Solutions d'usine de traitement de l'or de roche dure

Comment trouver des gisements d’or cachés au plus profond des formations rocheuses ?

Les géologues utilisent la cartographie de surface, l’échantillonnage géochimique (sol, roches), les levés géophysiques (mesure du magnétisme, de la gravité, de la conductivité électrique) et des programmes de forage extensifs (échantillonnage de carottes) pour identifier et délimiter les gisements potentiels de minerai d’or.

La recherche de gisements d’or viables en roche dure est un processus méticuleux en plusieurs étapes :

1. Reconnaissance régionale : Les géologues étudient de vastes zones à la recherche d'environnements géologiques favorables connus pour abriter de l'or (par exemple, des types de roches spécifiques, des zones de failles). Les données de télédétection (images satellite) et les archives minières historiques peuvent être utilisées.
2. Prospection et échantillonnage de surface : Les équipes de terrain effectuent une cartographie détaillée des affleurements rocheux, collectent des échantillons de fragments de roche et analysent les sédiments du sol ou des cours d'eau à la recherche de traces d'or ou de minéraux indicateurs associés (comme l'arsenic et l'antimoine).
3. Levés géophysiques : Les levés aériens ou terrestres mesurent les propriétés physiques des roches sous la surface. Les anomalies (écarts par rapport au fond) peuvent indiquer des structures ou des concentrations minérales potentiellement associées à l'or.
4. Forage: Il s'agit de la phase la plus cruciale et la plus coûteuse. Le forage au diamant extrait des carottes cylindriques en profondeur dans la roche. Ces carottes fournissent des échantillons physiques pour une diagraphie détaillée (identification des types de roches, de leur altération et de leurs structures) et des analyses (analyse chimique de la teneur en or). Le forage permet de définir la taille, la forme, la teneur (concentration en or) et la minéralogie du gisement potentiel.

Quelles sont les étapes clés pour accéder au gisement d’or ?

L'accès se fait soit par exploitation à ciel ouvert (à ciel ouvert pour les gisements peu profonds), soit par exploitation souterraine (puits, rampes, tunnels pour les gisements plus profonds). L'extraction utilise le forage, le dynamitage, le chargement et le transport pour extraire le minerai aurifère.

Une fois que l'exploration confirme la viabilité économique du gisement, le développement minier commence. La méthode dépend principalement de la profondeur et de la géométrie du gisement :

L'exploitation minière à ciel ouvert

• Utilisé pour: Grands dépôts proches de la surface.
• Préparation: Enlèvement des stériles sus-jacents (morts-terrains) en bancs ou en terrasses pour exposer le minerai. De grandes foreuses créent des trous pour les explosifs. Le dynamitage brise la roche. D'énormes pelles ou excavatrices chargent le minerai concassé et les déchets dans de gros camions. Le minerai est acheminé vers l'usine de traitement ; les déchets sont acheminés vers des décharges désignées.
• Avantages: Coût par tonne généralement inférieur, taux de production plus élevés, meilleure sécurité que sous terre.
• Inconvénients: Grande empreinte de surface, nécessite le déplacement de grandes quantités de stériles, limitées par la profondeur (le rapport de décapage – stériles : minerai devient trop élevé).

L'exploitation minière souterraine

• Utilisé pour: Dépôts plus profonds ou veines étroites à haute teneur.
• Préparation: L'accès au gisement se fait par des puits verticaux, des rampes inclinées (pentes) ou des galeries horizontales (galeries d'accès). Des galeries (galeries, travers-bancs) sont aménagées à l'intérieur du gisement. Des foreuses plus petites et spécialisées creusent des trous de mine dans les zones minéralisées ciblées. Le dynamitage contrôlé fragmente le minerai. Des chargeurs plus petits (unités de chargement-transport-déchargement) transportent le minerai vers des points de collecte ou des concasseurs souterrains avant son hissage ou son transport par camion jusqu'à la surface.
• Avantages: Empreinte de surface plus petite, possibilité d'accéder aux minerais profonds, exploitation minière plus sélective possible.
• Inconvénients: Coût par tonne plus élevé, taux de production plus faibles, exigences de ventilation et de soutien au sol plus complexes, risques de sécurité plus élevés.

