviation.
	Tambour d'agglomération	Granulation de particules fines avec un liant (par exemple, du ciment).
	Système d'irrigation et pompes	Application et circulation de la solution lixiviante.
Installation CIL / CIP	Full Usine de concassage	Concassage en plusieurs étapes pour préparer le minerai au broyage.
	Ball Mill et les cyclones	(Article coûteux) Libération de l'or par broyage fin.
	Réservoirs de lixiviation/agitation	(Article coûteux) Récipients pour la lixiviation et l'adsorption.
	Épaississeurs, pompes	Contrôle de la densité des boues et gestion de l'eau.
	Écrans en carbone	Séparation du carbone chargé de la boue.

Quels facteurs déterminent le processus que je dois choisir ?

Il s'agit de la décision technique la plus cruciale dans le développement d'un projet. La sélection doit s'appuyer sur des données empiriques issues du minerai lui-même afin de garantir un taux de récupération d'or positif et des résultats économiques positifs.

La décision est motivée par quatre facteurs clés : la teneur en or, la teneur en argile, la granulométrie de l'or et la présence de matériaux carbonés « pré-précipitants ». Ces facteurs, déterminés par des essais métallurgiques, déterminent la viabilité technique et économique de chaque procédé.

Sur la base de notre vaste expérience, le choix du procédé est un compromis technique éclairé par une analyse détaillée du gisement.

Facteurs de décision critiques :

• Teneur en or : Il s'agit d'un facteur économique majeur. La lixiviation en tas est généralement appliquée aux grands gisements à faible teneur, où le coût d'exploitation unitaire plus faible peut compenser une récupération plus faible. Des teneurs plus élevées sont nécessaires pour justifier l'investissement important d'une usine de lixiviation en tas.
• Teneur en argile : Une teneur élevée en argile constitue un défi majeur. En lixiviation en tas, elle réduit la perméabilité. En lixiviation en lit fluidisé, elle augmente la viscosité de la boue. Ce facteur à lui seul peut rendre la lixiviation en tas non viable sans agglomération ou imposer le choix d'un circuit lixiviation en lit fluidisé.
• Carbone « pré-volant » : Si le minerai contient du charbon naturel, il entrera en compétition avec le charbon actif pour l'or dissous, réduisant ainsi la récupération. Cela rend la lixiviation en tas impossible et nécessite un circuit de lixiviation au charbon actif (CIL) pour garantir au charbon industriel un accès préférentiel à l'or.
• Taille des particules d'or : La présence d'or grossier, récupérable par gravité, nécessite un circuit gravitaire. L'or très fin et disséminé nécessite un broyage intensif et une lixiviation sous agitation selon un procédé CIL pour obtenir une libération et une récupération suffisantes.

Quelle est la différence d’investissement initial (CAPEX) entre une usine de lixiviation en tas et une usine CIL ?

La structure financière du projet dépend de l'équilibre entre l'investissement initial et la rentabilité à long terme. L'écart de coût en capital entre ces deux méthodes est important et constitue un facteur déterminant de la faisabilité du projet.

Les dépenses d'investissement (CAPEX) d'une usine CIL sont nettement supérieures à celles d'une usine de lixiviation en tas. Les principaux facteurs de coût sont le circuit de broyage, et plus précisément le broyeurs à boulets, et la série de réservoirs agités, qui ne sont pas nécessaires pour la lixiviation en tas.

Une analyse des principaux centres de coûts clarifie la différence.

• CAPEX de lixiviation en tas : Les principaux coûts comprennent l'équipement de concassage, les systèmes de manutention des matériaux (convoyeurs), la construction de la plateforme de lixiviation (revêtement imperméable) et l'infrastructure de gestion des solutions (bassins, pompes).

• CAPEX de l'usine CIL : Cela comprend l’ensemble du circuit de concassage, ainsi que les composants les plus capitalistiques du traitement des minéraux :
  ◦ Le circuit de broyage : Un ou plusieurs grands broyeurs à boulets ou broyeurs SAG et les systèmes de classification associés représentent généralement le coût d'équipement le plus élevé.
  ◦ Le circuit de lixiviation : Un train de grande taille, agité mécaniquement réservoirs mélangeurs représente un autre investissement en capital important.
  ◦ Infrastructure de soutien : Des épaississeurs, des réseaux de tuyauterie complexes et des travaux civils et structurels plus importants sont nécessaires.
  La décision finale est un compromis économique : le supérieur taux de récupération de l'or (90-97%) d'une usine CIL justifie son CAPEX élevé, ou la récupération plus faible (60-80%) d'une lixiviation en tas est-elle la voie la plus rentable pour le besoin spécifique retour sur investissement du projet minier?

