Le traitement du minerai d’or est l’ensemble des opérations utilisées pour libérer l’or de la roche hôte, le séparer des minéraux indésirables et produire un concentré d’or récupérable ou du doré. Pour les gisements d’or en roche dure, il n’existe pas de configuration d’équipements unique adaptée à tous les minerais. Le schéma de traitement optimal dépend de la manière dont l’or se présente, de sa granulométrie, de ses associations minérales, de sa teneur et des caractéristiques de la roche environnante.
Une usine typique de traitement de l’or en roche dure peut comprendre le concassage, le criblage, le broyage, la classification, la concentration gravimétrique, la flottation, la cyanuration, la récupération de l’or, la fusion et la gestion des résidus. La clé de l’efficacité consiste à sélectionner uniquement les étapes et les équipements réellement nécessaires au traitement du minerai.
La première étape pour récupérer l’or de la roche consiste à identifier le type de minerai. L’or peut se présenter sous forme de particules libres relativement grossières, de particules fines associées à des minéraux sulfurés ou dans des minéraux réfractaires auxquels la cyanuration conventionnelle n’accède pas facilement.
La classification du minerai ne suffit pas à elle seule. Des essais métallurgiques et une analyse minéralogique doivent déterminer la distribution granulométrique des particules d’or, les associations minérales, la taille de libération, le comportement en récupération et les conditions de traitement appropriées. Ces résultats constituent la base du choix du schéma de traitement et du dimensionnement des équipements.
| Type de minerai | Méthode principale de récupération recommandée | Plage de récupération typique* |
| Minerai oxydé facilement broyable | Gravimétrie + cyanuration/CIL ou CIP | 85–95 %+ |
| Minerai associé aux sulfures | Flottation + traitement du concentré, souvent avec lixiviation | 70–90 %+ |
| Sulfure réfractaire | Prétraitement + lixiviation | 75–95 %+ |
| Or libre grossier | Concentration gravimétrique | Très variable ; une forte récupération de l’or grossier libéré est possible |
Un schéma conventionnel de traitement de l’or en roche dure peut être résumé comme suit :
Minerai tout-venant (ROM) → Concassage → Criblage → Broyage → Classification → Gravimétrie/Flottation → Lixiviation → Récupération de l’or → Fusion → Traitement des résidus
Le minerai tout-venant (ROM) est généralement trop gros pour les équipements de broyage. Le concassage réduit la roche à une taille appropriée, souvent inférieure à 20–25 mm avant le broyage, bien que la taille cible réelle dépende du broyeur en aval et des caractéristiques du minerai.
Un système de concassage en circuit fermé utilise des cribles pour séparer les matériaux ayant la granulométrie appropriée des matériaux surdimensionnés. Les matériaux trop gros sont renvoyés vers le concasseur, ce qui contribue à maintenir une granulométrie d’alimentation constante.
Le concassage en plusieurs étapes peut réduire l’énergie nécessaire au broyage et limiter la production excessive de fines indésirables. Un contrôle approprié de l’alimentateur contribue également à stabiliser les performances du concasseur.
L’élimination de l’acier et des autres métaux indésirables avant leur arrivée dans les concasseurs ou les broyeurs peut éviter des dommages coûteux aux équipements.
Le concassage seul ne permet généralement pas de libérer les fines particules d’or. Le broyage réduit le minerai à une granulométrie beaucoup plus fine afin que les minéraux aurifères puissent être séparés de la gangue.
Une cible courante peut être d’environ 70–90 % passant à 75–200 mesh, selon le minerai. Une cible de 200 mesh correspond à environ 75 µm.
Les broyeurs à boulets sont particulièrement courants dans les usines conventionnelles de traitement de l’or. Les grandes exploitations peuvent utiliser des broyeurs SAG ou AG pour le broyage primaire, suivis de broyeurs à boulets pour un broyage plus fin.
Le broyage est souvent l’un des principaux consommateurs d’énergie dans une usine de traitement des minerais. Dans certaines installations, il peut représenter environ 40–60 % de l’énergie de traitement ou des coûts d’exploitation liés au broyage, ce qui rend l’optimisation des broyeurs particulièrement importante.
Un système de broyage en circuit fermé est normalement privilégié. Les hydrocyclones ou les classificateurs séparent les particules fines des particules grossières, ces dernières étant renvoyées vers le broyeur.
