Comment extraire l'or du quartz : méthodes de broyage et de récupération par gravité

Les roches de quartz aurifères peuvent contenir de l’or sous plusieurs formes, allant de l’or natif visible dans les filons de quartz à l’or microscopique associé aux minéraux sulfurés. Comme la forme sous laquelle l’or se présente influence directement sa récupération, la première étape consiste à comprendre le minerai avant de sélectionner les équipements ou de définir un objectif de concassage et de broyage.

1. Comprendre l’or présent dans les roches de quartz avant le traitement

Comment l’or se présente-t-il dans le quartz ?

L’or ne se présente pas nécessairement sous la même forme dans l’ensemble d’un gisement de quartz. Quatre situations courantes sont particulièrement importantes.

Or visible ou natif dans les filons de quartz :

L’or grossier peut se présenter sous forme de particules, de grains ou de veinules visibles dans le quartz. Ce type d’or peut souvent être récupéré efficacement par des méthodes gravimétriques après une réduction granulométrique et une libération appropriées.

Or libre fin dispersé dans le quartz :

L’or peut être présent sous forme de petites particules libérées réparties dans la matrice de quartz. Le concassage et le broyage sont généralement nécessaires pour exposer ces particules avant la concentration gravimétrique.

Or associé à la pyrite et à d’autres sulfures :

Certains minerais de quartz aurifères contiennent de l’or étroitement associé à la pyrite ou à d’autres minéraux sulfurés. La séparation gravimétrique peut récupérer la fraction qui devient libérée, tandis que des méthodes de concentration supplémentaires telles que la flottation peuvent être envisagées pour la fraction associée aux sulfures.

Or très fin ou enfermé dans les minéraux :

L’or peut se présenter sous forme de particules extrêmement fines enfermées dans des sulfures ou d’autres minéraux. Dans ce cas, le simple concassage du quartz et l’utilisation d’équipements gravimétriques peuvent entraîner une récupération incomplète. Un traitement plus avancé peut être nécessaire après des essais appropriés.

Par conséquent, la caractérisation du minerai doit précéder la sélection des équipements. L’examen minéralogique, l’analyse granulométrique, les essais gravimétriques et d’autres tests en laboratoire peuvent aider à déterminer la quantité d’or libre et la finesse de broyage nécessaire à sa libération.

2. Processus d’extraction de l’or à partir des roches de quartz

Un schéma de traitement typique pour un minerai de quartz aurifère en roche dure peut être résumé comme suit :

Alimentation → Concassage primaire → Concassage secondaire → Broyage → Classification → Séparation gravimétrique → Nettoyage du concentré → Traitement des résidus

Étape 1 : Préparation de l’alimentation

Le minerai de quartz tout-venant peut contenir des morceaux surdimensionnés, de l’argile, des matériaux altérés et des déchets indésirables.

Un grizzly peut être utilisé pour éliminer ou contrôler les matériaux surdimensionnés avant leur arrivée dans le concasseur primaire. Un alimentateur vibrant peut fournir un débit d’alimentation plus régulier et contribuer à réguler le matériau entrant dans le circuit de concassage.

Une alimentation contrôlée est importante, car les arrivées excessives de matériau peuvent réduire les performances du concasseur et entraîner une instabilité du fonctionnement en aval.

Étape 2 : Concasser la roche de quartz

Le quartz est dur et abrasif ; il est donc important de choisir des équipements de concassage appropriés.

L’objectif principal du concassage est de réduire les gros blocs de minerai tout-venant en particules plus petites pouvant être traitées efficacement par le circuit de broyage.

Les équipements courants comprennent :

• Concasseur à mâchoires : couramment utilisé pour le concassage primaire des grosses roches de quartz.
• Concasseur à cône : adapté à la réduction secondaire ou tertiaire lorsqu’une granulométrie de produit contrôlée est requise.
• Concasseur à percussion : peut convenir à certaines applications utilisant des matériaux moins abrasifs ou présentant des caractéristiques spécifiques.
• Crible vibrant : sépare les particules selon leur taille et peut être utilisé dans un circuit de concassage en boucle fermée.

