Quelle est la valeur de pH optimale pour la lixiviation du cyanure ?

La lixiviation au cyanure est une pierre angulaire de l'extraction de l'or et de l'argent des minerais depuis sa mise en œuvre industrielle en 1887. Ce processus repose sur un équilibre délicat de divers facteurs chimiques et environnementaux, la valeur du pH de la solution étant un paramètre de la plus haute importance.

La justification chimique du pH dans la lixiviation au cyanure

Le cyanure, généralement sous forme de cyanure de sodium (NaCN) ou de cyanure de potassium (KCN), est le principal agent de lixiviation. Cependant, son interaction avec l'or et l'argent est fortement influencée par le pH. Le cyanure est en équilibre avec le cyanure d'hydrogène (HCN), un composé très toxique et volatil. En milieu acide (pH faible), la balance chimique se déplace vers la formation de HCN gazeux. Ceci présente non seulement des risques importants pour la sécurité, mais réduit également la disponibilité des ions cyanure libres, nécessaires à la dissolution de l'or et de l'argent.

Pour une extraction efficace de l'or et de l'argent , la solution doit être maintenue en milieu alcalin. À pH élevé, le cyanure reste majoritairement sous sa forme ionique, ce qui lui permet de former des complexes stables avec l'or et l'argent. Lors de la lixiviation, des ions hydroxyde sont produits, contribuant ainsi à l'alcalinité de la solution.

Déterminer la plage de pH optimale

De nombreuses études et pratiques industrielles ont permis d'identifier une plage de pH optimale pour la lixiviation au cyanure . Généralement, un pH supérieur à 10.5 est considéré comme essentiel, et la plupart des opérations visent à maintenir le pH entre 11 et 12. Voici pourquoi :

• Optimisation de la dissolution de l'or : À un pH compris dans cette plage, la vitesse de dissolution de l'or est optimale. Tout écart par rapport à cette plage peut entraîner une diminution significative de l'efficacité d'extraction. Par exemple, si le pH descend en dessous de 10.5, la formation de cyanure d'hydrogène (HCN) réduit la concentration d'ions cyanure libres, ralentissant ainsi la réaction avec l'or.

• Réduction de la consommation de cyanure : La consommation de cyanure est étroitement liée au pH. Un pH trop bas peut entraîner une augmentation de la consommation de cyanure, car ce dernier forme moins efficacement des complexes. Le maintien d’un pH élevé assure la stabilité des complexes de cyanure et réduit ainsi la consommation inutile de ce composé.

• Considérations de sécurité : Du point de vue de la sécurité, il est crucial de maintenir le pH au-dessus de 10.5. Le cyanure d'hydrogène (HCN) est extrêmement toxique et même de faibles quantités peuvent être mortelles. En contrôlant le pH dans la plage recommandée, on minimise la formation de ce gaz dangereux, préservant ainsi la santé et la sécurité des travailleurs dans les installations minières et d'extraction.

Facteurs influençant le pH optimal

• Composition du minerai : Différents minerais peuvent contenir diverses impuretés et minéraux susceptibles d’affecter le pH optimal. Par exemple, les minerais à forte teneur en soufre peuvent nécessiter un ajustement de pH légèrement différent, car les composés soufrés peuvent réagir avec la solution de cyanure et influencer l’environnement chimique global.

• Température : La température du procédé de lixiviation influe également sur le pH optimal. Les variations de température modifient la solubilité de l'oxygène et la vitesse des réactions chimiques. Généralement, l'augmentation de la température accélère l'hydrolyse du cyanure et diminue la solubilité de l'oxygène. Un léger ajustement du pH peut alors s'avérer nécessaire pour maintenir des conditions de lixiviation optimales. Toutefois, la plupart des procédés de lixiviation du cyanure sont réalisés à température ambiante (environ 15 à 30 °C) afin d'éviter une décomposition excessive du cyanure et une perte d'oxygène.

Méthodes de contrôle du pH

• Chaux (CaO) et soude caustique (NaOH) : ce sont les réactifs les plus couramment utilisés pour ajuster et maintenir le pH lors de la lixiviation au cyanure. La chaux, ajoutée à l’eau, forme de l’hydroxyde de calcium qui réagit avec les composants acides de la solution pour augmenter le pH. La soude caustique (NaOH), une base forte, peut également être utilisée pour augmenter rapidement le pH. Le choix entre les deux dépend de facteurs tels que le coût, la disponibilité et les exigences spécifiques du minerai traité.

• Capteurs de pH : Pour un contrôle précis du pH, les exploitations minières modernes s’appuient sur des capteurs de pH de pointe. Ces capteurs surveillent en continu le pH de la solution de lixiviation et fournissent des données en temps réel. Grâce à ces données, les opérateurs peuvent ajuster l’ajout de réactifs de contrôle du pH afin de maintenir un pH optimal.

En conclusion, le pH optimal pour la lixiviation au cyanure se situe entre 11 et 12. Cette valeur est déterminée par une combinaison de réactions chimiques, d'exigences de sécurité et de la nécessité d'une extraction efficace de l'or et de l'argent. En contrôlant soigneusement le pH et d'autres paramètres, les sociétés minières peuvent maximiser la récupération des métaux précieux tout en minimisant les risques environnementaux et sécuritaires.