Comparaison entre la lixiviation atmosphérique et la lixiviation sous pression dans le processus de cyanuration des mines d'or

1. Introduction

La cyanuration est un procédé largement utilisé pour extraire l'or des minerais. Parmi ses différents modes opératoires, lixiviation atmosphérique et lixiviation sous pression Il existe deux méthodes importantes. Comprendre leurs différences est essentiel pour optimiser le processus d'extraction de l'or, améliorer l'efficacité et réduire les coûts. Cet article propose une comparaison détaillée entre la lixiviation atmosphérique et la lixiviation sous pression. procédé de cyanuration des mines d'or.

2. Principe de la lixiviation par cyanuration

La lixiviation par cyanuration est basée sur la réaction de l'or avec cyanure en présence d'oxygène. L'équation chimique générale est la suivante :

4Au + 8CN⁻+ O₂ + 2H₂O → 4[Au(CN)₂]⁻+ 4OH⁻

Lors de cette réaction, l'or forme des complexes or-cyanure solubles, qui peuvent être séparés et récupérés. Que ce soit par lixiviation atmosphérique ou sous pression, le principe de base de la réaction reste le même. Cependant, les conditions et la cinétique de la réaction sont affectées par le facteur de pression.

3. Comparaison de l'efficacité de lixiviation

3.1 Lixiviation atmosphérique

La lixiviation atmosphérique s'effectue généralement à température et pression ambiantes. Pour certains minerais d'or relativement simples, comme ceux contenant une forte proportion d'or de broyage libre, la lixiviation atmosphérique peut donner de bons résultats. Cependant, pour les minerais complexes contenant une grande quantité de minéraux sulfurés ou d'autres composants réfractaires, l'efficacité de la lixiviation atmosphérique est souvent limitée. La lenteur et l'incomplétude de la réaction peuvent entraîner un taux de lixiviation de l'or plus faible. Par exemple, pour les minerais d'or contenant de la pyrite, le soufre de la pyrite peut réagir avec l'oxygène et le cyanure lors de la lixiviation atmosphérique, consommant ainsi l'oxygène et le cyanure, inhibant ainsi la dissolution de l'or. En général, le taux de lixiviation de l'or par lixiviation atmosphérique est d'environ 60 à 85 % pour les minerais courants.

3.2 Lixiviation sous pression

La lixiviation sous pression, quant à elle, est réalisée sous pression élevée. Cette augmentation peut accroître significativement la solubilité de l'oxygène dans la solution de lixiviation. Selon la loi de Henry, une pression plus élevée entraîne une pression partielle d'oxygène plus élevée, ce qui augmente la concentration d'oxygène dissous dans la solution. Cette concentration élevée en oxygène dissous peut accélérer l'oxydation de l'or et la formation de complexes or-cyanure. Pour les minerais d'or réfractaires, la lixiviation sous pression peut briser les structures réfractaires des minéraux sulfurés, exposant ainsi davantage d'or à la solution de lixiviation. Le taux de lixiviation de l'or peut ainsi être considérablement amélioré. Des recherches montrent que pour certains minerais d'or réfractaires, le taux de lixiviation de l'or par lixiviation sous pression peut atteindre plus de 90 %, voire 95 % dans des conditions optimales.

4. Comparaison des conditions de réaction

Température 4.1

• lixiviation atmosphérique: Fonctionne généralement à température ambiante ou proche, généralement autour de 25 °C. La réaction n'étant pas induite par une température élevée, la consommation d'énergie pour le chauffage est relativement faible. Cependant, cette basse température signifie également que la vitesse de réaction est relativement lente.

• Lixiviation sous pression: Nécessite généralement une température élevée, généralement comprise entre 80 et 150 °C. Une température plus élevée peut accélérer la réaction chimique, mais nécessite également un apport d'énergie supplémentaire pour chauffer le système de lixiviation.

4.2 Concentration en cyanure

• lixiviation atmosphérique:La concentration de cyanure dans la solution de lixiviation est généralement comprise entre 0.02 % et 0.1 %. Pour les minerais à forte teneur en impuretés, une concentration de cyanure relativement plus élevée peut être nécessaire pour garantir l'effet de lixiviation, mais cela augmentera les coûts et les risques environnementaux.

• Lixiviation sous pressionGrâce à la cinétique de réaction améliorée sous pression, la concentration en cyanure requise peut être relativement plus faible, généralement de l'ordre de 0.01 % à 0.05 %. Cela permet non seulement de réduire la consommation de cyanure, mais aussi de diminuer l'impact environnemental des résidus de cyanure.

