La gestion efficace de la concentration de cyanure libre dans le procédé de lixiviation de l'or au cyanure exige une mesure en temps réel au sein des circuits de lixiviation. Les analyseurs en ligne, positionnés directement dans les canalisations ou les cuves de suspension, suivent en continu les concentrations de cyanure libre, de cyanure résiduel et de cyanure WAD. Ces instruments éliminent les délais d'échantillonnage manuel, minimisent les risques d'erreur humaine et fournissent des données de procédé toutes les 3 à 10 minutes, facilitant ainsi une prise de décision rapide dans des environnements industriels dynamiques.
Principes fondamentaux de la lixiviation au cyanure pour l'extraction de l'or
La lixiviation de l'or au cyanure est la pierre angulaire de la récupération hydrométallurgique de l'or, permettant son extraction à partir de minerais complexes et à faible teneur. Dans ce procédé, l'or est converti de sa forme métallique native en un complexe soluble, le plus souvent par l'utilisation de cyanure de sodium (NaCN) en milieu fortement alcalin. La réaction chimique essentielle met en jeu l'or, les ions cyanure et le dioxygène, aboutissant à la formation du complexe stable de cyanure d'or [Au(CN)₂]⁻ – une réaction clé pour l'extraction industrielle de l'or.
4 Au + 8 CN⁻ + O₂ + 2 H₂O → 4 [Au(CN)₂]⁻ + 4 OH⁻
Le maintien d'une concentration adéquate de cyanure, d'une quantité suffisante d'oxygène dissous et d'un pH alcalin (généralement supérieur à 10) est essentiel pour faciliter la dissolution et la manipulation en toute sécurité, car les conditions alcalines limitent la formation de cyanure d'hydrogène, un gaz toxique. La cinétique de lixiviation est fortement influencée par ces paramètres, ainsi que par la densité de la pulpe et la granulométrie – des variables optimisées régulièrement en usine et étudiées dans les travaux de recherche avancés sur la cyanuration de l'or. Par ailleurs, la minéralogie du minerai et la présence d'impuretés, comme les ions cuivre, peuvent réduire l'efficacité du procédé en entrant en compétition avec le cyanure et en formant des complexes indésirables qui augmentent la consommation de réactifs et diminuent les taux de récupération de l'or.
Surveillance en ligne du cyanure et de l'or dans la solution de lixiviation de l'or
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Le procédé de lixiviation de l'or au cyanure demeure inégalé en termes de simplicité d'utilisation, de rentabilité et de rendement d'extraction pour la plupart des minerais. Les progrès récents incluent la modélisation thermodynamique et cinétique permettant de prédire le comportement de la lixiviation, d'optimiser la concentration de cyanure libre et de minimiser l'utilisation excessive de réactifs grâce à une analyse améliorée de la concentration de la pulpe et à la mesure de la densité du lixiviat d'or. Le capteur de concentration ultrasonique Lonnmeter pour la mesure du cyanure a également contribué à une surveillance plus précise et en temps réel de la concentration de cyanure dans les opérations minières, facilitant ainsi le contrôle précis des conditions de lixiviation et réduisant le gaspillage.
Bien que la lixiviation au cyanure soit la méthode d'extraction de l'or la plus répandue dans l'industrie, les méthodes de lixiviation sans cyanure gagnent en popularité face aux préoccupations environnementales et réglementaires croissantes. Des technologies alternatives, telles que la lixiviation au thiosulfate et à l'hypobromite, offrent des solutions plus écologiques et ont démontré des rendements de récupération d'or compétitifs lors d'études en laboratoire et en usine pilote. Par exemple, le procédé de Dundee Sustainable Technologies utilise l'hypobromite de sodium en remplacement du cyanure, permettant une extraction rapide de l'or et éliminant les risques liés au traitement et à l'élimination des lixiviats de cyanure. Cependant, sa mise en œuvre à grande échelle se heurte à des difficultés telles que le coût, l'intégration du procédé et la compatibilité avec le minerai.
Le choix entre les procédés avec et sans cyanure repose sur un équilibre entre la récupération de l'or à partir du lixiviat cyanuré, la faisabilité technique, les coûts d'exploitation, l'impact environnemental et la conformité réglementaire. La lixiviation au cyanure demeure la méthode privilégiée pour de nombreuses exploitations minières en raison de la cinétique de lixiviation prévisible lors de la cyanuration de l'or et des risques environnementaux maîtrisables lorsqu'elle est associée à des systèmes de surveillance robustes de la concentration en cyanure. En revanche, les technologies de lixiviation au cyanure avancées et les alternatives écologiques offrent des perspectives importantes pour les mines confrontées à des problèmes d'acceptabilité sociale, à des types de minerais complexes ou à des environnements réglementaires stricts. Les avantages et les inconvénients de chaque méthode nécessitent une évaluation minutieuse de la concentration en cyanure libre et résiduel dans le lixiviat d'or, de la densité de la pulpe, de la composition du lixiviat et des contraintes propres au site.
Chimie et mécanismes réactionnels de la lixiviation au cyanure d'or
Stœchiométrie de la dissolution de l'or : interactions entre l'or, le cyanure et l'oxygène
Le procédé de lixiviation au cyanure d'or est régi par la stœchiométrie décrite par l'équation d'Elsner :
4 Au + 8 CN⁻ + O₂ + 2 H₂O → 4 [Au(CN)₂]⁻ + 4 OH⁻
Cette réaction met en évidence le rôle central de l'or métallique, des ions cyanure libres (CN⁻) et du dioxygène. Chaque mole d'oxygène permet la dissolution de quatre moles d'or, le cyanure formant un complexe dicyanoaurate stable ([Au(CN)₂]⁻). La présence de quantités suffisantes de cyanure et d'oxygène est indispensable à une extraction efficace de l'or par lixiviation au cyanure.
