L'extraction minière de l'or

L'exploitation minière à grande échelle de l'or dans le New South Wales est principalement tournée vers l'exploitation des dépôts primaires de roche dure, bien que dans le passé beaucoup d'or ait été extrait à partir des dépôts secondaires ou alluviaux. Le dragage des fleuves n'est généralement pas autorisé, l'or est alors extrait dans des mines à ciel ouvert et souterraines.

La nature du dépôt, sa taille, sa profondeur, sa teneur, la sécurité et les incidences sur l'environnement sont des facteurs qui influencent le choix de la méthode d'extraction. La plupart de ces derniers facteurs se combinent pour devenir une considération économique. Les grands dépôts peu profonds sont généralement extraits par des méthodes d'extraction à ciel ouvert et sont de qualité inférieure à ceux extraits sous terre. Dans certains cas, de nouvelles techniques métallurgiques extractives ont permis le retraitement des minerais déjà extraits. Un tel retraitement peut se produire indépendamment, ou comme première phase du relancement d'une mine pour obtenir un financement rapide.

Dans les mines à ciel ouvert, le coût d'extraction du minerai par tonne est réduit grâce à l'utilisation d'énormes engins d'extraction. Néanmoins, il est nécessaire de retirer tous les terrains de recouvrement sur la superficie entière de la mine. En outre, la roche à proximité du minerai doit être enlevée pour assurer un mur avec une pente pas trop abrupte. Le rapport de dénudation est le volume des terrains de recouvrement et des roches enlevé pour permettre l'extraction du minerai comparé à la quantité de minerai extraite. (Le terme « minerai » se rapporte ici à la roche minéralisée qui contient l'or pouvant être économiquement récupéré).

Une mine à ciel ouvert est creusée en une série de gradins qui fournissent une plate-forme pour l'accès et les activités minières (Doc. 12). La pente du mur de mine et la conception des gradins doivent maximiser la sécurité tout en réduisant au minimum le déplacement de roche stérile. Le minerai et les stériles doivent être particulièrement surveillés pendant l'extraction minière. La récupération du minerai et le déblayement des stériles succèdent aux forages et aux explosions si la roche est dure.

Dans certains cas, l'extraction minière à ciel ouvert précède l'extraction souterraine qui peut débuter perpendiculairement ou de manière inclinée près de la base du puits. Cependant, quand ceci est entrepris, cela doit généralement permettre l'accès à un minerai de qualité supérieure par rapport à celui extrait à ciel ouvert.

L'accès à l'extraction souterraine peut se faire par l'axe vertical ou de manière inclinée, souvent avec une pente spiralée. Dans certains cas, les deux techniques d'accès sont utilisées, celles-ci pouvant être employées pour le personnel ou les matériaux, ou pour la ventilation. Puisque l'extraction souterraine est plus chère, le choix du minerai plus soigneusement contrôlé.

Le minerai est extrait à partir des gradins, généralement après un forage ou une explosion. La géométrie du gisement commande la forme et la taille des gradins, qui peuvent être conçus pour enlever progressivement des éléments relativement grands. Dans les deux cas de mine à ciel ouvert et de mine souterraine, il peut être nécessaire d'éliminer de l'eau par pompage. Dans certains cas cette eau peut également être employée dans les processus de traitement du minerai.

Le processus de traitement du minerai d'or est prévu pour libérer autant de métal que possible, mais la totalité de l'or contenu est rarement récupérée. Les procédés d'extraction du métal à partir du minerai sont influencés par le degré d'oxydation de celui-ci, par la taille des grains et la nature des minéraux contenant l'or. Pour certains minerais, il est possible d'utiliser une séquence de méthodes d'extraction différentes. Tout d'abord, un broyage du minerai est nécessaire grâce à divers broyeurs puis des moulins.

Les trois méthodes principales employées pour extraire l'or à partir du minerai sont : les méthodes gravitaires, l'amalgamation et la cyanuration.

Les méthodes gravitaires se fondent sur la grande différence entre la densité l'or (19,3) et des minerais généralement associés comme par exemple le quartz (2,7). Ces méthodes sont efficacement utilisées pour le traitement des placers alluviaux : les particules lourdes d'or sont aisément récupérées en utilisant toute une variété de méthodes où l'or, plus dense, sera piégé alors que les minerais associés seront éliminés. Un courant d'eau peut fournir, dans ces méthodes, l'énergie pour séparer les différents éléments par densité.