Une configuration typique peut donc être :

Roche de quartz tout-venant → Concasseur à mâchoires → Crible vibrant → Concasseur à cône → Produit fin

Les matériaux surdimensionnés provenant du crible peuvent être renvoyés au concasseur pour une réduction supplémentaire.

Étape 3 : Broyer le minerai concassé

Le concassage seul peut ne pas libérer suffisamment d’or pour permettre une récupération efficace. Le broyage réduit davantage le minerai et contribue à libérer l’or du quartz et des autres minéraux.

Un broyeur à boulets est couramment utilisé dans les circuits de broyage conventionnels. Selon les caractéristiques du minerai et la granulométrie requise du produit, des broyeurs à barres ou d’autres technologies de broyage peuvent également être envisagés.

L’objectif n’est pas simplement de rendre le minerai aussi fin que possible. Il s’agit d’obtenir une libération suffisante tout en évitant une consommation d’énergie inutile et une production excessive de particules fines.

Étape 4 : Classifier le matériau broyé

Après le broyage, le matériau est classé en fonction de sa granulométrie.

Les hydrocyclones sont couramment utilisés dans les systèmes de broyage en circuit fermé. D’autres classificateurs peuvent également être appropriés selon la configuration de l’usine.

Les particules grossières qui n’ont pas atteint la taille requise peuvent être renvoyées vers le broyeur, tandis que le matériau suffisamment fin est dirigé vers l’étape de récupération.

Une classification efficace contribue à maintenir des conditions de broyage stables et empêche les particules insuffisamment libérées d’entrer dans le circuit de récupération.

3. Récupération gravimétrique de l’or libre à partir du quartz

Pourquoi la séparation gravimétrique fonctionne-t-elle pour l’or libre ?

La concentration gravimétrique exploite les différences de densité entre les particules.

L’or natif possède une densité beaucoup plus élevée que le quartz et de nombreux minéraux de gangue courants. Lorsque l’or est suffisamment libéré, les équipements gravimétriques peuvent concentrer les particules aurifères les plus lourdes, tandis qu’une grande partie des matériaux plus légers s’éloigne du concentré.

Cependant, la séparation gravimétrique est particulièrement efficace lorsque l’or se présente sous forme de particules libérées. L’or qui reste enfermé dans la pyrite, le quartz ou un autre minéral peut ne pas être récupéré efficacement simplement en raison de sa forte densité.

Principaux équipements de récupération gravimétrique de l’or

Équipement	Rôle typique	Caractéristiques de l’or adaptées
Concentrateur d’or	Concentration gravimétrique primaire	Or libre fin à grossier
Table à secousses	Nettoyage du concentré	Or fin et libéré
Jig	Concentration gravimétrique	Or libre plus grossier
Concentrateur centrifuge	Récupération de l’or fin/libre	Or fin et libéré
Rampe de lavage	Récupération gravimétrique simple	Or plus grossier/libre, selon l’alimentation

L’équipement sélectionné doit être adapté à la distribution granulométrique des particules d’or, aux caractéristiques de l’alimentation, aux exigences de capacité et aux objectifs de récupération.

Circuit de concentration gravimétrique

Un circuit gravimétrique pratique pour un minerai de quartz aurifère approprié peut être présenté comme suit :

Concassage → Broyage → Classification → Concentrateur gravimétrique → Nettoyage du concentré → Concentré d’or

Un concentrateur gravimétrique peut récupérer une partie de l’or libéré provenant du circuit de broyage. Le concentré obtenu peut ensuite être enrichi à l’aide d’une table à secousses ou d’un autre procédé de nettoyage approprié.

