Améliorer l'efficacité de la lixiviation au cyanure d'or : stratégies et perspectives

Introduction

La lixiviation de l'or au cyanure est une technique fondamentale de l'industrie minière aurifère, reconnue pour son efficacité à extraire l'or des minerais. Ce procédé, qui utilise des solutions de cyanure, dissout l'or et facilite sa récupération. Son utilisation éprouvée et son efficacité reconnue en font une méthode de choix pour de nombreuses exploitations minières. Cependant, dans un secteur axé sur l'efficacité et la durabilité, l'amélioration continue du procédé de lixiviation au cyanure est essentielle. Cet article de blog explore les différentes méthodes permettant d'améliorer l'efficacité de la lixiviation de l'or au cyanure , en présentant à la fois les optimisations traditionnelles et les techniques de pointe.

Comprendre le processus de lixiviation du cyanure d'or

Les bases de la lixiviation au cyanure

Lors de la lixiviation au cyanure d'or, les ions cyanure (CN⁻) réagissent avec l'or en présence d'oxygène pour former des complexes or-cyanure solubles. La réaction globale peut être simplifiée comme suit :

4Au + 8NaCN + O₂+ 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂]+ 4NaOH

Cette réaction se déroule en deux étapes principales. L'or est d'abord oxydé par l'oxygène, puis réagit avec les ions cyanure pour former le complexe soluble. La lixiviation peut être réalisée de différentes manières, par exemple dans de grands réservoirs pour la lixiviation en cuve agitée (utilisée pour les minerais ou concentrés à haute teneur) ou en tas pour la lixiviation en tas (adaptée aux minerais à faible teneur).

Paramètres clés affectant l'efficacité de la lixiviation

1. Concentration de cyanure : Il est crucial de maintenir une concentration optimale de cyanure. Une concentration trop faible peut entraîner une dissolution incomplète de l’or. À l’inverse, une concentration trop élevée augmente non seulement le coût du cyanure, mais présente également des risques environnementaux. Pour la plupart des minerais, une concentration de cyanure comprise entre 0.05 % et 0.1 % est couramment utilisée, mais elle peut varier en fonction des caractéristiques du minerai.

2. Disponibilité en oxygène : L’oxygène est un réactif essentiel dans la réaction or-cyanure. Un apport suffisant en oxygène peut accélérer considérablement la lixiviation. Dans la lixiviation en cuve agitée, de l’air ou de l’oxygène pur peuvent être introduits dans les cuves. Le rapport cyanure/oxygène (CN⁻/O₂) influe également sur le mécanisme réactionnel. Lorsque CN⁻/O₂ > 6, la réaction est principalement contrôlée par la diffusion de l’oxygène, tandis que lorsque CN⁻/O₂ < 6, elle est contrôlée par la diffusion du cyanure.

3. Niveau de pH : Le pH de la solution de lixiviation est primordial. Un milieu fortement alcalin (généralement pH 10-11) est maintenu afin d’empêcher l’hydrolyse du cyanure en cyanure d’hydrogène (HCN), un gaz toxique et volatil. De la chaux (CaO) est souvent ajoutée pour ajuster et maintenir le pH.

4. Température : L’augmentation de la température peut accélérer la réaction. Cependant, en pratique, elle est généralement limitée à une plage de 25 à 40 °C environ. Des températures plus élevées peuvent entraîner une consommation accrue de cyanure en raison de réactions secondaires et d’évaporation.

Stratégies pour améliorer l'efficacité de la lixiviation

Optimisation des paramètres de processus

1. Broyage et contrôle de la granulométrie : Un broyage adéquat du minerai est essentiel. Des particules plus fines exposent une plus grande surface des minéraux aurifères à la solution de cyanure, ce qui facilite une lixiviation plus rapide et plus complète. Par exemple, dans une mine d’or d’Afrique du Sud, la réduction de la granulométrie du minerai de 75 µm à 53 µm a permis d’augmenter le taux de récupération de l’or de 8 % lors du procédé de lixiviation au cyanure.

2. Agitation et brassage : Lors de la lixiviation en cuve agitée, un brassage efficace assure une répartition homogène des particules de minerai, de la solution de cyanure et de l’oxygène dans la cuve. Ceci améliore le contact entre les réactifs et accélère la lixiviation. Les systèmes d’agitation performants, équipés de moteurs à vitesse variable, peuvent être adaptés aux exigences spécifiques du minerai et aux conditions de lixiviation.

3. Optimisation du temps de lixiviation : Déterminer le temps de lixiviation approprié est une question d’équilibre. Une lixiviation prolongée peut augmenter la récupération de l’or, mais elle entraîne également une consommation accrue de cyanure et des coûts d’exploitation plus élevés. Grâce à des essais en laboratoire et à la modélisation du procédé, le temps de lixiviation optimal peut être déterminé pour différents types de minerais. Pour certains minerais à haute teneur, un temps de lixiviation de 24 à 48 heures peut suffire, tandis que pour des minerais plus complexes, il peut être prolongé jusqu’à 72 heures, voire plus.