La roche extraite, désormais appelée « minerai », est transportée vers l’usine de traitement pour commencer le processus de libération de l’or.

Pourquoi le concassage et le broyage sont-ils la première étape cruciale pour libérer l’or de la roche ?

L'or présent dans les gisements de roche dure est souvent finement disséminé, ce qui signifie que de minuscules particules (souvent invisibles, mesurées en microns) sont dispersées dans la matrice rocheuse hôte (comme le quartz ou les sulfures). Pour extraire efficacement cet or, il faut fragmenter la roche jusqu'à ce que ces particules d'or soient exposées à la surface des grains minéraux.

Le but : la libération

Imaginez de minuscules particules d'or emprisonnées dans un gros galet de quartz. Si vous essayez de dissoudre l'or par cyanure (lixiviation), la solution de cyanure ne peut pas atteindre l'or caché à l'intérieur. Le concassage réduit le galet en petits morceaux, puis le broyage le réduit en sable ou en poudre. Une fois que les particules sont suffisamment petites pour que la plupart des grains d'or ne soient plus entièrement enrobés par les minéraux résiduels, l'or est considéré comme « libéré ».

The Balancing Act

Insight: Le broyage est crucial, mais il consomme aussi beaucoup d'énergie (souvent plus de 50 % de la puissance de l'installation). Il faut trouver un équilibre critique :

• Sous-broyage : Cela permet d’économiser de l’énergie mais laisse l’or bloqué, ce qui entraîne une faible récupération lors de la lixiviation ou de la flottation.
• Surbroyage : Gaspille d’énormes quantités d’énergie, crée des particules fines excessives (« boues ») qui entravent la lixiviation (faible transfert d’oxygène, viscosité élevée), la flottation (faible sélectivité, utilisation élevée de réactifs) et la déshydratation.
  Il est essentiel de déterminer la « taille de broyage économique » – le point où le coût du broyage supplémentaire dépasse la valeur de l'or supplémentaire récupéré. Cela nécessite des tests et des analyses minutieux.

Quel équipement de concassage et de broyage est essentiel pour les minerais de roche dure ?

La fragmentation de roches dures nécessite des machines puissantes. Quels sont les éléments moteurs du circuit de broyage de l'usine de traitement de l'or ?

L'équipement essentiel comprend des concasseurs à mâchoires primaires, des concasseurs à cône secondaires/tertiaires pour la réduction de la taille et des broyeurs (SAG et/ou broyeurs à boulets) utilisant des billes d'acier ou le minerai lui-même pour obtenir la taille finale des particules fines nécessaire à la libération de l'or.

Comment l’or microscopique est-il séparé de tonnes de roche pulvérisée ?

Les méthodes courantes comprennent la concentration par gravité (pour l'or libre plus grossier), la flottation par mousse (pour l'or associé aux minéraux sulfurés) et la lixiviation au cyanure (processus CIL/CIP) qui dissout l'or en solution pour une récupération ultérieure sur charbon actif.

Une fois l'or libéré par broyage, plusieurs techniques peuvent être utilisées, souvent en combinaison, pour le séparer de la grande majorité des stériles :

1. Concentration gravitationnelle

• Principe: Utilise la densité élevée de l'or (SG ~19.3) par rapport aux minéraux de gangue (SG ~2.7) pour séparer les particules en utilisant la gravité et la dynamique des fluides.
• Équipement: Les plantes modernes utilisent Concentrateurs centrifuges (comme Knelson ou Falcon) qui génèrent des forces G élevées pour récupérer même l'or fin. Les méthodes plus anciennes, comme les écluses ou les jigs, sont moins efficaces pour les fines de roche dure.
• Application: Généralement utilisé au début du circuit (par exemple, lors de la décharge du broyeur) pour récupérer des particules d'or libre de taille grossière ou moyenne.
• Insight: Optimisation  Or récupérable par gravité (GRG) est souvent sous-évalué. Récupérer l'or libre rapidement est peu coûteux, génère des flux de trésorerie rapides et réduit la charge des circuits de lixiviation en aval. Cependant, les circuits gravitaires nécessitent une exploitation rigoureuse (contrôle de l'alimentation, ajout d'eau) et une sécurité renforcée.