Quel impact fatal une teneur élevée en argile aura-t-elle sur mon processus ?

Parmi les minéraux de gangue présents dans un minerai, les argiles sont particulièrement néfastes pour les processus hydrométallurgiques. La sous-estimation de leur impact est une cause fréquente d'échec opérationnel dans l'extraction de minerai d'or oxydé.

Une teneur élevée en argile compromet gravement la perméabilité de la lixiviation en tas en bloquant les voies de la solution. Dans un circuit CIL, elle augmente la viscosité de la boue, ce qui entraîne une consommation d'énergie accrue, une usure accélérée des équipements et des limitations potentielles du transfert de masse qui inhibent l'adsorption de l'or.

Les effets néfastes spécifiques de l’argile diffèrent selon le procédé.

Dans la lixiviation en tas

Les particules d'argile, en raison de leur taille fine et de leur structure en plaques, migrent avec l'écoulement de la solution et obstruent les vides interstitiels entre les fragments rocheux plus gros. Cette perte de perméabilité entraîne une « canalisation » de la solution et la création de larges zones insaturées dans le tas, empêchant le lixiviant d'entrer en contact avec l'or dans ces zones.

Dans une usine CIL

Dans un circuit de broyage, le minerai à forte teneur en argile génère des boues très visqueuses. Cela a plusieurs effets néfastes :

• Augmentation de la consommation d'énergie : Agitateurs dans le bassins de lixiviation nécessitent beaucoup plus de puissance pour maintenir les solides en suspension.
• Augmentation de l'usure et des coûts de pompage : La nature abrasive et visqueuse de la boue accélère l’usure des pompes, des tuyaux et des agitateurs.
• Cinétique d'adsorption réduite : La boue visqueuse peut créer une couche limite autour des particules de charbon actif, ralentissant le taux de transfert de masse du complexe or-cyanure et réduisant l'efficacité globale de l'adsorption.

Comment déterminer définitivement la meilleure méthode d’extraction d’or grâce à des tests ?

Le choix du procédé pour un investissement de plusieurs millions de dollars ne doit pas reposer sur des hypothèses. La décision finale concernant votre schéma de traitement du minerai d'or doit être validée par des preuves scientifiques issues de votre minerai spécifique.

Le choix définitif d'un procédé nécessite des tests complets d'aptitude du minerai métallurgique. Il s'agit d'une étude en plusieurs étapes conçue pour simuler les différentes options de procédé à l'échelle du laboratoire et du pilote, générant des données quantitatives sur la récupération, la consommation de réactifs et les risques de traitement identifiés.

Un programme de tests structuré est la méthode la plus efficace pour réduire les risques d'un projet. Chez ZONEDING, nous affirmons que le choix des équipements découle directement des résultats de ces tests. Un programme type comprend :

1. Caractérisation du minerai : Analyse chimique, minéralogique et géotechnique détaillée pour quantifier la présence d'or, la minéralogie de la gangue et teneur en argile.
2. Test de récupération de l'or par gravité (GRG) : Quantifie le pourcentage d'or qui peut être récupéré par des méthodes de concentration par gravité.
3. Essais de lixiviation par roulement de bouteilles : Essais de lixiviation agitée à petite échelle qui déterminent le taux de récupération d'or ultime réalisable, la taille de broyage optimale, la cinétique de lixiviation et les consommations de réactifs pour un procédé de type CIL.
4. Essais de lixiviation en colonne : Essais à plus grande échelle simulant les conditions de lixiviation en tas pour déterminer la récupération attendue, la durée du cycle de lixiviation et l'effet de la taille de broyage sur la perméabilité et l'extraction.
   Ces tests complets d’aptitude du minerai fournissent les données d’ingénierie nécessaires pour développer un modèle financier robuste et sélectionner en toute confiance le processus le plus rentable.

Conclusion

Le choix de la méthode optimale d'extraction du minerai d'or oxydé est une décision d'ingénierie fondée sur les données. Ce sont les caractéristiques minéralogiques spécifiques du minerai, et non des hypothèses générales, qui déterminent si la lixiviation en tas ou la CIL représente le procédé le plus rentable.