Rôle de l'oxygène comme catalyseur ; impact du niveau d'oxygène dissous sur la cinétique de lixiviation
L'oxygène joue un rôle d'oxydant essentiel qui facilite la dissolution de l'or, mais n'est pas consommé de manière catalytique ; il participe à la réaction de façon stœchiométrique, mais limite souvent sa vitesse dans les systèmes industriels. La cinétique de lixiviation de l'or, notamment le contrôle de la concentration de la pulpe, dépend fortement de la concentration en oxygène dissous (OD). En cas d'excès de cyanure libre, le manque d'oxygène réduit directement les vitesses de lixiviation.
Par exemple, une faible concentration d'oxygène dissous réduit l'efficacité de la lixiviation même en présence d'une forte concentration de cyanure, tandis qu'un excès d'oxygène dissous, obtenu par une aération accrue, une agitation plus importante ou l'ajout de nanobulles d'oxygène, peut améliorer significativement la cinétique et la récupération de l'or. Les données de laboratoire et de terrain montrent que les mesures d'oxygène global peuvent surestimer la disponibilité de l'oxygène à la surface de l'or en raison des résistances au transport dans la pulpe ; la concentration réelle d'oxygène dissous aux interfaces de réaction est souvent plus faible, ce qui souligne l'importance de stratégies avancées de contrôle et de distribution de l'oxygène.
Influence des conditions alcalines (ajustement du pH) sur la sécurité et l'efficacité du système
La lixiviation au cyanure pour l'extraction de l'or doit se dérouler dans des conditions fortement alcalines, généralement à un pH de 10 à 11,5. Cette plage de pH stabilise le cyanure en favorisant la présence d'espèces CN⁻ libres et en supprimant la formation de cyanure d'hydrogène gazeux (HCN), qui s'échappe à un pH inférieur à 9,3 et présente des risques de toxicité aiguë.
Le pH est généralement ajusté à l'aide d'hydroxyde de sodium (NaOH), de carbonate de sodium (Na₂CO₃) ou de chaux (Ca(OH)₂), le choix dépendant du type de minerai et des impératifs économiques. L'utilisation de chaux, notamment à un pH supérieur à 11, peut ralentir la dissolution de l'or ; cet effet est attribué à des modifications des réactions interfaciales plutôt qu'à une variation de la solubilité de l'oxygène. Un pH trop élevé avec la chaux est associé à une diminution de l'efficacité de la lixiviation, en particulier en présence d'arsenic ou d'autres impuretés, en raison d'une altération de la cinétique de surface ou chimique.
Pour garantir la sécurité et l'efficacité du procédé de cyanuration de l'or, les usines modernes utilisent une surveillance automatisée du pH et de la concentration en cyanure grâce à des capteurs en ligne. Ceci permet de maintenir le procédé dans la plage alcaline optimale, de stabiliser le cyanure libre et d'empêcher la formation de HCN, un gaz dangereux, tout en minimisant la consommation de cyanure et la solubilisation d'impuretés indésirables.
Importance des espèces de cyanure : concentration de cyanure libre par rapport à la concentration de cyanure résiduel dans le procédé
Lors de l'analyse de concentration par lixiviation de la pulpe, le cyanure dissous n'est pas entièrement disponible pour la lixiviation de l'or. Le procédé distingue le cyanure libre des différentes espèces de cyanure résiduelles (complexées).
- Cyanure libre(la somme des CN⁻ disponibles et, à faible pH, des HCN) est l'agent actif permettant la dissolution directe de l'or.
- Cyanure résiduelIl est composé de complexes de cyanure métallique (par exemple, avec du cuivre, du fer ou du zinc). Ces espèces sont moins disponibles pour la dissolution de l'or, augmentent la consommation de cyanure et constituent des cibles privilégiées dans le traitement et l'élimination des lixiviats de cyanure en raison des risques de toxicité.
Un contrôle précis de la concentration de cyanure libre est essentiel pour optimiser le rendement d'extraction de l'or et minimiser les pertes de cyanure. Les techniques de mesure en continu de la concentration de cyanure libre, notamment grâce à des outils performants comme le capteur ultrasonique Lonnmeter, permettent un ajustement en temps réel des ajouts de réactifs. Ceci garantit une efficacité optimale et limite les concentrations résiduelles de cyanure à des niveaux acceptables.
Une forte concentration de cyanure résiduel peut indiquer des réactions secondaires indésirables (par exemple, la consommation de métaux de base), un contrôle de procédé inefficace ou la nécessité d'une chimie de lixiviation adaptée, notamment lors de la transition vers des alternatives de lixiviation de l'or plus écologiques ou des méthodes de lixiviation sans cyanure. Les procédés modernes de récupération de l'or à partir de lixiviats de cyanure intègrent une surveillance continue de la spéciation du cyanure dans le cadre de technologies de lixiviation avancées afin d'optimiser l'efficacité, la sécurité et la conformité environnementale du procédé.