Avec les gisements primaires d'or, où le minerai doit d'abord être écrasé et où l'or se trouve souvent en particules extrêmement fines, l'utilisation seule de la méthode de séparation gravitaire aurait pour conséquence une perte importante d'or pendant le traitement.

L'amalgamation est également une très vieille méthode, elle est connue depuis au moins 2 000 ans. L'or lorsqu'il est mis en contact avec du mercure réagit pour former un amalgame. Cet amalgame est alors récupéré, puis chauffé dans un four pour en extraire le mercure qui est récupéré, laissant alors un résidu d'or. Bien que l'amalgamation soit largement répandue, la récupération de l'or par cette méthode n'excède pas 60 %, particulièrement pour les minerais à grain d'or très fins ou quand le minerai contient d'autres métaux qui réagissent également avec le mercure. Puisque le mercure (à l'état liquide ou gazeux) est extrêmement toxique, et pas particulièrement efficace, il est maintenant assez peu utilisé dans pour l'extraction de l'or.

La technique de cyanuration utilise la propriété de solubilité de l'or dans une solution diluée de cyanure de sodium. Le cyanure de sodium est un poison violent et soumis à des règlements de manipulation stricts : il ne peut être employé que dans des usines respectant des normes sévères.

Dans le procédé de cyanuration, le minerai d'or finement écrasé est mis en contact avec la solution de cyanure dans des cuves. Le liquide résultant est alors filtré puis désoxygéné enfin l'or est précipité en ajoutant la poussière de zinc à la solution. Le précipité d'or est récupéré par filtration puis fondu dans un four et coulé en barres. En Australie, l'or est extrait du précipité par absorption sur charbon actif, d'où le nom de CIP (Carbon In Pulp) donné à cette technique. Le carbone est séparé du précipité et l'or est récupéré en employant une solution alcaline de cyanure. L'or est ensuite extrait grâce à une électrolyse utilisant un courant électrique continu puis fondu et coulé en barres selon la technique habituelle. Le carbone est régénéré par traitement à l'acide et réutilisé. Les résidus sont pompés dans une cuve de stockage. Dans les techniques de lixiviation, le minerai d'or est en permanence irrigué par une solution lixiviante de cyanure. L'or est ensuite précipité grâce à l'ajout de poussière de zinc. Dans le cas où le minerai d'or contient de l'antimoine, l'or peut être extrait en utilisant une solution acide de thio-urée au lieu du cyanure.

Dans le cas des minerais contenant une quantité importante de sulfures de métaux, le minerai peut être traité en utilisant un processus conventionnel de flottaison, où l'or est concentré et récupéré plus tard pendant la fonte. Des minerais d'or et de pyrite peuvent être chauffés avant d'autres traitements, mais des volumes significatifs de gaz souffrés sont produits. Cependant, une autre approche a été récemment appliquée au traitement des minerais de sulfure d'or. Celle-ci consiste à utiliser la lixiviation bactérienne qui se sert de bactéries primitives pour décomposer biologiquement la pyrite. Ceci élimine le chauffage et par conséquent est privilégié pour la préservation de l'environnement. Les installations modernes de traitement de l'or emploient un ou plusieurs des processus décrits précédemment, par exemple après écrasement du minerai extrait de la mine, les grosses particules d'or peuvent être récupérées par séparation gravitaire et le minerai restant peut être traité par CIP (Carbon In Pulp).

es barres d'or produites à la mine sont généralement impures et sont transportées à une raffinerie. A la raffinerie, les barres de mine sont refondues dans un creuset dans lequel on fait barboter du chlore. Les impuretés, notamment l'argent, forment des chlorures, qui flottent à la surface et sont retirés pour être transformés ultérieurement. L'or pur (généralement à 99,99 %) est coulé en lingots appelées à être vendus sur les marchés mondiaux. L'Australie est un centre de production mondial d'or de grande pureté à partir des ressources australiennes et d'outre-mer.

Les compagnies minières modernes et le gouvernement assurent une réhabilitation importante des mines. Les sites miniers sont maintenant remis en état pendant et après l'exploitation et la réouverture de vieilles mines a souvent amené à la réhabilitation de ces lieux qui avaient été laissés en l'état dans le passé.