De la chaux peut également être ajoutée à cette étape lorsqu’un contrôle du pH est nécessaire pour la cyanuration en aval.
La concentration gravimétrique est particulièrement utile lorsque le minerai contient de l’or libre grossier et libéré.
La récupération gravimétrique peut être intégrée au circuit de broyage ou placée immédiatement après celui-ci. Pour les minerais appropriés, elle peut récupérer une part importante de l’or grossier avant le traitement chimique.
L’un de ses principaux avantages est que la concentration gravimétrique ne nécessite ni cyanure ni autres réactifs chimiques. Elle peut donc réduire la quantité d’or entrant dans la lixiviation en aval et potentiellement diminuer la consommation de réactifs.
Selon le minerai, un circuit gravimétrique peut récupérer 20–50 % ou plus de l’or total contenu à un stade précoce, bien que les résultats réels varient considérablement.
La gravimétrie est particulièrement intéressante lorsque l’or est grossier et bien libéré. Elle est moins efficace lorsque l’or est extrêmement fin ou enfermé dans des minéraux sulfurés.
La flottation est couramment utilisée lorsque l’or est associé à des minéraux sulfurés ou lorsqu’il est avantageux de produire un concentré plus petit et à forte valeur.
Dans un circuit de flottation, les collecteurs favorisent l’adhésion des minéraux ciblés aux bulles d’air, tandis que les moussants contribuent à créer une phase de mousse stable. Des déprimants et des modificateurs peuvent également être utilisés pour améliorer la sélectivité.
Les circuits industriels comprennent généralement des étapes de dégrossissage, de nettoyage et d’épuisement. Les cellules de flottation mécaniques sont largement utilisées, tandis que les colonnes de flottation peuvent être employées pour certaines applications de nettoyage.
Le concentré sulfuré aurifère obtenu peut ensuite être traité par lixiviation, grillage, oxydation sous pression, fusion ou un autre procédé approprié.
Les performances de la flottation dépendent fortement de la minéralogie, de la granulométrie, de la chimie des réactifs et de la qualité de l’eau. Des essais en laboratoire sont donc essentiels.
La cyanuration reste la principale méthode utilisée pour dissoudre l’or. Dans les circuits Carbon-in-Leach (CIL) ou Carbon-in-Pulp (CIP), l’or est dissous par une solution diluée de cyanure de sodium en présence d’oxygène, puis adsorbé sur du charbon actif. Les cuves de lixiviation agitées fournissent le temps de séjour nécessaire (généralement 24–48 heures). Le charbon est criblé, élué (désorbé) puis régénéré. L’or est récupéré de l’éluat chargé par électrolyse.
La lixiviation en tas est utilisée pour les minerais oxydés à faible teneur et perméables. Le minerai concassé est empilé sur des plateformes étanchées, aggloméré si nécessaire, puis irrigué avec une solution diluée de cyanure. La solution chargée est collectée et traitée par adsorption sur charbon ou par le procédé Merrill-Crowe.
Les principaux paramètres de contrôle du procédé comprennent le pH (maintenu à 10–11 avec de la chaux afin d’empêcher la formation de HCN), la concentration en cyanure libre, les niveaux d’oxygène dissous, la densité de la pulpe et le temps de séjour.
Après la récupération de l’or, le produit peut être un concentré aurifère, un précipité ou un matériau issu de charbon chargé.
Élution → Électrolyse → Séchage → Fusion → Doré
Un four fait fondre le matériau récupéré, produisant un alliage semi-raffiné d’or et d’argent appelé doré.
Lorsqu’une pureté plus élevée est requise, un affinage supplémentaire peut être effectué. Les technologies industrielles d’affinage comprennent le procédé de chloration Miller et l’électrolyse Wohlwill, selon la pureté requise et la composition de l’alimentation.
La meilleure usine de traitement de l’or commence par l’analyse du minerai plutôt que par le catalogue des équipements.
Échantillonnage du minerai → Analyse minéralogique → Essais métallurgiques → Analyse de la libération → Sélection du schéma de traitement → Dimensionnement des équipements → Évaluation CAPEX/OPEX → Essais pilotes → Conception de l’usine
Concasseur à mâchoires → Broyeur à boulets → Concentrateur gravimétrique → Table à secousses
Une exploitation industrielle de grande taille peut utiliser plusieurs étapes de concassage, de grands broyeurs, une récupération gravimétrique, la flottation, le CIL/CIP, l’électrolyse, des systèmes automatisés de dosage des réactifs et un traitement avancé des résidus.