Variables clés influençant le processus de lixiviation de l'or au cyanure
Caractéristiques et préparation du minerai
L'efficacité de la lixiviation de l'or au cyanure dépend essentiellement de la minéralogie du minerai, de la granulométrie de l'or et du prétraitement. Les minerais contenant de l'or emprisonné dans des minéraux sulfurés, notamment la pyrite, sont dits réfractaires et présentent de faibles taux d'extraction, sauf prétraitement adéquat. Par exemple, les concentrés riches en pyrite nécessitent des concentrations de cyanure plus élevées, ce qui augmente la consommation de réactifs et les coûts environnementaux sans garantir une récupération proportionnelle de l'or. Une augmentation de la teneur en métaux de base comme le cuivre, le zinc ou le fer entre en compétition avec l'or pour le cyanure, entraînant une consommation inutile et la formation de couches de passivation sur l'or, ce qui entrave sa dissolution.
Les minéraux absorbant les pré-or, tels que le carbone naturel, et les minéraux de gangue qui adsorbent les complexes d'or, réduisent encore l'efficacité du procédé. Par conséquent, une caractérisation minéralogique approfondie est essentielle avant la conception du procédé afin d'identifier les espèces problématiques et leurs relations texturales. L'amélioration de la lixiviation implique de déterminer si l'or est libre et disponible pour une cyanuration directe, ou encapsulé et nécessite un prétraitement.
La granulométrie influence directement la cinétique de lixiviation lors de la cyanuration de l'or. Un broyage plus fin augmente l'exposition de la surface, améliorant ainsi les taux de récupération. Cependant, au-delà d'une taille optimale, un broyage excessif diminue l'efficacité en créant des boues qui entravent le transfert de masse et peuvent accroître les pertes. Des études ont montré que, pour de nombreux minerais, maximiser la proportion d'or libre à une granulométrie donnée permet une meilleure accessibilité au cyanure et un débit industriel accru. Un broyage très fin est utile pour l'or fortement encapsulé, mais peut entraîner une consommation excessive de réactifs ou une agglomération.
Les stratégies de prétraitement sont choisies en fonction du type de minerai. Le prétraitement mécanique par broyage ultrafin accroît considérablement l'accessibilité de l'or encapsulé. Les traitements chimiques, tels que la lixiviation alcaline ou acide, décomposent les matrices sulfurées nocives. Les traitements thermiques, comme le grillage, transforment les sulfures en oxydes, rendant l'or plus lixiviable. Le chaulage préalable (ajout de chaux avant la lixiviation) stabilise le pH et empêche la formation d'espèces réactives solubles. Par exemple, le grillage alcalin et le grillage oxydant en deux étapes peuvent augmenter significativement les taux de récupération des minerais réfractaires de type Carlin. Sur les résidus réfractaires sud-africains, la combinaison de prétraitements mécaniques et chimiques améliore davantage les taux d'extraction de l'or que chaque méthode prise isolément.
Conditions de lixiviation opérationnelles
Optimisation de la concentration en cyanure
La concentration de cyanure en solution doit être rigoureusement contrôlée. Une quantité insuffisante de cyanure libre ralentit la dissolution, tandis qu'un excès engendre des coûts supplémentaires et un impact environnemental négatif sans pour autant améliorer la récupération de l'or. Des études de cas ont établi qu'une concentration d'environ 600 ppm constitue un niveau optimal pour certains minerais, permettant une dissolution complète tout en limitant le gaspillage. La surveillance continue de la concentration de cyanure et le dosage automatisé – grâce à des outils tels que le concentrateur ultrasonique Lonnmeter – permettent un ajout précis de réactifs, adapté aux besoins du minerai et contribuant à la stabilisation des coûts d'exploitation.
Densité du lixiviat et concentration de lixiviation de la pâte à papier
La densité de la pulpe (rapport solide/liquide) joue un rôle important dans le transfert de masse et la récupération de l'or. Une faible densité améliore la lixiviation de l'or grâce à une meilleure mobilité de la solution et un accès facilité aux réactifs, mais augmente les coûts de traitement de l'eau et des réactifs. À l'inverse, une densité plus élevée réduit la consommation de réactifs, mais risque d'entraîner une lixiviation incomplète en raison d'un transfert de masse insuffisant. Une analyse précise de la concentration de la pulpe lixiviée et une mesure de la densité du lixiviat d'or sont donc indispensables à l'optimisation du procédé.
Agitation et contrôle de la température
Une agitation adéquate est essentielle pour maintenir les particules en suspension et favoriser un contact efficace entre le cyanure dissous et l'or. Des vitesses d'agitation plus élevées augmentent généralement l'efficacité de la lixiviation, notamment pour les minerais sujets à la formation de boues ou à l'agrégation des particules. Cependant, une agitation trop vigoureuse peut entraîner des pertes physiques ou des réactions d'oxygénation indésirables. De même, l'augmentation de la température accélère la dissolution de l'or, mais les températures de fonctionnement doivent être équilibrées : des températures plus élevées accélèrent les réactions, mais favorisent également les pertes de cyanure par volatilisation ou décomposition.
Régulation du temps de lixiviation
La durée de lixiviation doit être suffisamment longue pour permettre la dissolution complète, mais suffisamment courte pour optimiser le débit et minimiser la consommation de cyanure. Des études indiquent que l'utilisation d'agents de lixiviation chimiques mixtes peut réduire considérablement le temps de contact nécessaire tout en améliorant la récupération globale. Des durées de lixiviation courtes, associées à une activation chimique efficace, diminuent les besoins en réactifs, les coûts d'exploitation et les risques environnementaux. Un contrôle rigoureux de la durée de lixiviation est essentiel pour adapter l'application des réactifs à la cinétique d'extraction propre à chaque type de minerai.
