Optimisation de la lixiviation au cyanure de sodium dans les minerais d'or et de cuivre

Introduction

L'extraction de l'or et du cuivre à partir de minerais aurifères et cuprifères est un processus complexe. La cyanuration, notamment à l'aide de cyanure de sodium , est depuis longtemps une méthode dominante d'extraction de l'or. Cependant, la présence de cuivre dans ces minerais complexifie considérablement le procédé de cyanuration, affectant à la fois la récupération de l'or et la consommation de cyanure . Cet article de blog explore l'optimisation de la lixiviation au cyanure de sodium des minerais aurifères et cuprifères, en présentant les principes sous-jacents, les difficultés rencontrées et les solutions innovantes.

Principes de la lixiviation au cyanure

La lixiviation au cyanure repose sur la capacité unique des ions cyanure à former des complexes stables avec l'or et l'argent. Le cyanure de sodium, hautement soluble dans l'eau et relativement stable, sert de lixiviant principal. Dissous dans l'eau, il libère des ions cyanure. Ces ions réagissent avec l'or en présence d'oxygène par un processus électrochimique. L'or est d'abord oxydé, puis lié par les ions cyanure pour former un complexe soluble, permettant son extraction du minerai.

Défis posés par le cuivre dans les minerais d'or et de cuivre

Augmentation de la consommation de cyanure

Le cuivre présent dans les minerais d'or-cuivre réagit avec le cyanure pour former divers complexes cuivre-cyanure. Pour chaque 1 % de cuivre réactif présent, environ 30 kg/t de NaCN peuvent être consommés. Cette consommation importante non seulement augmente les coûts d'exploitation du procédé de cyanuration, mais nécessite également une gestion plus rigoureuse de l'utilisation du cyanure.

Inhibition de la lixiviation de l'or

De fortes concentrations de complexes cuivre-cyanure dans la solution de lixiviation peuvent ralentir la dissolution de l'or. De plus, le cuivre a tendance à former des couches de passivation à la surface des particules d'or. Ces couches agissent comme des barrières, réduisant le contact entre l'or et les ions cyanure, entravant ainsi le processus d'extraction.

Stratégies d'optimisation de la lixiviation au cyanure de sodium dans les minerais d'or et de cuivre

Prétraitement des minerais

• Méthodes de séparation physique : Des techniques comme la séparation gravimétrique, la flottation ou la séparation magnétique peuvent être utilisées pour préconcentrer le minerai. En éliminant sélectivement une partie importante des minéraux de cuivre avant la cyanuration, ces méthodes diminuent la teneur en cuivre du matériau qui sera soumis à la lixiviation. Par exemple, la flottation permet de séparer les minéraux de sulfure de cuivre du minerai aurifère, minimisant ainsi l’interférence du cuivre lors de la cyanuration.

• Prétraitement oxydatif : Les procédés d’oxydation tels que le grillage, la bio-oxydation ou l’oxydation sous pression permettent de décomposer efficacement les minéraux sulfurés et de libérer l’or qu’ils contiennent. Dans le cas des minerais sulfurés aurifères et cuprifères, le prétraitement oxydatif améliore non seulement la récupération de l’or, mais réduit également l’impact négatif du cuivre sur la cyanuration. Le grillage, par exemple, transforme les minéraux sulfurés en oxydes, rendant ainsi l’or plus accessible au procédé de lixiviation au cyanure.

Optimisation des paramètres de processus

• Concentration de cyanure : Déterminer la concentration idéale de cyanure est essentiel. Si des concentrations élevées peuvent favoriser la dissolution de l’or, elles entraînent également une consommation excessive de cyanure, notamment en présence de cuivre. Il est donc nécessaire de trouver un juste équilibre. Dans certains cas, l’utilisation d’une concentration de cyanure plus faible, associée à d’autres additifs, peut donner de meilleurs résultats.

• Contrôle du pH : Le maintien d’un pH adéquat (généralement entre 9 et 12) dans la solution de lixiviation est crucial pour le processus de cyanuration. Lors de la lixiviation de minerais aurifères et cuprifères, l’ajustement du pH permet de contrôler la vitesse de dissolution du cuivre et de l’or. Une légère diminution du pH peut parfois favoriser la lixiviation de l’or en inhibant celle du cuivre.

• Température et agitation : Augmenter la température peut accélérer la réaction de lixiviation au cyanure, mais cette accélération est limitée. Une chaleur excessive peut accroître la volatilité du cyanure et accélérer son oxydation en substances moins réactives. Une agitation adéquate est nécessaire pour assurer un bon contact entre les particules de minerai, la solution de cyanure et l’oxygène. Cependant, une agitation trop vigoureuse peut entraîner une usure prématurée du matériel.

Utilisation d'additifs

• Ammoniac : L’ajout d’ammoniac au procédé de cyanuration permet de mieux gérer le cuivre en formant des complexes stables. Ces complexes empêchent la formation de certains composés de cyanure de cuivre qui inhibent la dissolution de l’or. Toutefois, l’utilisation de l’ammoniac exige une grande prudence en raison de sa toxicité et de sa volatilité, qui présentent des risques environnementaux.

• Glycine : Des recherches récentes indiquent que la glycine, associée à de faibles concentrations de cyanure, permet d’extraire l’or, l’argent et le cuivre des minerais aurifères et cuprifères. La glycine forme des complexes avec les ions cuivriques et cuivreux, favorise la dissolution du cuivre et peut dissoudre les couches de passivation présentes à la surface de l’or et du cuivre. Cette méthode permet de réduire significativement la consommation de cyanure d’au moins 75 %.

Études de cas

Une exploitation minière japonaise

Une petite exploitation minière japonaise s'efforçait d'optimiser la récupération de l'or à partir d'un minerai riche en cuivre par cyanuration. Lors d'un précédent cycle de cyanuration portant sur 800 tonnes de poussières (résidus aurifères), elle avait récupéré 1.3 kg d'or pur à 94 % après élution. Afin d'améliorer la récupération, elle a utilisé de la chaux pour augmenter le pH et de l'ammoniaque pour faciliter l'élimination du cuivre. De plus, elle a procédé à l'élution du cuivre du charbon actif avant celle de l'or et a ajusté la tension et l'intensité du courant pendant l'élution et l'électrodéposition de l'or. Ces mesures ont permis d'accroître la récupération de l'or.

Minerai de cuivre-or australien à faible teneur

Un minerai australien de cuivre-or à faible teneur a été traité par un procédé mixte de « flottation – séparation cuivre-soufre – lixiviation de concentré de soufre pour l'or ». En optimisant les réactifs de flottation (utilisant une combinaison de xanthate de butyle et de dibutyldithiophosphate d'ammonium comme collecteurs) et le déroulement du procédé (plusieurs étapes de dégrossissage et de récupération en circuit fermé), ils ont obtenu une récupération de cuivre de 82.46 % et une récupération d'or totale de 91.87 %.

Conclusion

L'optimisation du procédé de lixiviation au cyanure de sodium des minerais aurifères et cuprifères est essentielle pour améliorer la viabilité économique et la durabilité environnementale de l'exploitation aurifère. La compréhension des défis posés par le cuivre et la mise en œuvre de stratégies telles que le prétraitement, l'optimisation des paramètres de procédé et l'utilisation d'additifs permettent d'améliorer significativement la récupération de l'or et de réduire la consommation de cyanure. Les recherches futures dans ce domaine s'orienteront probablement vers le développement de méthodes plus efficaces et respectueuses de l'environnement, afin de réduire davantage l'impact du traitement des minerais aurifères et cuprifères sur l'environnement tout en maximisant l'extraction des ressources.