Dans certains circuits, la récupération gravimétrique peut être effectuée relativement tôt afin d’éliminer l’or grossier libéré avant un traitement supplémentaire.

4. À quel point faut-il concasser et broyer la roche de quartz ?

Il n’existe pas de granulométrie de broyage universelle pour le quartz aurifère.

La granulométrie appropriée dépend principalement de la taille et de la distribution des particules d’or, ainsi que du degré auquel l’or est enfermé dans le quartz ou les minéraux sulfurés.

Plusieurs facteurs doivent être pris en compte :

• Granulométrie à la sortie du concasseur
• Granulométrie d’alimentation du broyeur
• Taille des particules d’or
• Taille de libération de l’or
• Associations minérales
• Récupération gravimétrique souhaitée
• Consommation d’énergie
• Production de boues et de particules fines

Par exemple, l’or natif grossier peut être suffisamment libéré après une réduction granulométrique relativement modérée, tandis que l’or fin enfermé dans les minéraux sulfurés peut nécessiter un broyage beaucoup plus fin et une méthode de récupération différente.

La relation peut être résumée comme suit :

Plus de broyage → libération potentiellement plus importante → récupération potentiellement meilleure

mais aussi :

Plus de broyage → consommation d’énergie plus élevée → potentiellement plus de particules fines

Par conséquent, l’objectif doit être d’optimiser la libération plutôt que de rechercher une finesse maximale.

Un examen minéralogique, des essais de broyage en laboratoire, des essais gravimétriques et des tests de récupération doivent être utilisés pour déterminer la granulométrie cible appropriée pour un minerai de quartz aurifère donné.

5. Méthodes de récupération de l’or pour différents minerais de quartz aurifère

1. Or libre grossier

L’or natif grossier qui se libère pendant le concassage peut être particulièrement adapté à la récupération gravimétrique.

Selon la taille des particules et la conception du circuit, des équipements tels qu’un jig, un concentrateur centrifuge, une rampe de lavage ou une table à secousses peuvent être envisagés.

La récupération précoce de l’or grossier peut également réduire la quantité de matériau de valeur circulant dans les étapes ultérieures.

2. Or libre fin

L’or libre fin nécessite généralement une libération suffisante avant de pouvoir être récupéré efficacement par des équipements gravimétriques.

Les concentrateurs centrifuges peuvent être envisagés pour l’or fin libéré, tandis que les tables à secousses sont souvent utilisées pour le nettoyage et l’enrichissement des concentrés.

Les performances réelles de récupération dépendent de la taille des particules d’or, de la densité de l’alimentation, de la minéralogie, des conditions hydrauliques et des paramètres de fonctionnement de l’équipement.

3. Or associé aux sulfures

Les minerais de quartz aurifère peuvent contenir de l’or associé à la pyrite et à d’autres minéraux sulfurés.

Les équipements gravimétriques peuvent récupérer l’or libéré, mais l’or contenu dans les particules sulfurées peut rester dans les résidus de la séparation gravimétrique.

Dans de tels cas, la flottation peut être intégrée au schéma de traitement afin de concentrer les minéraux sulfurés aurifères. L’approche appropriée dépend des essais minéralogiques et métallurgiques.

4. Or réfractaire

L’or réfractaire est plus difficile à récupérer, car l’or peut être enfermé dans des minéraux sulfurés ou d’autres matrices minérales.

Pour ces minerais, le concassage et la concentration gravimétrique seuls peuvent entraîner une récupération incomplète. Un traitement supplémentaire peut être nécessaire après des essais détaillés.

La distinction importante est qu’un minerai réfractaire n’est pas simplement un minerai qui nécessite un concassage plus fin. La nature minéralogique de l’association de l’or détermine le traitement supplémentaire qui peut être nécessaire.

