Le rôle des auxiliaires de lixiviation dans l'extraction de l'or au cyanure de sodium

Introduction

La lixiviation au cyanure est depuis longtemps une méthode dominante d'extraction de l'or en raison de sa grande efficacité et de son coût relativement faible. Cependant, ce procédé présente certains inconvénients, tels que la nécessité de longs temps de lixiviation, une forte consommation de cyanure et la présence de minéraux réfractaires qui peuvent entraver la dissolution de l'or. C'est là qu'interviennent les adjuvants de lixiviation . Ces substances, ajoutées à la solution de lixiviation au cyanure, améliorent l'extraction de l'or et offrent ainsi une approche plus efficace et plus rentable de l'exploitation minière aurifère.

Comment fonctionnent les auxiliaires de lixiviation

Augmenter l'oxygène dissous

L'une des principales fonctions de nombreux auxiliaires de lixiviation est d'augmenter la teneur en oxygène dissous dans la solution de cyanure. Pour que l'or se dissolve dans les solutions de cyanure, l'oxygène est nécessaire comme agent oxydant, facilitant l'oxydation de l'or et sa combinaison ultérieure avec les ions cyanure. En conditions normales, l'apport d'oxygène de l'air est souvent insuffisant, ce qui limite la vitesse de dissolution de l'or. Les auxiliaires de lixiviation comme les peroxydes et les persulfates peuvent se décomposer et libérer de l'oxygène, assurant ainsi une concentration plus élevée d'oxygène dissous dans la suspension. Par exemple, le peroxyde d'hydrogène se décompose pour fournir une source supplémentaire d'oxygène pour la réaction entre l'or et le cyanure.

Formation de cellules galvaniques (sels de métaux lourds)

Certains sels de métaux lourds, comme les sels de plomb, de mercure et de bismuth, peuvent faciliter la lixiviation en créant des piles galvaniques locales. Ajoutés à la suspension de cyanure, ces métaux lourds se déposent à la surface des particules d'or. Il en résulte une différence de potentiel entre l'or et le métal lourd déposé, ce qui accélère la dissolution de l'or. L'or joue le rôle d'anode où se produit l'oxydation, tandis que la zone recouverte de métal lourd fait office de cathode. Ce processus de type électrochimique accélère considérablement la lixiviation de l'or.

Chélation et élimination des impuretés

Certains agents de lixiviation peuvent se lier aux impuretés présentes dans le minerai et susceptibles d'interférer avec le processus de lixiviation au cyanure, ou les éliminer. Dans les minerais contenant des ions métalliques comme le cuivre, le zinc et le fer, ces impuretés peuvent réagir avec le cyanure, le consommant et réduisant la quantité disponible pour la dissolution de l'or. Les agents chélatants contenus dans les agents de lixiviation forment des complexes stables avec ces ions d'impuretés, les éloignant et empêchant leur réaction avec le cyanure. Cela permet non seulement de réduire la consommation de cyanure, mais aussi d'améliorer l'efficacité globale du processus de lixiviation de l'or.

Types d'agents de lixiviation et leurs rôles spécifiques

Agents oxydants

1.Peroxydes

• Peroxyde d'hydrogène : Le peroxyde d'hydrogène est l'un des agents de lixiviation oxydants les plus couramment utilisés. Il permet d'augmenter rapidement la teneur en oxygène dissous dans la solution de cyanure. Dans les applications industrielles, l'ajout de peroxyde d'hydrogène au système de lixiviation au cyanure peut réduire considérablement la durée de la lixiviation. Par exemple, dans certaines mines d'or, cette durée peut être réduite jusqu'à 50 % grâce à l'utilisation de peroxyde d'hydrogène. Ce dernier contribue également à réduire la consommation de cyanure, car l'oxydation accrue de l'or permet une utilisation plus efficace de ce dernier.

