Comment l'or est pompé hors de la planète

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-16 16:04

Le prospecteur récupère une ou deux pelles de terre de la berge ou du fond de la rivière, la jette dans un bac à fond concave, puis lave longuement l'argile, le sable et les cailloux dans l'eau, en regardant attentivement dans la suspension boueuse - quelque chose ne brillera-t-il pas ? La récompense est quelques grains de sable jaune tout au fond du plateau. Ou une petite pépite, si vous avez de la chance…

Eh bien, maintenant, nous allons raconter une autre histoire sur l'extraction de l'or. Une histoire qui n'a presque rien à voir avec ce qui précède.

À strictement parler, l'or pur existe purement en théorie. Même dans l'or 999,9, à partir duquel sont fabriqués les lingots de banque, il y a, comme on peut le comprendre à partir de l'indice, un dix-millième d'impuretés. Mais cet or est un produit industriel. Il n'est pas nécessaire de penser à trouver quelque chose de similaire dans la nature.

Le sable d'or lavé par les prospecteurs ou les dragues mécanisées n'est en fait qu'une matière première, un concentré, qui fondra plus d'une fois et subira une dissolution-précipitation (raffinage) avant d'être débarrassée de nombreuses impuretés. Et pourtant, il est plus facile de travailler avec de l'or placérien qu'avec de l'or de gisements primaires, où le métal jaune reste incrusté dans la roche - rarement sous forme de filons et souvent sous forme de particules microscopiques invisibles à l'œil nu, en fait, poussière finement dispersée.

Dans ce dernier cas, les plateaux, les dragues et tout autre outil sont inutiles - vous devez faire appel à la chimie pour obtenir de l'aide.

Ténacité de la race

La méthode classique est le traitement du minerai concassé avec une solution aqueuse de cyanure de sodium en présence d'oxygène (cyanuration). L'or est en fait éliminé du minerai: son atome se combine en solution en un ion avec du carbone et de l'azote. Ensuite, l'or est précipité de la solution (avec un certain nombre d'impuretés, principalement avec de l'argent).

Mais le cas le plus difficile est celui des minerais dits réfractaires. En eux, des grains de poussière d'or de plusieurs microns de diamètre sont enfermés dans des coquilles de sulfure constituées de pyrite (composés de soufre et de fer) ou d'arsénopyrite (fer, soufre, arsenic). Le problème est que les coquilles de sulfure ne sont pas mouillées ou dissoutes par l'eau, donc la cyanuration directe du minerai réfractaire ne donnera presque rien.

Il faut en quelque sorte casser cette coque et en retirer un précieux grain de poussière… Ou peut-être n'avez-vous pas besoin de souffrir - pourquoi les bons vieux plateaux et dragues sont-ils mauvais ? Nécessaire! Partout dans le monde, les gisements de placers sont sur le point de s'épuiser et la majeure partie de l'or mondial est déjà produite à partir de minerais, y compris de minerais réfractaires.

Or et glace

Ce sont des minerais de ce type qui sont extraits sur le site de l'usine d'extraction et de traitement des ressources Albazino (GOK), propriété de la société russe Polymetal - la deuxième de Russie en termes d'extraction d'or. Voici le bord des collines recouvertes d'une fine taïga, un coin presque inhabité de l'immense territoire de Khabarovsk.

Il y a plus d'une centaine de kilomètres entre la production de minerai, où 1 200 employés travaillent exclusivement en rotation, jusqu'à l'agglomération la plus proche. La ville d'Amoursk, où les produits du GOK sont transformés dans l'usine hydrométallurgique locale, est à environ quatre cents kilomètres.

La route d'Amoursk à Albazino est aux deux tiers non pavée et les mêmes deux tiers traversent la taïga dense. Des centaines de kilomètres sans agglomérations, stations-service, cafés en bordure de route et communications cellulaires.

Ici, le compagnon du conducteur est un talkie-walkie. Les usagers de la circulation écoutent la même fréquence afin, si nécessaire, de transmettre aux "voisins" des informations concernant la situation sur la route, d'avertir de quelque chose, de demander de l'aide. Vous ne pouvez communiquer avec le monde extérieur qu'à partir d'un téléphone satellite, mais ce n'est pas un luxe abordable pour tout le monde.