Utilisation d'additifs et de promoteurs

1. Agents oxydants : L’ajout d’agents oxydants tels que le peroxyde d’hydrogène (H₂O₂), le peroxyde de sodium (Na₂O₂) ou le peroxyde de calcium (CaO₂) peut améliorer la lixiviation de l’or. Ces oxydants augmentent la teneur en oxygène dissous dans la suspension et accélèrent l’oxydation de l’or. Par exemple, lors d’une étude menée sur un minerai d’or réfractaire en Australie, l’ajout de H₂O₂ à une concentration de 2 kg/t de minerai a permis d’accroître le taux de lixiviation de l’or de 70 % à 85 % dans le même temps de lixiviation.

2. Sels de métaux lourds : Certains sels de métaux lourds, comme les sels de plomb (par exemple, Pb(NO₃)₂), peuvent agir comme promoteurs dans le processus de lixiviation au cyanure. Ils forment des piles galvaniques locales avec l’or, accélérant ainsi sa dissolution. Dans une usine de cyanuration canadienne, l’ajout de Pb(NO₃)₂ a permis de maintenir une bonne concentration d’oxygène dissous dans le circuit de cyanuration et de compenser les effets néfastes des minéraux sulfurés sur la cyanuration.

3. Agents complexants : Des agents complexants tels que l’acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA) peuvent être utilisés pour chélater les impuretés présentes dans le minerai, comme les ions cuivre, zinc et fer. Ceci réduit la compétition de ces impuretés avec l’or pour les ions cyanure, améliorant ainsi l’ efficacité de la lixiviation de l’or.

Technologies avancées de lixiviation

1. Lixiviation enrichie en oxygène : également connue sous le nom de procédé d’oxygénation CIG (Carbon-in-Gold), cette méthode consiste à introduire de l’oxygène pur dans la cuve de lixiviation au lieu d’air comprimé. L’augmentation de la teneur en oxygène dissous dans la suspension accélère considérablement la lixiviation. La lixiviation enrichie en oxygène permet de réduire le temps de lixiviation jusqu’à 50 % par rapport aux méthodes traditionnelles de lixiviation à l’air et d’améliorer le rendement en or de 10 à 20 %.

2. Lixiviation sous pression : La lixiviation au cyanure sous pression est réalisée dans une cuve sous pression. L’augmentation de la pression accroît la solubilité de l’oxygène et du cyanure dans la solution et accélère la réaction. À une pression de 2 × 10⁵ Pa, la vitesse de dissolution de l’or peut être 10 à 20 fois supérieure à celle observée sous pression normale. Cette technologie est particulièrement efficace pour les minerais aurifères réfractaires.

3. Lixiviation assistée par ultrasons : Des ondes ultrasonores peuvent être introduites pendant le processus de lixiviation. L’énergie ultrasonore crée des bulles de cavitation dans la phase liquide, qui implosent et génèrent des microenvironnements de haute pression et de haute température. Ceci contribue à nettoyer la surface des particules d’or, à rompre la couche de diffusion autour des particules et à favoriser la pénétration de la solution de cyanure dans le minerai, améliorant ainsi l’efficacité de la lixiviation.

Surveillance et contrôle des processus

1. Analyseurs en ligne : L’utilisation d’analyseurs en ligne pour des paramètres tels que la concentration en cyanure, la teneur en oxygène, le pH et la concentration en or dans le lixiviat permet un suivi en temps réel du processus de lixiviation. Par exemple, un analyseur de cyanure en ligne peut détecter les variations de concentration en cyanure en quelques secondes, permettant ainsi aux opérateurs d’ajuster rapidement le débit d’ajout de cyanure.

2. Systèmes de contrôle automatisés : Les systèmes de contrôle automatisés permettent de réguler les variables de procédé à partir des données d’analyseurs en ligne. Par exemple, l’ajout de cyanure, de chaux et d’agents oxydants peut être ajusté automatiquement selon les valeurs prédéfinies de concentration en cyanure et de pH. Ceci réduit les erreurs humaines et garantit un fonctionnement stable et efficace du procédé de lixiviation.

Conclusion

Améliorer l'efficacité de la lixiviation de l'or au cyanure est une tâche complexe qui implique l'optimisation des paramètres de procédé traditionnels, l'utilisation d'additifs et de promoteurs, l'adoption de technologies de lixiviation avancées et la mise en œuvre de systèmes de surveillance et de contrôle efficaces. Grâce à ces stratégies, les exploitations minières peuvent améliorer les taux de récupération de l'or, réduire la consommation de cyanure et renforcer leur durabilité économique et environnementale. Face à l'évolution constante de l'industrie minière aurifère, la recherche et l'innovation continues dans le domaine de la lixiviation au cyanure seront essentielles pour relever les défis posés par la complexité des minerais et les réglementations environnementales.