6. Comment améliorer la récupération de l’or à partir des roches de quartz

Contrôler le concassage et le broyage

Faire fonctionner les concasseurs et les broyeurs en circuit fermé afin d’obtenir une distribution granulométrique régulière. Éviter la production excessive de particules ultrafines. Adapter la finesse de broyage cible à la taille réelle de libération déterminée par les essais plutôt que d’adopter une finesse arbitraire.

Optimiser l’alimentation du concentrateur gravimétrique

Les principales variables comprennent la densité de la pulpe, la distribution granulométrique de l’alimentation, les débits d’eau et les réglages propres à la machine (force G, course, fréquence, inclinaison). Un échantillonnage régulier de l’alimentation, du concentré et des résidus permet aux opérateurs de détecter rapidement les écarts.

Utiliser plusieurs étapes de récupération lorsque cela est nécessaire

Un circuit gravimétrique à passage unique atteint rarement une récupération maximale. Une configuration pratique consiste à effectuer une concentration gravimétrique primaire, un nettoyage intensif du concentré et une récupération secondaire des résidus ou des produits intermédiaires gravimétriques. Dans certains circuits, la récupération gravimétrique est appliquée à la fois avant et après la flottation ou d’autres opérations unitaires.

7.Conclusion

L’extraction de l’or à partir des roches de quartz consiste principalement à libérer et à récupérer l’or en fonction de sa forme de présence dans le minerai. L’or visible et grossier, l’or libre fin, l’or associé aux sulfures et l’or réfractaire nécessitent des stratégies de traitement différentes.

Pour les minerais de quartz aurifère faciles à traiter par des méthodes conventionnelles, un schéma de traitement de départ courant est :

Alimentation → Concassage → Broyage → Classification → Séparation gravimétrique → Nettoyage du concentré → Traitement des résidus

Les concasseurs à mâchoires et les concasseurs à cône peuvent réduire la roche de quartz à une granulométrie adaptée à l’alimentation du broyeur, tandis que les broyeurs à boulets et les équipements de classification peuvent préparer le matériau pour la récupération. Des équipements gravimétriques tels que les concentrateurs centrifuges, les jigs, les rampes de lavage et les tables à secousses peuvent ensuite récupérer l’or libéré.

Le principe le plus important est d’éviter de sélectionner une granulométrie de concassage ou de broyage simplement à partir d’une valeur standard. La granulométrie optimale doit être déterminée à partir de la taille réelle des particules d’or, des associations minérales, des caractéristiques de libération et des résultats des essais métallurgiques. Pour les minerais contenant une quantité importante d’or associé aux sulfures ou d’or réfractaire, des technologies de récupération supplémentaires peuvent être nécessaires au-delà du concassage et de la concentration gravimétrique.

FAQ

FAQ 1 : Quelle est la meilleure méthode pour extraire l’or du quartz ?

Il n’existe pas de méthode unique qui soit la meilleure pour tous les minerais de quartz aurifère. Pour l’or libre grossier et libéré, la concentration gravimétrique peut être efficace. L’or associé aux sulfures ou présent sous forme de particules extrêmement fines peut nécessiter un traitement supplémentaire.

FAQ 2 : Le broyage est-il nécessaire avant la récupération gravimétrique de l’or ?

Souvent, oui pour les minerais de quartz en roche dure, car l’or peut être enfermé dans le quartz. Toutefois, l’intensité de broyage nécessaire dépend des caractéristiques de libération de l’or.

FAQ 3 : Une table à secousses peut-elle récupérer l’or fin du minerai de quartz ?

Une table à secousses peut être utilisée pour nettoyer et enrichir les concentrés gravimétriques contenant de l’or fin suffisamment libéré. Son efficacité dépend fortement de la distribution granulométrique et de la préparation de l’alimentation.

FAQ 4 : Tout l’or contenu dans le quartz peut-il être récupéré par concassage et séparation gravimétrique ?

Non. Le concassage et la concentration gravimétrique ciblent principalement l’or libre et libéré. L’or fin, chimiquement associé ou réfractaire peut nécessiter d’autres procédés de récupération.