Environ 50 km plus loin, la route vers Albazino est bloquée par la rivière Amgun, rapide et pleine d'eau, le dernier grand affluent de l'Amour avant qu'il ne se jette dans l'océan Pacifique. En été, il y a un ferry et en hiver, il y a une traversée de glace. La traversée est spécialement renforcée en y versant de l'eau et en gelant une couche de glace supplémentaire, de sorte que la rivière en hiver soit traversée calmement non seulement par des voitures, mais aussi par des tracteurs chargés de 42 tonnes de concentré de flottation (avec des produits GOK) avec des remorques.

Cadeaux des entrailles

Les collines locales ne sont pas hautes, mais elles participent au processus d'échelle planétaire. L'Amérique et l'Eurasie entrent progressivement en collision, créant un énorme stress sismique sur tout le périmètre de l'océan Pacifique.

Ce périmètre est appelé la ceinture de feu du Pacifique. Le plissement des terres dans l'Extrême-Orient russe a également résulté de la collision des plaques continentale et océanique. Et bien sûr, des volcans ont éclaté dans ces régions. Avec le magma liquide, ils ont transporté l'or des profondeurs vers la surface, créant de futurs gisements.

Des traces d'une ancienne caldeira volcanique (un volcan qui s'est effondré vers l'intérieur) ont également été trouvées dans la zone de la mine Albazino.

Dans les profondeurs de l'antisynclinorium, sous la couche de "jeunes" dépôts quaternaires (argiles, loams), se trouvent des roches sédimentaires telles que des grès - elles sont apparues à la suite de l'altération de montagnes plus anciennes. Ici et là, les roches sédimentaires sont coupées de bas en haut par d'étroites digues - des coins extraits des entrailles du magma. C'est dans ces dykes que les géologues trouvent des corps aurifères.

Tonnes et grammes

Il n'y a pas si longtemps, nous avons publié un rapport d'une mine de cuivre et déclaré que le minerai de cuivre extrait par la méthode de la mine ne contenait que 3% de cuivre. Il semblait que ce soit très peu - seulement 30 kg de métal précieux par tonne de pierre extraite ! Le minerai, qui est extrait à Albazino Resources, contient en moyenne 0, 0005% d'or, soit 5 g par tonne.

Est-ce vraiment rentable ? Au prix mondial actuel de l'or (environ 1600 $ l'once troy - 31,1 g), c'est tout à fait. Mais cela semble impressionnant: il y a autant de métal précieux dans un lingot d'or de banque standard (environ 12 kg) que dans 27 camions-bennes miniers pleins d'une capacité de charge de 90 tonnes chacun. En réalité, il faudra plus de camions pour récupérer le lingot: il n'existe pas encore de méthodes industrielles pour extraire à cent pour cent l'or du minerai.

Les camions à benne basculante de 90 tonnes sont utilisés dans les carrières - où l'or est extrait à ciel ouvert. Il y a plusieurs carrières ici, et toutes sont nommées par des noms féminins.

La plus productive pour aujourd'hui est Anfisa, la carrière d'Olga a déjà été exploitée et fermée. La vie d'une carrière commence par l'exploration géologique, qui est effectuée par les méthodes de carottage, lorsqu'un échantillon cylindrique est foré dans la roche, et les déblais, lorsque la roche concassée extraite du puits est analysée (c'est une méthode plus facile et méthode moins chère). Les données des géologues sont envoyées au service de planification minière, où, à l'aide d'un logiciel, un modèle de l'occurrence du gisement est construit et le schéma d'extraction de minerai le plus économiquement réalisable est créé. Commence alors le travail de création d'une carrière.

La première étape consiste à enlever les morts-terrains - le sol recouvrant les horizons de minerai. Eh bien, alors méthodiquement, chaque jour, des puits sont forés dans l'une ou l'autre section de la roche, qui sont remplis d'explosifs, et après un petit contrôle, des excavatrices et des camions-benne viennent sur le site de dynamitage pour sélectionner le minerai et l'amener au usine locale d'extraction et de traitement.