L'intégration rigoureuse de la caractérisation du minerai, du choix du prétraitement, du contrôle de la densité de la pulpe, de la surveillance continue de la concentration en cyanure et de l'ajustement des paramètres opérationnels est à la base d'une extraction d'or moderne et efficace par lixiviation au cyanure.
Techniques de mesure et de contrôle de la concentration en ligne
Solutions de surveillance contemporaines
Les techniques de mesure de la concentration en cyanure libre comprennent les capteurs ampérométriques et les réactions d'échange de ligands, permettant une quantification directe et précise adaptée à l'analyse de la concentration de lixiviation de la pulpe et des flux de lixiviat d'or. Des paramètres clés tels que le cyanure libre et le cyanure WAD doivent être mesurés pour le contrôle du procédé et la conformité environnementale, les limites réglementaires exigeant désormais un suivi quasi continu de la concentration résiduelle de cyanure dans le lixiviat d'or. Les instruments en ligne, installés à des points stratégiques du circuit, permettent un contrôle précis du dosage du cyanure et une détection précoce des écarts de procédé.
Les outils de mesure ultrasoniques, comme le concentrateur ultrasonique Lonnmeter, sont utilisés pour le contrôle en continu de la densité du cyanure et de la pulpe dans les circuits de lixiviation. Cet appareil exploite les principes de transmission ultrasonique pour déterminer les variations de densité de la solution liées aux concentrations de cyanure et de lixiviat d'or. La mesure directe permet aux opérateurs d'évaluer instantanément l'efficacité d'extraction de l'or, d'optimiser les paramètres d'aération et d'agitation et de maintenir la stabilité du procédé. La conception du Lonnmeter permet l'enregistrement automatisé des données en temps réel et une intégration immédiate aux systèmes de contrôle de l'usine. Par exemple, lors du contrôle de la densité de la pulpe, le Lonnmeter fournit un retour d'information continu, réduisant ainsi le besoin de mesures de densité en laboratoire et permettant des ajustements rapides de la consistance de la pulpe pour une meilleure cinétique de lixiviation et une récupération de l'or optimisée.
En pratique, ces solutions contemporaines permettent d'obtenir :
- Données instantanées sur le cyanure et la densité, améliorant la précision du dosage.
- Amélioration du respect des réglementations relatives aux rejets et aux résidus miniers grâce à des données exploitables sur les cyanures résiduels.
- Des économies opérationnelles, car les corrections de processus peuvent être apportées sans délai.
Stratégies de contrôle par rétroaction
Le contrôle automatisé des procédés exploite les données de mesure en ligne pour optimiser en continu l'ajout de réactifs, la densité de la pulpe et l'aération lors de l'extraction de l'or par lixiviation au cyanure. Le principe fondamental repose sur la rétroaction : les relevés des capteurs en temps réel sont transmis à des automates programmables (PLC), qui ajustent ensuite automatiquement l'ajout de cyanure, de réactifs de destruction et d'additifs de lixiviation. Ceci élimine les erreurs de dosage manuel, améliore le contrôle de la cinétique de lixiviation et minimise la consommation de cyanure.
Les stratégies de rétroaction des processus comprennent :
- Logique basée sur des règles, qui définit des limites et des débits de dosage en fonction de seuils de concentration de cyanure prédéfinis.
- L'optimisation basée sur un modèle, qui interprète les données de plusieurs capteurs (cyanure, densité, pH, oxygène dissous) afin de maximiser l'efficacité de la récupération de l'or.
- La mesure en continu en ligne permet de mesurer la densité du lixiviat d'or afin d'ajuster l'agitation etconsistance de boue.
Les stratégies de contrôle automatisées par rétroaction permettent de réduire la consommation de cyanure, le gaspillage de réactifs et la variabilité opérationnelle. Par exemple, des études de cas menées dans des exploitations commerciales montrent des réductions de la consommation de cyanure pouvant atteindre 21 %, tandis que la récupération de l'or reste constante, voire s'améliore, grâce à une composition optimale du lixiviat et à une maîtrise efficace du procédé. La récupération de l'or à partir du lixiviat de cyanure bénéficie directement d'un dosage stable et précis des réactifs.
Les systèmes de rétroaction intégrés soutiennent également les alternatives de lixiviation de l'or respectueuses de l'environnement en maintenant un contrôle strict des niveaux de cyanure, en réduisant les émissions et en optimisant la destruction ouprocessus de récupérationLe dosage automatisé basé sur des mesures en ligne surpasse les méthodes de titration manuelles, qui sont plus lentes et plus sujettes aux incohérences.
En résumé, les technologies avancées de lixiviation du cyanure combinent la mesure en ligne, comme par exempleConcentromètre ultrasonique Lonnmeter— avec un contrôle automatisé par rétroaction. Cette approche optimise chaque étape, de l'analyse de la concentration de lixiviation de la pâte à papier au traitement et à l'élimination du lixiviat de cyanure, améliorant ainsi l'efficacité du processus et la conformité aux normes environnementales et de sécurité.
Optimisation des processus et amélioration de la récupération
Les données de mesure en temps réel constituent le pilier de l'optimisation avancée du procédé de lixiviation de l'or au cyanure. Des instruments en ligne, tels que le concentrateur ultrasonique Lonnmeter, fournissent des mesures précises et continues de la concentration en cyanure libre et de la densité du lixiviat, offrant ainsi aux opérateurs les informations nécessaires pour ajuster dynamiquement les paramètres opérationnels. Ceci inclut le contrôle automatisé du dosage du cyanure, qui maintient les concentrations cibles et réduit la variabilité du procédé. Par exemple, le maintien de la concentration en cyanure libre à ±10 % des valeurs de consigne garantit une cinétique de lixiviation efficace, sans surconsommation de ressources ni perte d'or, même en cas de fluctuations de la qualité du minerai ou du débit.