Plus l’usine est grande, plus l’automatisation, la surveillance des procédés, la planification de la maintenance et l’efficacité énergétique deviennent importantes.
Toutefois, les équipements avancés doivent être justifiés par des essais métallurgiques et une analyse économique. Une machine sophistiquée n’est pas nécessairement le meilleur choix si le minerai n’en tire aucun bénéfice.
ROM → Concasseur à mâchoires → Concasseur à cône → Crible vibrant → Broyeur à boulets → Hydrocyclone → Récupération gravimétrique → Cuves CIL → Récupération du charbon → Élution → Électrolyse → Fusion
Cette configuration combine la récupération gravimétrique précoce et la cyanuration afin de récupérer à la fois l’or grossier et l’or fin.
ROM → Concassage → Criblage → Broyage → Concentrateur gravimétrique → Table à secousses → Traitement du concentré
Cette approche peut réduire la consommation de produits chimiques et simplifier le traitement en aval, bien que l’or fin ou encore enfermé puisse nécessiter un traitement supplémentaire.
ROM → Concassage → Criblage → Agglomération si nécessaire → Mise en tas → Irrigation → Collecte de la solution aurifère → Récupération de l’or → Recyclage de l’eau
La lixiviation en tas peut être économiquement intéressante car elle peut éviter la forte consommation d’énergie associée au broyage fin.
Le traitement efficace de l’or en roche dure dépend de l’adéquation entre les caractéristiques du minerai, la méthode de récupération et les équipements. Les minerais facilement broyables peuvent bien répondre à la concentration gravimétrique et au CIL, les minerais associés aux sulfures bénéficient souvent de la flottation, tandis que les minerais réfractaires peuvent nécessiter un prétraitement par oxydation avant la cyanuration.
La décision la plus importante n’est pas de choisir un concasseur à mâchoires, un broyeur à boulets, une cellule de flottation ou une cuve CIL. Il s’agit de déterminer comment l’or se présente dans le minerai. Les essais métallurgiques et l’analyse minéralogique doivent établir la taille de libération, la distribution granulométrique de l’or, les associations minérales et le taux de récupération réalisable avant de sélectionner le schéma de traitement final.
Un circuit bien conçu peut réduire le broyage inutile, améliorer la récupération de l’or, diminuer la consommation de réactifs et d’énergie et équilibrer l’investissement en capital avec les coûts d’exploitation à long terme.
Il n’existe pas de méthode unique adaptée à tous les minerais. La séparation gravimétrique est souvent efficace pour l’or libre grossier et libéré. La flottation est couramment utilisée pour l’or associé aux minéraux sulfurés. La lixiviation CIL ou CIP peut convenir à de nombreux minerais finement broyés et solubles dans le cyanure, tandis que la lixiviation en tas peut être envisagée pour certains minerais à faible teneur et perméables. La méthode appropriée doit être sélectionnée à partir d’essais métallurgiques.
Dans un circuit Carbon-in-Leach (CIL), la lixiviation au cyanure et l’adsorption sur charbon actif se déroulent simultanément dans les mêmes cuves. Dans un circuit Carbon-in-Pulp (CIP), l’or est d’abord lixivié, puis adsorbé sur du charbon actif lors d’étapes distinctes. Ces deux procédés sont des méthodes industrielles de lixiviation qui nécessitent une ingénierie professionnelle, un contrôle des produits chimiques, des systèmes de confinement et de détoxification ainsi que le respect des réglementations locales en matière d’environnement et de sécurité.
Un broyeur à boulets réduit le minerai concassé à une granulométrie fine afin que les particules d’or puissent être libérées du quartz, des sulfures et des autres minéraux de la gangue. La granulométrie de broyage appropriée est essentielle : un broyage trop grossier peut laisser l’or enfermé dans le minerai, tandis qu’un broyage excessif peut augmenter la consommation d’énergie et générer des boues fines problématiques.
Oui. Une installation de concassage mobile ou semi-mobile peut être utile pour les gisements éloignés, les travaux au stade de l’exploration, les projets de petite taille ou les exploitations nécessitant une manutention flexible du minerai. Toutefois, le broyage, la récupération, la lixiviation, la gestion de l’eau et la gestion des résidus nécessitent généralement des équipements modulaires ou fixes supplémentaires au-delà du concasseur mobile lui-même.
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