• Peroxyde de calcium : Le peroxyde de calcium est particulièrement utile dans les minerais à forte teneur en soufre. Sa décomposition étant plus lente que celle du peroxyde d’hydrogène, il assure une libération d’oxygène plus continue. De plus, il peut réduire la décomposition catalytique du cyanure par les minéraux soufrés. Dans les minerais aurifères à haute teneur en soufre, l’utilisation du peroxyde de calcium comme adjuvant de lixiviation peut permettre d’accroître la récupération de l’or de 10 à 15 % par rapport à la lixiviation traditionnelle au cyanure.

• Peroxyde de baryum : Le peroxyde de baryum possède la propriété unique de libérer l’oxygène lentement et de façon stable. Ceci garantit une concentration élevée et constante d’oxygène dissous dans la suspension pendant une période prolongée. La vitesse de dissolution de l’or augmente linéairement avec l’ajout de peroxyde de baryum, tandis que la consommation de cyanure reste relativement stable. De plus, il est facile à préparer et à utiliser dans les opérations minières.

2. Persulfates

• Les persulfates sont de puissants agents oxydants. Ajoutés au système de lixiviation au cyanure, ils se décomposent pour former des radicaux sulfates hautement réactifs. Ces radicaux oxydent l'or plus efficacement que l'oxygène moléculaire, augmentant ainsi significativement la vitesse de lixiviation de l'or. Dans certains cas, la vitesse de dissolution de l'or peut être multipliée par huit par rapport à la lixiviation au cyanure classique utilisant l'air comme source d'oxygène.

Sels de métaux lourds

1. Sels de plomb

• Les sels de plomb sont largement utilisés pour la lixiviation au cyanure. Dans les minerais contenant des minéraux sulfurés comme la pyrite et l'arsénopyrite, ces minéraux peuvent réagir avec le cyanure et l'oxygène, les consommant et réduisant l'efficacité de la lixiviation de l'or. Les sels de plomb peuvent former une couche passivante à la surface des minéraux sulfurés, inhibant leur réaction avec le cyanure et l'oxygène. Parallèlement, le plomb peut former une cellule galvanique avec l'or, favorisant ainsi sa dissolution. Dans une usine de cyanure canadienne, l'ajout de sels de plomb et le maintien d'une concentration adéquate en oxygène dissous ont permis de surmonter avec succès les effets néfastes des minéraux sulfurés sur la cyanuration, ce qui a permis d'augmenter la récupération d'or de 10 à 15 %.

2. Sels de mercure et de bismuth

• Les sels de mercure et de bismuth peuvent également servir d'accélérateurs de lixiviation au cyanure. À l'instar des sels de plomb, ils peuvent former des piles galvaniques avec l'or, augmentant ainsi la vitesse de lixiviation. Cependant, en raison de la toxicité du mercure et du coût relativement élevé du bismuth, leurs applications sont plus limitées que celles des sels de plomb. Néanmoins, dans certains cas particuliers où le minerai présente des propriétés uniques, ces sels peuvent encore être considérés comme des adjuvants de lixiviation efficaces.

Agents chélateurs et autres

1.Acide citrique

• L'acide citrique peut être utilisé comme adjuvant de lixiviation lors de l'extraction de l'or au cyanure . Dans les minerais contenant des ions métalliques tels que le cuivre, le zinc et le fer, ces ions peuvent consommer le cyanure et l'oxygène, réduisant ainsi l'efficacité de la lixiviation de l'or. L'acide citrique peut se lier à ces ions métalliques, formant des complexes stables. Par exemple, il forme un complexe cuivre-citrate. Ceci réduit non seulement la consommation de cyanure et d'oxygène par ces ions d'impuretés, mais contribue également à disperser les minéraux de la gangue, améliorant ainsi l'environnement de lixiviation. Lors de certaines expériences en laboratoire, l'ajout d'acide citrique à la solution de lixiviation au cyanure a permis d'augmenter la récupération de l'or de 5 à 10 %.