L'ajustement dynamique, rendu possible par une surveillance continue du cyanure, assure une grande réactivité dans le contrôle des circuits de lixiviation. Les systèmes de remplissage automatisés, alimentés par des données en temps réel, minimisent les risques de sous-dosage (entraînant une baisse des taux d'extraction d'or) et de surdosage (faisant grimper les coûts des réactifs et les impacts environnementaux). Les données des analyseurs en ligne s'intègrent parfaitement aux flux de travail d'analyse de la concentration et de mesure de la densité de la pulpe lixiviée, permettant ainsi d'optimiser la vitesse du mélangeur, les débits d'aération et d'autres variables critiques de l'extraction d'or par lixiviation au cyanure.
L'optimisation s'étend en aval : un flux de données intégré prend en charge les étapes d'adsorption sur charbon actif (CIP/CIL) et de précipitation du zinc, en adaptant les conditions de traitement en fonction de la concentration de cyanure. Lors de l'adsorption sur charbon actif, un contrôle précis des niveaux de cyanure garantit que le charbon actif n'atteigne pas une saturation prématurée et que les opportunités de capture ne soient pas manquées. La modulation du pH et de l'apport de charbon actif, basée sur les profils de lixiviation en temps réel, permet d'accroître l'efficacité d'adsorption de l'or au-delà de 98 % dans les minerais complexes. Pour la précipitation du zinc, notamment dans les minerais riches en métaux de base (comme le zinc et le cuivre), le maintien d'une concentration résiduelle optimale de cyanure dans le lixiviat d'or évite une consommation excessive de zinc et les réactions secondaires incontrôlées, améliorant ainsi directement les taux de récupération.
Le procédé SART, utilisé lorsque les métaux de base perturbent fortement le processus, bénéficie également de la mesure intégrée du cyanure. Le contrôle automatisé des étapes de sulfuration et d'acidification, guidé par les données en temps réel sur le cyanure libre, permet l'élimination sélective du zinc et du cuivre, ce qui simplifie le recyclage de la solution de cyanure pour la lixiviation. Il en résulte une réduction de la consommation globale de cyanure, une augmentation de l'efficacité de la récupération de l'or à partir du lixiviat et le développement d'alternatives de lixiviation de l'or respectueuses de l'environnement.
Pour minimiser la consommation de réactifs, l'importance d'une surveillance rapide de la concentration en cyanure et d'un contrôle précis du procédé est capitale. En évitant un excès de cyanure, les usines réduisent considérablement leurs coûts et limitent la production de déchets dangereux. Parallèlement, le maintien de la dose efficace de cyanure la plus faible possible permet d'éviter les risques de lixiviation incomplète ou de piégeage de l'or, garantissant ainsi un rendement de récupération élevé. Systèmes en ligne,Grâce à leur résistance aux interférences dues à la turbidité de la boue ou à un débit variable, elles sont particulièrement bien adaptées à cet usage, fournissant des données fiables et exploitables pour chaque étape du traitement et de l'élimination du lixiviat de cyanure.
Un rendement aurifère optimal est obtenu grâce à la synchronisation des paramètres de lixiviation et des procédés de récupération en aval, le tout reposant sur une surveillance précise et continue. Des ajustements de procédé sur mesure, basés sur les mesures en temps réel de la concentration et de la densité de cyanure, créent un système en boucle fermée qui maximise les rendements tout en améliorant la durabilité et la sécurité de la lixiviation de l'or au cyanure. Cette approche permet aux exploitants de tirer parti des technologies de lixiviation au cyanure avancées, tant pour les méthodes traditionnelles que pour les méthodes sans cyanure, en optimisant en permanence l'efficacité, la récupération et la conformité réglementaire grâce à des systèmes de contrôle robustes basés sur les données.
Procédé de récupération de l'or
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Gestion environnementale de la lixiviation de l'or au cyanure
Une gestion environnementale efficace du procédé de lixiviation de l'or au cyanure repose sur une détoxification, un traitement et une gestion rigoureux des lixiviats et des résidus de cyanure. Les technologies et les protocoles ont progressé pour traiter le cyanure résiduel, réduisant ainsi les risques pour l'environnement et la santé humaine.
Détoxification, traitement et gestion des résidus de lixiviation au cyanure
Les méthodes de détoxification des lixiviats de cyanure privilégient la décomposition et l'élimination des espèces toxiques de cyanure. L'oxydation chimique demeure la méthode standard, convertissant le cyanure libre et le cyanure faiblement dissociable en acide (WAD) en formes plus sûres comme le cyanate, moins toxique et facilement décomposable. L'intégration d'analyseurs de procédés en ligne et de systèmes d'automatisation de la surveillance du cyanure a permis aux usines d'adopter une gestion proactive, minimisant ainsi les rejets toxiques.
La gestion des résidus miniers repose sur des installations de stockage de résidus (ISR) conçues pour contenir le cyanure résiduel. Les meilleures pratiques incluent l'utilisation de doubles membranes d'étanchéité, de systèmes de collecte des infiltrations et une surveillance continue du bilan hydrique. Ces dispositifs techniques contribuent à prévenir l'infiltration des eaux souterraines et la contamination des eaux de surface. Les protocoles d'exploitation des ISR, spécifiques à chaque site, s'adaptent aux variables telles que les phénomènes climatiques extrêmes et les risques hydrologiques régionaux, et des consignes de sécurité précisent les mesures à prendre pour protéger la faune et la flore locales ainsi que les ressources en eau.