2. Flottation par mousse

• Principe: Utilisé lorsque l'or est étroitement associé à des minéraux sulfurés (comme la pyrite et l'arsénopyrite). Des produits chimiques (collecteurs) sont ajoutés pour rendre la surface des minéraux sulfurés hydrophobes (repoussant l'eau). Des bulles d'air sont introduites ; elles se fixent aux sulfures hydrophobes (transportant l'or) et les font flotter à la surface sous forme d'écume, qui est ensuite écumée.
• Application: Crée un concentré de sulfure contenant l'or. Ce concentré peut être vendu directement à une fonderie ou subir un traitement supplémentaire (comme une cyanuration intensive ou un grillage) sur place.

3. Lixiviation au cyanure (carbone en lixiviation / carbone en pulpe)

• Principe: La méthode la plus courante pour l'or fin et disséminé. Le minerai pulvérisé (pulpe) est mélangé à une solution faible de cyanure de sodium (NaCN) dans de grandes cuves agitées. L'oxygène est essentiel. Le cyanure dissout l'or (et l'argent) dans la solution (équation d'Elsner).
  • CIL (carbone en lixiviation) : Des granulés de charbon actif sont ajoutés directement dans les bassins de lixiviation. L'or se dissout et s'adsorbe simultanément sur le charbon.
  • CIP (carbone en pâte) : La lixiviation s'effectue d'abord dans des cuves dédiées, puis la pulpe s'écoule dans des cuves séparées contenant du charbon actif.
• Récupération d'or : Le carbone chargé est séparé de la pulpe, décapé (l'or est retiré à l'aide d'une solution chaude de cyanure caustique), puis l'or est récupéré de la solution de décapage par électrolyse et fusion en lingots d'or (alliage or/argent impur). Le carbone est réactivé (thermiquement) et recyclé.
• Insight: Plusieurs facteurs critiques ici :
  • Minerais réfractaires : Si l'or est emprisonné dans des sulfures ou adsorbé par du carbone naturel (« pré-vol »), la cyanuration standard ne fonctionnera pas correctement. Elle nécessite un prétraitement comme un broyage ultrafin, un grillage, une oxydation sous pression (POX) ou une bio-oxydation (BIOX). Comprendre quel type de minerai réfractaire dont vous disposez est crucial.
  • Oxygène: L'oxygène dissous est un réactif essentiel, souvent négligé. De faibles niveaux d'oxygène limitent la vitesse de lixiviation. L'injection d'oxygène pur peut considérablement améliorer la cinétique.
  • Gestion du carbone : Le charbon actif se dégrade avec le temps (encrassement, abrasion). Une surveillance de l'activité et une régénération rigoureuse sont essentielles pour éviter les pertes d'or.

Quels sont les principaux défis auxquels sont confrontées les opérations modernes d’extraction d’or en roche dure ?

Il ne s'agit pas seulement d'extraction et de traitement. L'exploitation aurifère moderne est confrontée à des obstacles majeurs qui compromettent sa viabilité et sa durabilité.

Les principaux défis comprennent la baisse des teneurs en minerai nécessitant des opérations à plus grande échelle, l’augmentation des coûts de l’énergie et des réactifs, des types de minerais de plus en plus complexes et réfractaires, des réglementations environnementales strictes (eau, résidus, émissions) et la licence sociale d’exploitation.

Le paysage minier aurifère devient de plus en plus exigeant :

