Minerais sulfurés : stratégies d'extraction d'or à haut rendement

Qu'est-ce que le minerai d'or sulfuré exactement ? Et pourquoi « emprisonne-t-il » votre or ?

Le minerai d'or sulfuré est un type de minerai dans lequel de minuscules particules d'or sont piégées à l'intérieur de minéraux sulfurés. Imaginez l'or comme un trésor enfermé dans un coffre-fort. Le minéral sulfuré est le coffre-fort lui-même. Les minéraux sulfurés les plus courants qui emprisonnent l'or sont la pyrite (souvent appelée « or des fous ») et l'arsénopyrite. Les particules d'or sont souvent de taille submicronique, ce qui signifie qu'elles sont incroyablement petites et complètement encapsulées.
C'est cette encapsulation qui est à l'origine du problème. La méthode standard d'extraction de l'or est la cyanuration. Ce procédé utilise une solution de cyanure pour dissoudre l'or. Mais si votre or est enfermé dans un minéral sulfuré, la solution de cyanure ne peut pas l'atteindre. C'est comme essayer d'ouvrir un coffre-fort sans la clé. Le minéral sulfuré agit comme une barrière physique, rendant la cyanuration directe inefficace. C'est pourquoi on le qualifie de « réfractaire », c'est-à-dire difficile à traiter. Pour extraire l'or, il faut d'abord briser le « coffre-fort » sulfuré. Cela nécessite une étape de prétraitement spécifique.

Pourquoi votre or est « verrouillé »

Problème	Pourquoi ça arrive	Ce que cela signifie pour vous
Encapsulation physique	L'or est piégé dans des minéraux comme la pyrite.	La solution de cyanure ne peut pas toucher l’or.
Interférence chimique	Les minéraux sulfurés réagissent avec le cyanure.	Le cyanure est consommé par les sulfures au lieu de l'or.
Taille de l'or submicronique	Les particules d’or sont extrêmement petites.	Le broyage seul ne peut pas libérer l’or.

Quel est le test de minerai crucial que vous devez effectuer avant de choisir une méthode d’extraction ?

Avant de dépenser un seul dollar pour Équipement d'enrichissement, vous devez réaliser une étape cruciale : des tests métallurgiques complets. Choisir une méthode d'extraction de l'or sans analyser votre minerai, c'est comme prescrire un médicament sans poser de diagnostic. C'est la recette de l'échec. Vous devez comprendre la « personnalité » unique de votre minerai.
Les essais métallurgiques, y compris les études minéralogiques, vous apporteront toutes les informations nécessaires. Ils répondent à des questions clés qui guideront l'ensemble de votre projet. Quelle est la quantité d'or contenue dans votre minerai ? Quelle est la finesse des particules d'or ? Quels minéraux sulfurés spécifiques (pyrite, arsénopyrite, etc.) sont présents ? Dans quelle mesure l'or est-il emprisonné dans ces sulfures ? D'autres éléments, comme le carbone ou le cuivre, pourraient-ils poser problème ? Les réponses à ces questions détermineront la méthode de prétraitement techniquement réalisable et économiquement viable pour votre gisement. Sauter cette étape est la pire erreur que vous puissiez commettre. Cela peut conduire à un choix d'équipement inadapté, à de faibles taux de récupération d'or et à un investissement raté.

Comment la flottation peut-elle servir d’étape de prétraitement pour réduire considérablement les coûts de traitement ultérieurs ?

La flottation est souvent la première étape, et la plus rentable, du traitement du minerai d'or sulfuré. L'objectif de la flottation n'est pas de produire de l'or pur, mais plutôt de séparer les minéraux sulfurés aurifères de la roche sans valeur (gangue). Il s'agit d'une préconcentration du minerai. On part d'un grand volume de minerai à faible teneur et on le transforme en un petit volume de concentré de sulfures à haute teneur.
Il s'agit d'une stratégie économique performante. Les méthodes de prétraitement ultérieures, comme le grillage ou l'oxydation sous pression, sont coûteuses. Elles nécessitent beaucoup d'énergie et des équipements sophistiqués. En utilisant une machine de flottation pour créer d'abord un concentré, vous réduisez considérablement la quantité de matière devant passer par ces étapes coûteuses. Par exemple, vous pouvez transformer 100 tonnes de minerai en seulement 5 à 10 tonnes de concentré. Traiter 10 tonnes de matière est bien moins cher que traiter 100 tonnes. Cela rend l'ensemble du processus plus rentable. extraction d'or processus beaucoup plus abordable et efficace.

Quels sont les avantages et les inconvénients de la torréfaction, et cette « méthode du feu » est-elle toujours adaptée aux mines modernes ?