Une gestion intégrée de l'eau est obligatoire et comprend la réutilisation de l'eau, son traitement avant rejet et la planification des mesures d'urgence en cas de rupture des installations de stockage de déchets. Les plans d'intervention d'urgence intègrent des données de surveillance des processus en temps réel afin d'accélérer la réaction en cas de fuite ou de défaillance.
Surveillance et réduction des concentrations résiduelles de cyanure
La conformité réglementaire exige une surveillance continue et à haute résolution des concentrations résiduelles de cyanure dans les effluents de lixiviation de la pâte à papier et les résidus miniers. La mesure en ligne et en temps réel de la concentration grâce à des technologies telles que…Concentromètre à ultrasons Lonnmeteret les dispositifs commerciaux utilisant l'ampérométrie à échange de ligands permettent une analyse précise des espèces de cyanure libre et de cyanure WAD dans les flux de lixiviat d'or.
Ces systèmes prennent en charge :
- Contrôle automatisé du dosage du cyanure, minimisant l'utilisation excessive de réactifs tout en préservant l'efficacité de la récupération de l'or.
- Intégration directe aux procédés de destruction du cyanure, permettant une gestion rigoureuse des normes de rejet et des permis environnementaux.
- Transmission de données à distance pour les opérations minières distribuées, améliorant la couverture spatio-temporelle et la responsabilité opérationnelle.
La surveillance continue, avec des limites de détection aussi basses que 10 ppb, permet aux opérateurs de respecter les exigences de sécurité nationales et internationales les plus strictes. Les systèmes automatisés réduisent les erreurs d'échantillonnage manuel, raccourcissent les cycles de retour d'information et offrent une planification précise des interventions correctives en cas de dysfonctionnement du processus.
Minimiser l'empreinte écologique tout en maintenant l'efficacité des processus
Concilier la récupération de l'or et les impacts environnementaux exige bien plus qu'une simple surveillance de routine. Les technologies avancées de recyclage du cyanure permettent sa réutilisation dans le processus d'extraction de l'or, réduisant ainsi directement la production de déchets toxiques et les coûts d'exploitation, tout en maintenant les taux de récupération d'or cibles. L'adoption de ces systèmes diminue l'empreinte environnementale et aligne les opérations sur les normes internationales de développement durable.
Parallèlement, les sites d'extraction aurifère testent de plus en plus de réactifs de lixiviation alternatifs et de méthodes de lixiviation de l'or sans cyanure, notamment le thiosulfate, la glycine ou des solutions biologiques respectueuses de l'environnement. Lorsque l'utilisation du cyanure est inévitable, la mesure de la densité du lixiviat d'or et l'analyse précise de la concentration de la pulpe lixiviée permettent d'optimiser l'utilisation des réactifs, de réduire les doses nécessaires et de diminuer la toxicité des résidus miniers.
Des méthodes innovantes, telles que la réduction par grillage et la séparation magnétique lors du traitement des résidus miniers, minimisent la dépendance au cyanure et permettent une récupération plus complète des métaux précieux contenus dans les effluents. Les meilleures pratiques du site privilégient une conception robuste des installations, le respect des réglementations et la concertation avec la communauté afin de limiter les rejets accidentels et d'assurer une gestion adaptative et fondée sur l'évaluation des risques tout au long de la durée de vie de la mine.
Des études de cas menées dans des pays comme le Kenya et l'Australie montrent que l'application systématique de ces pratiques réduit considérablement les risques écologiques associés au lessivage du cyanure, même dans des conditions réglementaires ou opérationnelles difficiles.
En définitive, la gestion environnementale de la lixiviation de l'or au cyanure exige une combinaison de rigueur technique dans la détoxification du lixiviat, un contrôle strict de sa concentration et le respect des meilleures pratiques de l'industrie en matière de gestion des résidus et de maîtrise des procédés. Cette approche intégrée garantit la sécurité publique et écologique tout en assurant une récupération efficace de l'or.
Innovations dans la lixiviation de l'or sans cyanure
Les nouvelles méthodes de lixiviation de l'or sans cyanure gagnent du terrain, l'industrie minière recherchant des alternatives plus sûres et plus durables au procédé conventionnel de lixiviation de l'or au cyanure. Ces technologies répondent aux préoccupations urgentes liées à la contamination environnementale, à la sécurité des travailleurs et à l'acceptabilité sociale, tout en repoussant les limites techniques de la récupération de l'or.
Lessivage au thiosulfate
La lixiviation au thiosulfate est devenue un procédé de pointe sans cyanure, permettant l'extraction de l'or à partir de minerais réfractaires qui entravent la lixiviation traditionnelle au cyanure. Les taux de récupération de l'or peuvent atteindre 87 % pour les concentrés complexes à haute teneur en sulfures, notamment en présence d'ammoniac et d'ions cuivre comme catalyseurs. Des additifs, tels que le dihydrogénophosphate d'ammonium, augmentent les rendements et réduisent la consommation de réactifs, diminuant ainsi les coûts et l'impact environnemental. La magnétisation du lixiviant cuivre-ammoniac-thiosulfate améliore encore l'efficacité de la lixiviation, en optimisant les vitesses de dissolution et la teneur en oxygène, ce qui se traduit par une extraction d'or supérieure d'environ 4,74 % par rapport aux systèmes non magnétisés. Toutefois, les taux de récupération peuvent rester limités pour certains minerais doublement réfractaires où l'or est fortement encapsulé par les minéraux, soulignant l'importance de la minéralogie du minerai pour le choix du procédé.