5. Comparaison des besoins et des coûts en matière d'équipement

5.1 Exigences en matière d'équipement

• lixiviation atmosphériqueL'équipement de lixiviation atmosphérique est relativement simple. Il comprend principalement des cuves de lixiviation, des agitateurs et des dispositifs d'aération. Les cuves de lixiviation ne nécessitent pas de haute pression, ce qui rend leurs matériaux et leurs coûts de fabrication relativement faibles. Les agitateurs assurent un mélange uniforme de la pulpe de minerai, de la solution de cyanure et de l'oxygène, et leurs exigences en matière de puissance et de résistance à la corrosion sont faibles.

• Lixiviation sous pressionLa lixiviation sous pression nécessite des équipements spéciaux résistants à la pression, tels que des autoclaves. Ces derniers doivent être fabriqués à partir d'alliages à haute résistance pour résister aux environnements à haute pression et à haute température. De plus, ils sont équipés de systèmes complexes de contrôle de la pression et de la température, ainsi que de systèmes de protection de sécurité. La conception et la fabrication de ces équipements sont plus complexes et exigent des niveaux techniques plus élevés.

5.2 Coûts

• lixiviation atmosphériqueLe coût d'investissement initial d'un équipement de lixiviation atmosphérique est relativement faible. Cependant, en raison de son efficacité de lixiviation relativement faible et de sa durée prolongée, les coûts d'exploitation (main-d'œuvre, consommation d'énergie pour une agitation prolongée et consommation de cyanure) peuvent s'avérer relativement élevés à long terme.

• Lixiviation sous pressionL'investissement initial dans un équipement de lixiviation sous pression est beaucoup plus élevé en raison du coût élevé des autoclaves résistants à la pression et de la complexité des systèmes de contrôle. Cependant, compte tenu de son efficacité de lixiviation élevée et de sa courte durée, le coût d'exploitation global, en termes de capacité de production et d'utilisation des ressources, pourrait être plus compétitif pour le traitement à grande échelle des minerais réfractaires.

6. Impact environnemental

6.1 Résidus de cyanure

• lixiviation atmosphériqueComme mentionné précédemment, la lixiviation atmosphérique peut nécessiter une concentration relativement plus élevée de cyanure, ce qui peut entraîner une augmentation des résidus de cyanure dans les résidus. Le cyanure est hautement toxique, et un traitement inapproprié des résidus contenant du cyanure peut constituer une menace sérieuse pour l'environnement et la santé humaine.

• Lixiviation sous pressionGrâce à une consommation de cyanure plus faible, la lixiviation sous pression génère relativement moins de résidus de cyanure dans les résidus. Cela réduit dans une certaine mesure le risque environnemental associé à la pollution par le cyanure.

6.2 Consommation d'énergie et émissions

• lixiviation atmosphériqueBien que sa consommation d'énergie pour le chauffage soit faible, son fonctionnement prolongé pour obtenir des résultats de lixiviation satisfaisants peut nécessiter une grande quantité d'énergie électrique pour l'agitation et l'aération. En termes d'émissions, un processus d'aération mal contrôlé peut entraîner le rejet de certains gaz nocifs générés par la réaction.

• Lixiviation sous pression: Le fonctionnement à haute température et haute pression de la lixiviation sous pression nécessite un apport énergétique important pour chauffer et maintenir le système sous pression. Cependant, son rendement élevé signifie que, pour une même quantité d'or produite, la consommation énergétique globale par unité d'or peut être comparable, voire inférieure, à celle de la lixiviation atmosphérique, compte tenu de la capacité de production plus élevée. En termes d'émissions, une bonne étanchéité du système sous pression permet de mieux contrôler les rejets de gaz nocifs.

7. Conclusion

En résumé, la lixiviation atmosphérique et la lixiviation sous pression dans le procédé de cyanuration des mines d'or présentent chacune leurs propres caractéristiques. La lixiviation atmosphérique convient aux minerais d'or simples nécessitant un faible investissement initial en équipements, mais son efficacité est limitée pour les minerais complexes. La lixiviation sous pression, en revanche, présente de grands avantages pour le traitement des minerais d'or réfractaires, avec une efficacité de lixiviation élevée, une consommation de cyanure plus faible et un impact environnemental relativement moindre en termes de résidus de cyanure. Cependant, elle nécessite des équipements coûteux et une exploitation et une maintenance plus complexes. Lors du choix d'une méthode de lixiviation, les entreprises minières doivent prendre en compte de manière exhaustive des facteurs tels que les propriétés du minerai, l'échelle de production, le budget d'investissement et les exigences environnementales afin de prendre la décision la plus appropriée.