Le grillage est un procédé pyrométallurgique, qui consiste simplement à traiter le minerai à haute température. Un concentré de sulfures est chauffé à haute température (500-700 °C) en présence d'air, souvent dans un grand volume. Four rotatifCe procédé brûle le soufre des minéraux sulfurés, les transformant en oxydes de fer poreux. Cela rompt efficacement la « sécurité » du sulfure, laissant les particules d'or exposées et prêtes à être cyanurées.
Le grillage est une technologie bien établie et efficace. Cependant, il présente des inconvénients majeurs, notamment environnementaux. Ce procédé libère du dioxyde de soufre (SO₂), un gaz contribuant largement aux pluies acides. Si le minerai contient de l'arsénopyrite, des fumées toxiques d'arsenic peuvent également être libérées. Les usines de grillage modernes doivent intégrer des systèmes coûteux d'épuration des gaz pour capturer ces émissions nocives, ce qui augmente les coûts. En raison de ces défis environnementaux et du coût élevé de la manutention du gaz, le grillage est moins courant aujourd'hui. Cependant, pour certains types de minerais spécifiques et dans les régions disposant d'une réglementation appropriée, il peut encore constituer une option viable.

Grillage:

Comment ça marche : Chauffe le minerai avec de l’air pour décomposer les sulfures.

• Avantages : Technologie efficace et éprouvée.
• Inconvénients : Problèmes environnementaux majeurs (émissions de SO₂), coûts de traitement du gaz élevés.
• Idéal pour : les projets où les réglementations environnementales peuvent être respectées et où les systèmes de traitement du gaz sont économiquement réalisables.

Pourquoi l’oxydation sous pression (POX) est-elle une « technologie de pointe » pour les minerais complexes, mais représente-t-elle un investissement énorme ?

L'oxydation sous pression, ou POX, est une méthode hydrométallurgique considérée comme une technologie de pointe pour le traitement des minerais d'or sulfurés complexes. On peut la comparer à une cocotte-minute de haute technologie pour votre minerai. Le concentré de sulfure est introduit dans une grande cuve étanche à plusieurs chambres, appelée autoclave. À l'intérieur, il est mélangé à de l'eau et soumis à une température élevée (environ 200 °C) et une pression élevée, tandis que de l'oxygène pur est injecté.
Cet environnement agressif oxyde complètement les minéraux sulfurés, les décomposant et libérant l'or emprisonné. La POX est extrêmement efficace, notamment pour les minerais très réfractaires contenant de l'arsénopyrite. Elle est également plus respectueuse de l'environnement que le grillage, car le soufre est converti en gypse stable et l'arsenic est capturé sous forme solide stable. Le principal inconvénient est son coût. Un autoclave est un équipement très sophistiqué et coûteux. L'investissement en capital pour un circuit POX est considérable, ce qui le rend particulièrement adapté aux exploitations à grande échelle, avec une longue durée de vie des mines et des minerais complexes qui ne peuvent être traités efficacement par d'autres moyens.

Comment la bio-oxydation utilise-t-elle les « bactéries » pour libérer l’or, et est-elle vraiment écologique et économique ?

La bio-oxydation est un processus fascinant qui exploite la nature pour accomplir son travail. Elle exploite des souches spécifiques de bactéries, comme Thiobacillus ferrooxidans, qui se nourrissent naturellement de minéraux sulfurés. Le concentré de sulfures est placé dans de grands réservoirs aérés, créant ainsi un environnement propice à la prolifération de ces bactéries. Pendant plusieurs jours, les bactéries métabolisent les sulfures, les décomposant et exposant les particules d'or.
Cette méthode présente des avantages majeurs. Les coûts d'investissement et d'exploitation sont nettement inférieurs à ceux de la POX ou du grillage. Elle fonctionne à pression atmosphérique et à des températures proches de la température ambiante, ce qui permet d'économiser énormément d'énergie. Elle est également très respectueuse de l'environnement, car elle ne produit pas de gaz toxiques. Cependant, ce n'est pas une solution idéale pour tous. Le procédé est beaucoup plus lent que la POX. Les bactéries sont également des organismes vivants sensibles ; elles peuvent être affectées par de fortes concentrations de certains éléments dans le minerai (comme le chlorure) ou par des températures inappropriées. La bio-oxydation est une excellente option, économique et écologique, mais uniquement si la composition chimique de votre minerai et le climat local sont propices au bon fonctionnement des bactéries.

Après le prétraitement d'oxydation, comment l'or final est-il récupéré par cyanuration (CIL/CIP) ?