Lixiviation de la glycine
La glycine, un acide aminé naturel et biodégradable, est également un agent de lixiviation efficace pour l'or. Les procédés de lixiviation à la glycine offrent une sélectivité élevée et une faible toxicité, avec des taux d'extraction d'or documentés dépassant 90 % sur certains minerais et résidus à faible teneur, grâce à l'ajout d'ions cuivre et à des prétraitements. Cette technologie est reconnue pour son profil de sécurité amélioré et ses risques minimes pour les sols et l'eau, comparativement à la lixiviation au cyanure. Toutefois, la complexité opérationnelle, le coût des réactifs et les exigences d'optimisation spécifiques à chaque minerai peuvent constituer des freins à son adoption. Des études de cas industrielles en Australie et au Canada démontrent sa faisabilité technique et économique, mais sa mise en œuvre repose sur une analyse détaillée de la concentration de lixiviation de la pulpe, un suivi rigoureux du procédé et une adaptabilité aux caractéristiques spécifiques de chaque mine.
Lessivage des chlorures et des halogènes
Les techniques de lixiviation à base de chlorures et d'autres halogènes offrent des alternatives intéressantes pour les minerais réfractaires et les résidus miniers anciens, notamment lorsque la lixiviation au cyanure pour l'extraction de l'or est compromise par l'encapsulation des minéraux ou les contraintes réglementaires. La lixiviation en tas avec des oxydants comme l'hypochlorite de sodium et l'acide chlorhydrique peut améliorer la récupération de l'or des résidus réfractaires de plus de 40 %. Ces procédés fonctionnent en milieu acide et sont idéalement associés à des prétraitements comme la bio-oxydation ou l'oxydation sous pression pour extraire l'or inaccessible dans les structures minérales primaires. Les défis opérationnels incluent la sécurité de la manipulation des réactifs et le maintien de la stabilité chimique tout au long du procédé. Les analyses de cycle de vie révèlent un potentiel de réchauffement climatique plus faible que les procédés traditionnels au cyanure, mais soulignent également la nécessité de protocoles opérationnels rigoureux.
Méthodes avancées à base de réactifs
Des recherches récentes mettent en lumière des réactifs innovants destinés à une extraction d'or sélective, rapide et efficace. Les systèmes à base de cyanate de sodium, produits avec de l'hydroxyde de sodium et du ferrocyanure de sodium à haute température, présentent des taux de lixiviation de 87,56 % dans les concentrés et supérieurs à 90 % dans le recyclage des déchets électroniques. L'efficacité et la sélectivité sont attribuées à l'isocyanate de sodium, l'espèce active. Le procédé CLEVR, utilisant de l'hypochlorite ou de l'hypobromite de sodium dans un système acide fermé, atteint un rendement en or supérieur à 95 % en quelques heures, contre plus de 36 heures pour la cyanuration classique. Cette méthode génère un résidu inerte et élimine totalement les effluents dangereux et les bassins de résidus, ce qui la rend particulièrement intéressante pour les sites où le traitement et l'élimination des lixiviats de cyanure posent problème.
Une technique chimique en tandem, utilisant la génération in situ d'acide iodhydrique, permet d'améliorer encore la dissolution de l'or à partir de catalyseurs usés, notamment dans les effluents industriels, tout en minimisant le gaspillage de réactifs et en assurant une forte rentabilité. Ces approches démontrent qu'avec des conditions optimisées et un contrôle du procédé en temps réel – notamment grâce à des techniques de mesure de la concentration en cyanure libre et à une mesure précise de la densité du lixiviat d'or – les méthodes sans cyanure peuvent égaler, voire surpasser, celles utilisant le cyanure en termes d'efficacité et de performance environnementale.
Analyse comparative
Efficacité des processus :Les procédés sans cyanure, tels que la lixiviation au thiosulfate magnétisé et à l'hypochlorite, présentent des cinétiques d'extraction et des rendements comparables, voire supérieurs dans certains cas, à ceux du procédé de lixiviation de l'or au cyanure. Les systèmes à base de glycine offrent également des rendements compétitifs pour certains minerais.
Sécurité:Les méthodes sans cyanure éliminent quasiment tous les risques de toxicité aiguë liés à la concentration résiduelle de cyanure dans le lixiviat d'or. Les conditions de travail s'améliorent et les risques liés à la manipulation de produits chimiques sont considérablement réduits. Toutefois, la prudence reste de mise lors de l'utilisation d'oxydants et d'halogènes.
Impact environnemental :La lixiviation sans cyanure génère moins de déchets dangereux, simplifie le traitement et l'élimination du lixiviat et réduit l'impact sur l'eau et les sols. L'analyse du cycle de vie confirme une amélioration substantielle par rapport aux circuits au cyanure, les systèmes en boucle fermée et à résidus non toxiques étant les plus performants.
Le choix de la méthode de lixiviation de l'or la plus respectueuse de l'environnement dépend des caractéristiques du minerai, des réglementations environnementales locales et de l'état de préparation des installations. Les outils de surveillance avancés, tels que le capteur de concentration ultrasonique Lonnmeter pour la mesure du cyanure, demeurent essentiels pour tous les procédés, garantissant une cinétique de lixiviation précise lors de la cyanuration de l'or – que le cyanure soit présent ou non – et permettant des opérations d'extraction d'or robustes et adaptables.