La carrière se développe vers le bas, ses flancs en pente douce convergent vers le centre en corniches concentriques: entre les horizons, des "étagères" - bermes sont laissées. Certains d'entre eux sont étroits et ne servent qu'à la résistance structurelle de la mine, d'autres sont utilisés comme voies de transport pour la technologie. La carrière - majestueuse comme un amphithéâtre romain - donne une impression de solidité qui peut être trompeuse. Par conséquent, les parois de la carrière sont constamment balayées par un radar spécial capable de suivre les moindres mouvements de masses rocheuses. C'est plus calme comme ça.

Les carrières ont une profondeur de 200 à 300 m, mais le plus souvent le corps minéralisé a une forme oblongue étroite et continue encore plus bas. Théoriquement, vous pouvez créer une carrière plus profonde, mais pour résister à la pente douce des côtés, vous devrez creuser un bol d'un diamètre énorme et consacrer beaucoup de temps et d'énergie à excaver complètement l'excès de roche. Sortir? L'exploitation minière souterraine.

Sous terre sur une Toyota

Au fond de la mine à ciel ouvert d'Olga, où l'exploitation à ciel ouvert a été achevée, se trouve l'une des entrées du royaume souterrain d'Albazino Resources. Dans les profondeurs de la route sinueuse, nous sommes conduits par le Toyota Land Cruiser 70 "invincible", spécialement modifié par l'une des entreprises canadiennes pour voyager à travers les chantiers miniers. Vous trouverez ci-dessous la durée de vie habituelle de la mine: les plates-formes de forage forent des trous pour la pose d'explosifs, des machines à godets trapues et trapues extraient le minerai concassé, puis le transfèrent dans des camions à benne basculante spéciaux.

Si nous imaginons un corps minéralisé comme une sorte de colonne allant dans les profondeurs, alors son développement s'effectue comme suit. Tout d'abord, des rampes inclinées (ces mêmes serpentines) traversent le fond de la mine à ciel ouvert sur les côtés du corps minéralisé (dans les stériles). Puis entre les sorties (en contournant également le minerai), des galeries de transport, ou simplement des tunnels, sont réalisées. Et maintenant d'eux à la ruée vers le minerai.

Des machines y pénètrent et transforment tout un segment de la "colonne" en pierre concassée, qui est emmenée dans la montagne. Mais quitter l'énorme cavité épuisée est dangereux, donc avant que les mineurs ne descendent pour exploiter l'horizon suivant, les vides laissés par le minerai sélectionné sont coulés avec du béton. En Afrique du Sud, il y a la mine d'or de Mponeng, qui descend de quatre kilomètres.

A Albazino, l'ordre des profondeurs est plus modeste: des centaines de mètres, mais la longueur totale de la pénétration souterraine est impressionnante. Depuis 2009, les mineurs ont franchi plus de 100 km de tunnels.

Pierre de mousse

Qu'il soit extrait d'une carrière ou extrait dans une mine, le minerai finit en tas (tas) à côté de l'usine de traitement du minerai. Le minerai peut être noir, gris, presque blanc, brunâtre, mais aucun signe d'or n'y est détecté visuellement et il est impossible de le distinguer des stériles à vue. Cependant, la couleur n'est pas la seule différence.

Avec une moyenne d'environ 5 g d'or par tonne, on trouve ici des minerais d'une teneur de 2 g ou moins à 3 kg par tonne. Les matières premières diffèrent également en termes de résistance et d'extractibilité. Pour utiliser des minerais de qualité différente dans le travail, mais pour fabriquer des produits (concentré de flottation) dans le cadre d'indicateurs prévus, différents minerais sont chargés, c'est-à-dire qu'ils sont mélangés dans une certaine proportion.

L'essence de ce qui se passe au GOK peut se résumer en deux mots: broyage et flottation. Afin de couper le maximum d'excès et d'enlever aux matières premières autant de minuscules particules contenant de l'or que possible, le minerai, ou plutôt la suspension slurry-water, est broyé dans d'énormes fûts en présence de billes de haute résistance. acier. Le produit de broyage est envoyé au cyclonage (séparation vortex) des fractions grossières et fines.