Une fois l'étape de prétraitement (grillage, POX ou bio-oxydation) terminée, l'or est enfin libéré. ​​Le sulfure « sûr » a été brisé. Vous pouvez maintenant utiliser le procédé de cyanuration standard et hautement efficace pour le récupérer. Les méthodes les plus courantes sont la lixiviation au carbone (CIL) et la lixiviation au carbone en pulpe (CIP).
Dans les procédés CIL et CIP, la pulpe de minerai prétraitée est mélangée à une solution de cyanure faible dans de grandes cuves agitées. Le cyanure dissout l'or désormais exposé. La principale différence réside dans l'ajout du charbon actif. Dans un circuit CIL, la lixiviation et l'adsorption ont lieu dans les mêmes cuves. Dans un circuit CIP, la lixiviation a lieu en premier, suivie de l'adsorption dans des cuves séparées. L'or dissous a une forte affinité pour le charbon actif et adhère à sa surface. Le charbon, désormais chargé d'or, est facilement séparé de la pulpe par tamisage. Enfin, l'or est extrait du charbon, qui est réactivé pour être réutilisé. Il s'agit des dernières étapes cruciales d'une usine complète de traitement du minerai sulfuré.

Face à de multiples choix, comment prendre la décision la plus intelligente en fonction de votre minerai, de votre budget et de vos exigences environnementales ?

Choisir la bonne voie technologique est la décision la plus cruciale que vous aurez à prendre. Il n'existe pas de méthode idéale ; le choix le plus judicieux dépend entièrement de votre projet. Voici un cadre décisionnel simplifié, basé sur mon expérience.
Avant tout, votre décision doit être guidée par les résultats de vos essais métallurgiques. Ces essais vous indiqueront les méthodes techniquement possibles. Ensuite, vous devez évaluer les aspects économiques, notamment les dépenses d'investissement (CAPEX) pour des équipements tels que Équipement de concassage , Broyeurs à billeset les dépenses d'exploitation (OPEX) pour l'énergie, les réactifs et la main-d'œuvre. Enfin, vous devez tenir compte des réglementations environnementales et de la durabilité à long terme.
Voici un tableau pour vous aider à comparer les options :

Facteur	Flottation + Torréfaction	Flottaison + POX	Flottation + Bio-oxydation
Type de minerai	Idéal pour les minerais de pyrite plus simples.	Excellent pour les minerais complexes à forte teneur en arsenic.	Bon pour les minerais sans toxines pour les bactéries.
Coût en capital (CAPEX)	Moyen à élevé (en raison de la manipulation du gaz)	Très élevé	Faible à moyen
Coût d'exploitation (OPEX)	Moyenne	Élevé (énergie, oxygène)	Faible (moins d'énergie)
Environnement	Impact élevé (émissions atmosphériques)	Faible impact (processus confiné)	Très faible impact (technologie verte)
Votre meilleur choix	Lorsque les dépenses d’investissement sont une préoccupation et que les émissions peuvent être gérées.	Pour les mines à grande échelle et à longue durée de vie avec du minerai très difficile.	Lorsque les dépenses d’investissement sont faibles et que les conditions sont propices aux bactéries.
En fin de compte, la meilleure approche consiste à s'associer à une entreprise expérimentée comme ZONEDING. Nous pouvons vous aider à réaliser les tests nécessaires, à évaluer les options et à concevoir une usine complète parfaitement adaptée à votre minerai et à vos objectifs commerciaux.

Foire aux questions (FAQ)

Q 1 : Pourquoi ne puis-je pas simplement broyer le minerai de sulfure plus finement pour libérer l'or ?
R : Pour les minerais sulfurés, l'or est souvent de taille submicronique. Cela signifie qu'il est trop petit pour être libéré, même par broyage ultrafin. Un broyage plus fin augmente également considérablement les coûts. Un prétraitement est nécessaire pour décomposer chimiquement le minéral hôte.
Q 2 : Quelle est la méthode de prétraitement la plus couramment utilisée aujourd’hui ?
R : L'oxydation sous pression (POX) et la bio-oxydation sont de plus en plus courantes en raison de leurs performances environnementales supérieures à celles du grillage. Le choix entre ces deux techniques dépend souvent de l'échelle du projet, du type de minerai et du budget d'investissement.
Q 3 : Le cyanure utilisé dans le CIL/CIP est-il dangereux ?
R : Oui, le cyanure est un produit chimique toxique et doit être manipulé avec une extrême prudence. Les usines modernes de traitement de l'or sont conçues avec des protocoles de sécurité stricts et des circuits de détoxification pour neutraliser tout cyanure résiduel dans les résidus avant leur rejet, garantissant ainsi la sécurité environnementale.
Q 4 : Puis-je combiner différentes méthodes ?
R : Oui. Par exemple, certaines exploitations utilisent la séparation gravimétrique pour récupérer l'or libre grossier avant l'étape de flottation. Le schéma de traitement global est toujours personnalisé en fonction des caractéristiques du minerai afin de maximiser le taux de récupération de l'or.