2. Composés à base d'ammoniac

• Dans certains cas, des composés à base d'ammoniac peuvent être utilisés comme auxiliaires de lixiviation, notamment dans les minerais contenant des minéraux cuivre-or. L'ammoniac peut former des complexes avec les ions cuivre, réduisant ainsi l'interférence du cuivre dans la lixiviation de l'or au cyanure. En ajustant le rapport ammoniac-cyanure dans la solution de lixiviation, il est possible de dissoudre sélectivement l'or tout en minimisant la dissolution du cuivre, ce qui est bénéfique pour les processus ultérieurs de récupération de l'or.

Cas d'application

1. Dans une mine d'or en Australie

• La mine traitait un minerai d'or à faible teneur en soufre. L'utilisation d'une combinaison de peroxyde d'hydrogène et de sels de plomb comme agents de lixiviation a permis d'obtenir des améliorations significatives. Le taux de lixiviation de l'or a augmenté de 8 à 10 % par rapport à la lixiviation traditionnelle au cyanure. L'ajout de peroxyde d'hydrogène a apporté un supplément d'oxygène, favorisant l'oxydation de l'or, tandis que les sels de plomb ont inhibé l'impact négatif des minéraux sulfurés. La consommation de cyanure a également été réduite d'environ 20 %, ce qui a permis de réaliser d'importantes économies.

2. Une mine d'or chinoise traitant des minerais complexes

• Le minerai de cette mine contenait de fortes concentrations d'impuretés de cuivre et de fer. L'utilisation d'acide citrique comme agent de lixiviation au cyanure a permis d'augmenter le taux de récupération de l'or de 70 % à 78 %. L'acide citrique se lie aux ions cuivre et fer, réduisant ainsi leur interférence dans la réaction or-cyanure. Le temps de lixiviation a également été légèrement réduit, améliorant ainsi la productivité globale de l'exploitation minière.

Considérations relatives au choix et à l'utilisation des auxiliaires de lixiviation

1. Caractéristiques du minerai

• La composition du minerai est cruciale pour déterminer l'adjuvant de lixiviation approprié. Pour les minerais à forte teneur en soufre, des agents oxydants comme le peroxyde de calcium ou le peroxyde de baryum peuvent être plus adaptés, car ils peuvent non seulement fournir de l'oxygène, mais aussi réduire l'impact négatif du soufre. Pour les minerais riches en ions métalliques impurs, des agents chélatants tels que l'acide citrique ou des composés à base d'ammoniac doivent être envisagés.

2.Rapport coût-efficacité

• Le coût de l'adjuvant de lixiviation, incluant son prix d'achat, son transport et son stockage, doit être évalué. Certains adjuvants, comme certains sels de bismuth, peuvent être efficaces mais relativement coûteux. Dans ce cas, il convient de trouver un équilibre entre le coût et l'amélioration de la récupération de l'or. De plus, la réduction de la consommation de cyanure et du temps de lixiviation due à l'utilisation d'adjuvants de lixiviation doit également être prise en compte dans l'analyse coût-efficacité.

3. impact environnemental

• Étant donné que la lixiviation au cyanure soulève déjà des préoccupations environnementales en raison de la toxicité de ce composé, le choix de l'agent de lixiviation doit également tenir compte de son impact environnemental. Par exemple, certains agents oxydants peuvent produire des sous-produits qui nécessitent un traitement approprié. L'utilisation des sels de mercure , bien qu'efficace dans certains cas, est strictement encadrée en raison de leur extrême toxicité et des risques environnementaux qu'ils représentent.

Conclusion

Les auxiliaires de lixiviation jouent un rôle essentiel dans l'extraction de l'or au cyanure. Ils peuvent améliorer considérablement l'efficacité du processus de lixiviation en augmentant la récupération de l'or, en réduisant le temps de lixiviation et en diminuant la consommation de cyanure. En comprenant les différents types d'auxiliaires de lixiviation, leurs mécanismes d'action et la manière de sélectionner les plus adaptés aux caractéristiques du minerai, les mineurs d'or peuvent optimiser leurs opérations. Avec la croissance continue de la demande d'or, l'utilisation d'auxiliaires de lixiviation au cyanure devrait se généraliser, contribuant ainsi à des pratiques d'extraction aurifère plus durables et plus efficaces.