Les poussières les plus fines vont à la flottation, les gros grains au rebroyage. Les films de sulfure entourant l'or, comme déjà mentionné, ne sont pas mouillés avec de l'eau. C'est un problème pour la récupération chimique de l'or, mais pour l'enrichissement, qui repose en grande partie sur des processus physiques, l'inconvénient devient un avantage. La pulpe est saturée d'air, des composés moussants d'alcools de haut poids moléculaire y sont ajoutés.

Les bulles entourent les "capsules" de sulfure et les soulèvent vers le haut. Une mousse précieuse est déchargée et le minerai, qui est toujours dans la machine de flottation, est rebroyé puis flotté. Le résultat de l'ensemble du processus en plusieurs étapes est une boue solide (gâteau) extraite de la mousse, appelée concentré de flottation. La dernière étape est le séchage dans un tambour, où le gâteau est amené à une teneur en humidité standard de 6%. Le concentré sec est chargé dans des sacs spéciaux contenant 14 tonnes de matières premières. Trois de ces sacs sont mis sur une plate-forme avec un tracteur et vont à Amoursk, chez les métallurgistes.

Quelques chiffres. Du minerai fourni au GOK, une moyenne de 85 à 87,5 % d'or est récupérée. Le concentré de flottation ne contient plus 5, mais 50 g de métal précieux par tonne. Ainsi, un lingot de banque standard contient approximativement la même quantité d'or que de matières premières transportées sur 6 remorques d'un chargement de 42 tonnes chacune. Impressionant!

Aventures moléculaires

Seul l'Amur Hydrometallurgical Combine nous donne une réponse à la question de savoir comment, après tout, retirer l'or de la coquille persistante. Ici, dans une entreprise appartenant également à Polymetal, la technologie dite de l'autoclave a été utilisée pour la première fois dans l'exploitation aurifère russe. L'autoclave est en fait un four: un long cylindre d'acier horizontal, recouvert à l'intérieur d'une membrane et d'un revêtement résistant aux acides - trois couches de briques résistantes à la chaleur et aux acides.

De la pulpe (un mélange de concentré de flottation avec de l'eau chaude) et de l'oxygène pur sont introduits dans l'autoclave sous pression, et la réaction exothermique d'oxydation du soufre est déclenchée. Pyrites et arsénopyrites se désagrègent, et de l'or libre apparaît dans le mélange. Dans la photo ci-dessous est le moment le plus spectaculaire: le précipité de cathode brune est fondu en un alliage Doré jaune clair. Le métal chaud est versé dans des moules en céramique (moules).

Mais ce n'est pas tout: un vrai thriller chimique s'annonce. Après l'évaporateur (où la température et la pression de la suspension chutent fortement), le mélange est envoyé pour neutralisation - élimination de l'acide sulfurique formé lors de la réaction. La cyanuration est en avance (qui deviendra enfin possible), et l'acide sulfurique, lorsqu'il est dissocié en solution, forme un ion hydrogène positif.

Lorsqu'il rencontre du cyanure, l'hydrogène se combine facilement avec l'ion cyanure (CN) pour former de l'acide cyanhydrique (HCN), qui s'évapore. Par conséquent, l'acide sulfurique doit être éliminé par neutralisation, et alors seulement, lors de la cyanuration, l'or peut former un ion - dicyanoaurate. Chargés, ces ions se collent au charbon actif spécialement ajouté à la pulpe. Tout cela s'appelle la sorption, mais au stade de la désorption, la solution alcaline de NaOH évacue littéralement les ions contenant de l'or du charbon, qui sont envoyés à l'électrolyseur.

Là, le dicyanoaurate se décompose et finalement de l'or pur se dépose sur la cathode. Le sédiment brun est envoyé à la fonte et là, il se transforme en lingots lourds jaune clair, en forme de banque. Mais ce n'est toujours pas de l'or, mais l'alliage dit Dore, où il y a environ 90 % d'or, quelques pour cent d'argent, ainsi que du nickel et du cuivre. Ces métaux s'aiment tellement et se dissolvent si facilement les uns dans les autres qu'il n'est possible d'isoler l'or à 999 carats que lors de l'affinage. Mais une autre entreprise sera engagée dans le raffinage. Les orpailleurs et métallurgistes de Polymétal ont fait le gros du travail.