L'impact des minéraux associés sur le processus de lixiviation au cyanure

Introduction

La lixiviation au cyanure est un procédé largement utilisé pour l'extraction de l'or et de l'argent à partir de minerais. Cependant, la présence de divers minéraux associés dans le minerai peut influencer considérablement l'efficacité de ce procédé. Comprendre ces impacts est essentiel pour optimiser les opérations de lixiviation au cyanure et améliorer la récupération des métaux précieux.

minéraux de fer

Pyrite

La pyrite est un sulfure de fer courant dans les minerais aurifères. Lors de la lixiviation au cyanure, lorsqu'elle est présente dans la pulpe, la pyrite peut s'oxyder en sulfate ferreux. Ce dernier réagit ensuite avec le cyanure pour former du ferrocyanate. Cette réaction consomme une grande quantité de cyanure de sodium , réactif essentiel à la lixiviation de l'or. De plus, sous l'action de la chaux et de l'air, la pyrite peut également se transformer en sulfure soluble, en soufre colloïdal ou en thiosulfate. Ce processus de transformation consomme de l'oxygène, indispensable à la dissolution de l'or dans le système de lixiviation au cyanure. Au final, cela a un impact négatif sur l'efficacité de la lixiviation de l'or.

Pyrrhotine

La pyrrhotite est un autre minéral sulfuré de fer qui affecte la lixiviation du cyanure. Elle réagit facilement avec le cyanure pour former du thiocyanate. De plus, le sulfate ferreux formé par son oxydation réagit également avec le cyanure pour former du ferrocyanate. Des recherches ont montré que la pyrrhotite peut entraîner une diminution significative du taux de dissolution de l'or, par exemple jusqu'à 28.1 % dans certains cas. Elle entraîne également une augmentation substantielle de la consommation de cyanure, souvent quadruplée.

Minéraux de cuivre

Chalcopyrite et Chalcocite

Les minéraux de cuivre tels que la chalcopyrite et la chalcocite ont un impact notable sur la lixiviation du cyanure. Une solution de cyanure peut dissoudre les minéraux de cuivre, mais la vitesse de dissolution varie. La chalcopyrite est relativement stable parmi les minéraux sulfurés de cuivre, tandis que la chalcocite est plus réactive. En solution de cyanure, le cuivre de ces minéraux, généralement à l'état bivalent, est instable. Le cuivre bivalent oxyde le cyanure, se transformant en cuivre monovalent et formant des complexes avec le cyanure dans la pulpe. Pour la chalcocite, cela peut entraîner une baisse significative du taux de dissolution de l'or, jusqu'à 36.81 % dans certaines expériences, et une multiplication par dix de la consommation de cyanure.

Malachite (minéral d'oxyde de cuivre)

La malachite est un minéral d'oxyde de cuivre courant. Elle se dissout facilement dans une solution de cyanure de sodium, ce qui entraîne une augmentation significative de la consommation de cyanure. La réaction entre la malachite et le cyanure consomme une grande quantité d'ions cyanure. Par conséquent, le sulfure de cuivre et les minéraux d'oxyde de cuivre peuvent avoir un impact négatif important sur le processus d'extraction de l'or au cyanure.

Minéraux d'arsenic

Réalgar et Orpiment

Le réalgar et l'orpiment sont très nocifs pour la lixiviation du cyanure. Dans la solution fortement alcaline utilisée pour l'immersion du cyanure, ils forment des composés tels que la thioarsénite. Cette dernière peut réagir avec l'oxygène de la solution pour former de l'arsénite, consommant ainsi une grande quantité d'oxygène de la boue minérale. De plus, lorsque les minéraux d'arsenic sont oxydés en solution, un film de composés d'arsenic se forme à la surface des particules d'or. Ce film empêche directement l'or d'entrer en contact avec le cyanure, ce qui affecte gravement sa dissolution. Des études ont montré que le réalgar et l'orpiment peuvent réduire le taux de dissolution de l'or de 41.95 % et 49.90 % respectivement, et multiplier par 13.8 et 15.0 la consommation de cyanure.

Arsénopyrite

L'arsénopyrite est un minéral courant contenant de l'arsenic. Contrairement au réalgar et à l'orpiment, l'arsénopyrite est relativement stable dans le système cyanuré. Bien qu'elle contienne de l'arsenic, dans des conditions normales de lixiviation du cyanure, elle ne se décompose pas facilement et a donc un impact relativement faible sur la lixiviation du cyanure par rapport aux autres minéraux contenant de l'arsenic.

