Extraction électrolytique directe de l'or à partir d'une solution de cyanure

Introduction

La cyanuration est depuis longtemps la principale méthode d'extraction de l'or des minerais. Après le traitement au cyanure , l'or est présent dans la solution de cyanure , appelée solution de lixiviation enrichie. Traditionnellement, des méthodes comme l'adsorption sur charbon actif (par exemple, le procédé CIC – Carbon-in-Column) et la cémentation au zinc (procédé Merrill Crowe) sont utilisées pour récupérer l'or de cette solution. Cependant, l'électrolyse directe des solutions de cyanure s'est imposée comme une alternative prometteuse, offrant plusieurs avantages en termes d'efficacité, de coût et d'impact environnemental.

Le principe de l'électro-extraction directe

L'électrolyse directe est un procédé électrochimique. Dans le cadre de l'extraction de l'or à partir de solutions de cyanure, lorsqu'un courant électrique traverse la solution de cyanure contenant de l'or sous forme de complexes d'aurocyanure ( Au(CN)₂⁻ ), les réactions suivantes se produisent aux électrodes :

• À la cathode : Au(CN)₂⁻ + e⁻ → Au + 2CN⁻

Les ions d'or du complexe d'aurocyanure gagnent un électron et se déposent sous forme d'or métallique sur la surface de la cathode.

• À l'anode : Selon les conditions, l'oxydation de l'eau ou d'autres espèces en solution peut se produire. Par exemple : 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻

Avantages de l'électro-extraction directe

1. Simplicité : Comparée aux procédés en plusieurs étapes comme l’adsorption sur charbon actif suivie d’une élution et d’une électrolyse (dans le cas de la CIC), l’électrolyse directe réduit le nombre d’opérations unitaires. Cela simplifie le flux de procédé global, facilitant ainsi son exploitation et sa maintenance.

2. Rentabilité : La réduction du nombre d’étapes de traitement permet de potentiellement diminuer les coûts d’investissement et d’exploitation. Il n’est pas nécessaire d’investir dans des installations de régénération du carbone à grande échelle (comme dans le procédé CIC) ni d’acheter de grandes quantités de poudre de zinc (comme dans le procédé Merrill Crowe).

3. Produit de haute pureté : L’électrodéposition directe d’or permet d’obtenir un dépôt d’or de haute pureté sur la cathode. Ceci réduit le besoin d’étapes de raffinage complexes en aval, et permet ainsi de réaliser des économies supplémentaires.

4. Avantages environnementaux : L’élimination du zinc dans le procédé Merrill Crowe réduit la production de déchets contenant du zinc. De plus, la simplification du procédé peut entraîner une réduction de la consommation globale de produits chimiques et de la production de déchets.

Considérations sur le processus

1. Concentration de la solution : La concentration d’or dans la solution de cyanure est un facteur crucial. Bien que l’électrolyse directe puisse être appliquée à des solutions présentant une large gamme de concentrations d’or, les concentrations plus élevées entraînent généralement des vitesses de dépôt plus rapides. Cependant, des concentrations d’or très élevées peuvent nécessiter des électrodes spécifiques afin de garantir un dépôt uniforme.

2. Matériaux d'électrodes : Le choix des matériaux d'électrodes est important. La laine d'acier inoxydable est souvent utilisée comme matériau de cathode en raison de sa grande surface spécifique, qui permet un dépôt d'or efficace. Pour l'anode, on privilégie les matériaux résistants à la corrosion dans la solution de cyanure, tels que les anodes à stabilité dimensionnelle (DSA).

3. pH et température : Le pH de la solution de cyanure doit être contrôlé avec précision. Un pH légèrement alcalin est généralement maintenu afin d’éviter la décomposition du cyanure. La température de la solution peut également influencer la vitesse d’électrolyse ; des températures plus élevées augmentent généralement la vitesse de réaction, mais aussi potentiellement le risque de décomposition du cyanure.

Process Flow

1. Préparation de la solution : La solution de lixiviation au cyanure issue de la lixiviation en tas ou d’autres procédés de cyanuration est d’abord soumise à un prétraitement. Celui-ci peut comprendre une filtration pour éliminer les matières en suspension, car celles-ci peuvent interférer avec le processus d’électrolyse et provoquer des courts-circuits entre les électrodes.

2. Cellule d'électrolyse : La solution prétraitée est ensuite introduite dans la cellule d'électrolyse. Celle-ci est équipée d'une anode et d'une cathode. Lorsqu'un courant électrique est appliqué, l'or se dépose sur la cathode.

3. Récupération de l'or : Une fois qu'une quantité suffisante d'or s'est déposée sur la cathode, celle-ci est retirée de la cellule. L'or peut être extrait de la cathode par voie mécanique ou chimique, selon la nature du matériau. L'or extrait est ensuite raffiné afin d'obtenir de l'or de haute pureté.

Défis et perspectives d'avenir

1. Gestion du cyanure : Bien que l’électrolyse directe présente des avantages, l’utilisation du cyanure dans le processus global d’extraction de l’or comporte toujours des risques environnementaux et sanitaires. Les recherches futures pourraient s’orienter vers l’intégration de l’électrolyse directe à des méthodes de lixiviation alternatives et moins toxiques.

2. Consommation d'énergie : Le procédé d'électrolyse nécessite une quantité importante d'énergie électrique. La mise au point de matériaux d'électrodes et de cellules plus économes en énergie fait l'objet de recherches actives.

3. Évolutivité : Comme pour toute technologie émergente, le passage de l'électrolyse directe de l'eau du laboratoire à l'échelle industrielle doit être soigneusement optimisé afin de garantir des performances constantes et une rentabilité optimale.

L'électrolyse directe de l'or à partir de solutions de cyanure représente une avancée technologique majeure dans l'industrie minière aurifère. Grâce à des efforts de recherche et développement continus visant à surmonter les difficultés actuelles, cette technique pourrait devenir une méthode dominante de récupération de l'or dans un avenir proche.