Foire aux questions
Quelle est l'importance de mesurer la concentration de cyanure libre dans le procédé de lixiviation de l'or au cyanure ?
La mesure précise de la concentration en cyanure libre est essentielle à l'efficacité du procédé de lixiviation de l'or au cyanure. Le cyanure libre représente la fraction chimiquement active, capable de former des complexes or-cyanure et de permettre la dissolution de l'or en vue de son extraction. Une concentration insuffisante de cyanure libre peut ralentir la dissolution de l'or et réduire le rendement global ; un excès de cyanure entraîne un gaspillage de réactifs et accroît les risques de contamination environnementale et les coûts du procédé. Les analyseurs automatisés en ligne, contrairement au titrage manuel, permettent un suivi en temps réel, autorisant un contrôle dynamique du dosage du cyanure et garantissant le respect des normes de rejet les plus strictes. Ces pratiques minimisent le gaspillage de produits chimiques et renforcent la sécurité opérationnelle, comme l'ont démontré des études montrant que des concentrations optimales de cyanure libre, autour de 600 ppm, maximisent la récupération de l'or tout en minimisant l'impact environnemental.
Comment la densité du lixiviat affecte-t-elle l'efficacité de la lixiviation du cyanure d'or ?
La densité du lixiviat (ou de la pulpe) influence directement le transfert de masse, le mélange et la disponibilité du cyanure et de l'oxygène pour la dissolution de l'or. Une densité correctement maîtrisée améliore l'exposition des particules d'or aux réactifs et optimise la cinétique de lixiviation. Par exemple, une densité de pulpe plus faible peut augmenter la récupération de l'or en facilitant l'agitation et le contact avec les réactifs, tandis qu'une densité trop élevée peut nuire au mélange et accroître la consommation de cyanure. L'ajustement de la densité de la pulpe, combiné à des facteurs tels que le pH et la température, peut améliorer considérablement les taux d'extraction de l'or et réduire le temps de lixiviation, notamment pour les minerais à faible teneur. Des expériences ont démontré qu'un bon équilibre entre le rapport solide/liquide et la composition des agents de lixiviation peut diviser par deux la consommation de cyanure tout en doublant l'efficacité pour certains types de minerais.
Quels sont les avantages de l'utilisation du concentrateur ultrasonique Lonnmeter pour le contrôle de la concentration de lixiviation de la pâte à papier ?
Le concentrateur ultrasonique Lonnmeter permet une surveillance non invasive et en temps réel de la concentration et de la densité du lixiviat de pulpe. Sa conception à ultrasons non nucléaire, fixée par pince, évite tout contact direct avec les boues dangereuses, éliminant ainsi les risques de fuite et améliorant la sécurité, notamment en milieux corrosifs. L'appareil offre une précision de mesure de 0,3 % et s'intègre parfaitement aux systèmes de contrôle de processus PLC/DCS pour une automatisation continue. Les opérateurs peuvent optimiser l'utilisation des réactifs et ajuster le dosage instantanément afin de maintenir une récupération d'or stable. La conception sans entretien et les matériaux durables et résistants à la corrosion du concentrateur lui permettent de résister aux conditions minières difficiles et garantissent une fiabilité à long terme. Dans des applications allant de la lixiviation de l'or au cyanure à la production de silicate de sodium, le retour d'information en temps réel du Lonnmeter améliore la stabilité du processus, réduit les déchets et contribue à la conformité réglementaire.
Peut-on récupérer l'or sans utiliser de cyanure ?
Oui, des méthodes alternatives de lixiviation de l'or sans cyanure existent. Les techniques utilisant le thiosulfate, les systèmes chlorés, la glycine, l'acide trichloroisocyanurique et le cyanate de sodium ont démontré des taux de récupération de l'or dépassant souvent 87 à 90 %. Ces méthodes sont non toxiques, recyclables et efficaces pour les minerais et les déchets électroniques. Leur adoption dépend de la minéralogie du minerai, du coût, de la complexité du procédé et des réglementations locales. La mise en œuvre varie : certains projets, comme REVIVE SSMB, présentent une durabilité et une efficacité élevées, tandis que d'autres rencontrent des difficultés opérationnelles et des obstacles pour les communautés locales. Bien que les méthodes sans cyanure offrent des avantages environnementaux et répondent à des normes de sécurité plus strictes, leur faisabilité à l'échelle industrielle doit prendre en compte le coût des réactifs et leur compatibilité avec les infrastructures existantes.
Pourquoi est-il important de contrôler la concentration résiduelle de cyanure pendant et après le processus de lixiviation de l'or ?
La maîtrise de la concentration résiduelle de cyanure est essentielle à la protection de l'environnement et à la sécurité humaine. Le cyanure résiduel présent dans le lixiviat présente des risques de toxicité aiguë et doit être géré conformément aux réglementations internationales en matière de rejets. Des techniques telles que l'oxydation chimique, la biodégradation par des micro-organismes spécialisés, l'adsorption sur charbon actif et la photocatalyse sont utilisées pour réduire les niveaux de cyanure avant le rejet des effluents. Un contrôle rigoureux pendant la lixiviation maximise la récupération de l'or et minimise la quantité de cyanure résiduel, réduisant ainsi les besoins en traitement en aval. Le non-respect de ces réglementations entraîne une contamination et des risques sanitaires potentiels pour les populations et les écosystèmes avoisinants. Une gestion responsable du cyanure s'inscrit dans les meilleures pratiques pour concilier rentabilité économique et préservation de l'environnement et contribue à l'acceptabilité sociale de l'exploitation minière.
Date de publication : 26 novembre 2025