• Baisse des teneurs en minerai : Les gisements à haute teneur, facilement accessibles, se font plus rares. Les mines doivent traiter des quantités bien plus importantes pour produire la même quantité d'or, ce qui augmente les coûts d'investissement et d'exploitation.
• La hausse des coûts: L’énergie (notamment pour le broyage), la main d’œuvre, l’acier (pour les supports de broyage) et les réactifs chimiques (cyanure, produits chimiques de flottation) représentent des dépenses d’exploitation majeures qui ont généralement tendance à augmenter.
• Complexité des minerais et minerais réfractaires : Comme mentionné précédemment, de plus en plus de gisements découverts ou exploités contiennent de l'or difficile à extraire par les méthodes classiques. Le traitement des minerais réfractaires nécessite des procédés de prétraitement spécialisés, souvent coûteux (grillage, POX, BIOX), qui engendrent des dépenses d'investissement et d'exploitation importantes. Insight: Les compromis CAPEX/OPEX entre ces options de traitement réfractaire sont complexes et spécifiques à chaque site.
• Réglementations environementales: Des règles plus strictes régissent l'utilisation de l'eau et la qualité des rejets, la conception et la gestion des installations de stockage des résidus (prévention des ruptures de barrages), les émissions atmosphériques (notamment celles dues au grillage) et la fermeture/réhabilitation des mines. La gestion du cyanure exige des procédures de manipulation et de détoxification rigoureuses.
• Licence sociale d'exploitation : Il est crucial d'obtenir et de maintenir l'acceptation des communautés locales, des groupes autochtones et des gouvernements. Les questions relatives à l'utilisation des terres, aux ressources en eau, aux bénéfices économiques et à l'impact environnemental doivent être traitées de manière proactive.
• La pénurie d'eau: De nombreuses régions minières sont confrontées à des pénuries d’eau, ce qui nécessite une gestion efficace de l’eau, un recyclage et potentiellement des investissements dans des processus alternatifs comme l’empilage à sec des résidus.

Comment maximiser l’efficacité et la rentabilité dans le traitement de l’or en roche dure ?

Avec des coûts en hausse et des teneurs en baisse, comment les mines peuvent-elles rester rentables ? Il s'agit d'exploiter toute la valeur tout en maîtrisant les coûts.

Maximisez la rentabilité en optimisant l'utilisation de l'énergie (en particulier le broyage), en améliorant la récupération de l'or (compréhension du minerai, réglage fin des circuits), en tirant parti de l'automatisation et du contrôle des processus, de la gestion efficace de l'eau et en minimisant la consommation de réactifs et les temps d'arrêt grâce à une maintenance intelligente.

L’amélioration des résultats financiers implique un effort continu dans l’ensemble de l’exploitation :

• Efficacité énergétique: Ciblez le plus gros consommateur : le broyage. Envisagez les HPGR, optimisez le fonctionnement du broyeur (vitesse, charge de billes) et assurez une classification efficace pour éviter le broyage excessif. Utilisez des variateurs de vitesse.
• Optimisation de la récupération :
  • Connaissez votre minerai : L’apport géologique continu et la caractérisation du minerai sont essentiels pour ajuster les stratégies de traitement à mesure que les types de minerai changent. Insight: Mettez en œuvre des protocoles d’échantillonnage et d’analyse robustes (tests pyrognostiques pour l’or grossier !) – vous ne pouvez pas optimiser ce que vous ne mesurez pas avec précision.
  • Performances du circuit de gravité : Assurez-vous que les circuits GRG fonctionnent de manière optimale.
  • Cinétique de lixiviation : Surveiller et contrôler les paramètres clés (cyanure, pH, l'oxygène dissous, température, densité).
  • Gestion du carbone : Maintenir une activité élevée du carbone dans le CIL/CIP.
• Automatisation et contrôle des processus : Utilisez des capteurs, des analyseurs en ligne et des systèmes de contrôle avancés pour maintenir des paramètres de fonctionnement optimaux, réduire la variabilité et permettre une réponse plus rapide aux perturbations du processus.
• Gestion de l'eau: Maximiser le recyclage de l’eau provenant des épaississeurs et des installations de résidus afin de réduire la consommation d’eau douce.
• Optimisation des réactifs : Ajustez les dosages en fonction des caractéristiques du minerai et de la surveillance en ligne pour éviter le gaspillage.
• Maintenance et fiabilité : Mettez en œuvre des programmes de maintenance prédictive et préventive pour minimiser les temps d'arrêt imprévus des équipements critiques tels que les concasseurs, les broyeurs et les pompes. Des équipements fiables provenant de fournisseurs de confiance comme ZONEDING constituent la base de cette stratégie.

L'exploitation de l'or en roche dure est un parcours complexe, de la découverte à l'extraction du doré. La réussite exige une compréhension géologique approfondie, une extraction efficace, un traitement optimisé et adapté au minerai concerné, ainsi qu'une attention particulière portée à la maîtrise des coûts, à la responsabilité environnementale et au choix de partenaires technologiques fiables.