Minéraux de plomb

Galène et plomb alun

La galène et l'alun de plomb sont les principaux minéraux contenant du plomb dans les mines d'or. La galène peut être oxydée en alun de plomb. En solution fortement alcaline, l'alun de plomb peut produire un sel acide de plomb alcalin, qui réagit avec le cyanure présent dans la solution pour former du cyanure fortement alcalin insoluble. Une petite quantité de minéraux de plomb peut effectivement favoriser la lixiviation au cyanure des mines d'or. Cependant, une quantité importante de minéraux de plomb affecte l'efficacité de la lixiviation de l'or en consommant du cyanure et en formant éventuellement des précipités susceptibles d'interférer avec le processus de lixiviation.

Antimoine - Minéraux contenant de l'antimoine

stibine

La stibine est le principal minéral sulfuré contenant de l'antimoine. Lors du processus de lixiviation au cyanure, ses effets négatifs sont similaires à ceux de l'orpiment. Elle se dissout facilement dans une solution fortement alcaline pour produire de la thioantimonite, qui est ensuite oxydée en antimonite. De plus, les particules colloïdales de stibine chargées négativement dans la solution alcaline au cyanure peuvent adhérer à la surface des particules d'or, empêchant ainsi physiquement l'or de se dissoudre.

substances carbonées

Les mines d'or peuvent contenir des substances carbonées , notamment du carbone inorganique et du carbone organique comme l'acide humique. En présence de ces substances, l'or dissous dans la solution de cyanure est absorbé. Ce phénomène, appelé « vol d'or », réduit la vitesse de lixiviation de l'or. Les substances carbonées entrent en compétition avec le processus d'extraction pour l'or dissous, ce qui entraîne une diminution du rendement.

Stratégies pour atténuer l'impact des minéraux associés

Prétraitement des minerais

• Prétraitement par oxydation : Pour les minerais contenant des sulfures de fer, de l’arsenic ou de l’antimoine, un prétraitement par oxydation peut s’avérer efficace. L’oxydation décompose ces minéraux, libérant ainsi l’or qu’ils contiennent et réduisant leur impact négatif sur la lixiviation au cyanure. Les méthodes courantes de prétraitement par oxydation comprennent le grillage, l’oxydation sous pression et la bio-oxydation.

• Cuivre - Prélixiviation : Dans le cas de minerais à forte teneur en cuivre, une prélixiviation peut être effectuée. En éliminant le cuivre avant la lixiviation au cyanure, la quantité de cyanure consommée par les minéraux de cuivre est minimisée, ce qui améliore l’efficacité de la lixiviation de l’or au cyanure.

Optimisation des conditions de lixiviation au cyanure

• Ajustement des doses de réactifs : En fonction du type et de la quantité de minéraux présents, la quantité de cyanure et des autres réactifs peut être ajustée. Par exemple, en présence d’une grande quantité de minéraux de cuivre, augmenter légèrement la dose de cyanure tout en contrôlant le pH peut favoriser une dissolution efficace de l’or.

• Contrôle des conditions de la pulpe : Il est important de contrôler la concentration, la température et la vitesse d’agitation de la pulpe. Une concentration adéquate permet une diffusion efficace du cyanure et de l’oxygène. Le maintien d’une température appropriée (généralement entre 15 et 30 °C) assure un équilibre entre la vitesse de dissolution de l’or et la stabilité de la solution de cyanure.

Utilisation d'additifs

• Additifs pour inhiber les réactions minérales : Des additifs comme les sels de plomb peuvent être utilisés pour empêcher certaines réactions minérales nocives. Par exemple, l’acétate de plomb peut réagir avec les ions sulfure issus de la décomposition des minéraux soufrés, formant des précipités insolubles de sulfure de plomb. Cela réduit la quantité de cyanure et d’oxygène consommée par les minéraux soufrés.

• Adsorbants compétitifs : Dans le cas des minerais contenant des substances carbonées, l’ajout d’adsorbants compétitifs tels que le charbon actif lors de la lixiviation au cyanure peut réduire l’effet de « vol d’or ». Le charbon actif entre en compétition avec le carbone présent dans le minerai pour l’or dissous, augmentant ainsi la vitesse de lixiviation de l’or.

Conclusion

Les minéraux associés aux minerais d'or et d'argent ont des impacts divers et significatifs sur le processus de lixiviation au cyanure. Le fer, le cuivre, l'arsenic, le plomb, les minéraux contenant de l'antimoine et les substances carbonées peuvent tous affecter l'efficacité de la lixiviation en consommant des réactifs, en empêchant l'or d'entrer en contact avec le cyanure ou en absorbant l'or dissous. Cependant, grâce à des méthodes de prétraitement appropriées, à l'optimisation des conditions de lixiviation et à l'utilisation d'additifs, ces impacts négatifs peuvent être réduits. Cela permet une extraction plus efficace de l'or et de l'argent à partir de minerais à minéralisation complexe, améliorant ainsi la viabilité économique des opérations minières.