Quelles sont les 4 principales méthodes de séparation par gravité dans l'extraction de l'or ?

La rentabilité des mines d'or dépend de l'efficacité du traitement du minerai. La séparation par gravité, à l'aide de techniques telles que le sluicing et la centrifugation, est une étape clé dans la récupération d'une quantité significative d'or avant des processus plus complexes.

Quatre méthodes principales de séparation par gravité dominent la récupération de l'or : le sluicing, la concentration en spirale, la concentration centrifuge et le jigging. Chaque technique utilise des principes différents pour séparer l'or en fonction de sa densité, offrant des avantages uniques pour différents types de minerais et tailles de particules d'or. Le choix de la bonne méthode a un impact significatif sur les taux de récupération globaux et les coûts d'exploitation. 

Nous allons nous pencher sur chacune de ces méthodes, en explorant leurs forces et leurs faiblesses.

Comment fonctionne la récupération de l'or à l'aide d'une boîte à glissades ?

Les boîtes à glissades, une technologie simple mais efficace, sont utilisées depuis des siècles pour récupérer l'or. Leur faible coût et leur simplicité les rendent attrayantes pour les exploitations à petite échelle.

Les boîtes à glissades utilisent un canal en pente douce bordé de riffs pour piéger les particules d'or les plus lourdes. L'eau transporte le mélange de minerai à travers le canal, les particules d'or se déposant dans les riffles tandis que les matériaux plus légers sont emportés par l'eau. Bien que simples, les sluices permettent de récupérer les plus grosses particules d'or à partir de minerais facilement libérés.

Boîtes à glissades sont peu coûteux à construire et à exploiter, ce qui les rend idéaux pour les petits exploitants miniers ou les mineurs artisanaux. Ils sont particulièrement efficaces pour récupérer les grosses pépites et les paillettes d'or. Toutefois, leur efficacité de récupération diminue considérablement avec les particules d'or plus fines. L'angle du sluice, la conception du riffle et le débit d'eau ont tous un impact sur l'efficacité. De nombreux sluices modernes intègrent une conception améliorée des riffles et même des classificateurs afin d'améliorer les performances sur les matériaux plus fins. Leur efficacité dépend largement des caractéristiques du minerai. Les minerais à forte teneur en argile ou contenant de l'or très fin nécessiteront des étapes de traitement supplémentaires après l'éclusage.

La teneur en or du minerai d'origine de Mine d'or de Zijinshan n'est que de 0,8 g/t. Le concentrateur adopte un lixiviation en tas-Séparation gravitaire à goulotte -Lixiviation au charbon pour récupérer l'or contenu dans le minerai et obtient des indicateurs techniques et économiques relativement satisfaisants. Le taux de récupération de l'or dépasse 80%, et les bénéfices économiques et sociaux du concentrateur sont très importants. Le processus de production du concentrateur est illustré dans le tableau suivant Figure 1.

La charge circulante du circuit du classificateur du Les Mines Camchib, concentrateur d'or et de cuivre au Canada peut atteindre 500%~700%. La décharge du broyeur à boulets est traitée par la goulotte de constriction pour une séparation grossière. Le taux de récupération de l'or du concentré grossier est de 10%~20%, le taux d'enrichissement de l'or est de 2, et les résidus de la goulotte de constriction entrent dans le classificateur. Le concentré grossier est finement concentré par le concentrateur d'or centrifuge Nelson en deux étapes pour obtenir un concentré contenant 5%~10% d'or, puis le shaker est finement concentré jusqu'à une teneur d'environ 65% pour la fusion. Le processus de séparation par gravité est illustré dans Figure 2.

Quelle est l'efficacité de la concentration en spirale pour l'or ?

Concentrateurs à spirale offrent une méthode de séparation par gravité plus avancée que les sluice boxes, améliorant les taux de récupération de l'or plus fin.

Les concentrateurs en spirale utilisent un canal hélicoïdal pour séparer les matériaux en fonction des différences de densité. Le minerai est introduit dans la partie supérieure de la spirale et, au fur et à mesure qu'il descend, les particules les plus lourdes (comme l'or) migrent vers l'intérieur de la spirale, tandis que les particules plus légères sont entraînées vers l'extérieur et évacuées. Cela permet un débit plus élevé et une meilleure récupération des particules d'or plus petites que dans les boîtes à vannes. 

Les concentrateurs à spirale traitent des volumes de minerai plus importants que les sluice boxes et conviennent mieux aux exploitations de taille moyenne. La géométrie de la spirale, le débit et les caractéristiques de l'alimentation influencent considérablement leur efficacité. Elles sont particulièrement efficaces pour le traitement de matériaux plus fins que les sluice boxes ne peuvent traiter. Cependant, leur performance est toujours affectée par la présence d'argile ou d'autres particules fines qui peuvent interférer avec la séparation de l'or. De nombreux modèles modernes comportent des caractéristiques telles que des jets d'eau réglables et différentes configurations de spirales afin d'optimiser les performances en fonction des caractéristiques spécifiques du minerai. Ils sont souvent utilisés en combinaison avec d'autres méthodes de séparation par gravité.

Les Usine de traitement du minerai de Boliden en Suède met en place un circuit de séparation par gravité pour récupérer l'or grossier avant la deuxième phase de broyage afin d'éviter le surbroyage de l'or, ce qui permet d'augmenter le taux de récupération de l'or de 5%. La principale fonction de la séparation par gravité est de récupérer l'or monomère avant la flottation. Le processus de séparation par gravité comprend des concentrateurs à cône DSS et DS, deux concentrateurs à cône LGT Reichert à trois têtes, un concentrateur en spirale et un agitateur Sala Deister. Le minerai broyé est séparé par un tamis pour séparer les matériaux de plus de 3 mm avant d'être acheminé vers le concentrateur à cône Reichert, puis renvoyé pour un nouveau broyage afin d'éviter que des matériaux trop grossiers ne provoquent des turbulences dans la pulpe qui interféreraient avec l'effet de séparation du concentrateur à cône. Le processus de séparation par gravité est illustré dans Figure 3.

Qu'est-ce que la concentration centrifuge et quand est-elle utilisée ?

Concentrateurs centrifuges utilisent une rotation à grande vitesse pour séparer l'or, ce qui permet d'obtenir un rendement élevé et de traiter efficacement les particules fines.

Les concentrateurs centrifuges, tels que les concentrateurs Falcon, utilisent la force centrifuge pour séparer les matériaux en fonction de leur densité. Le minerai est introduit dans un bol en rotation rapide, les particules d'or les plus lourdes étant poussées vers l'extérieur contre la paroi du bol, tandis que les matériaux plus légers sont emportés. Cette méthode permet d'obtenir une grande efficacité de séparation, en particulier pour les particules d'or fines. 

Les concentrateurs centrifuges offrent un débit et un taux de récupération nettement supérieurs à ceux des sluices ou des spirales, en particulier lorsqu'il s'agit d'or à grains fins. Elles sont souvent utilisées comme méthode de concentration secondaire ou tertiaire après des techniques de séparation plus grossières. Leur coût d'investissement est sensiblement plus élevé que celui des sluice boxes ou des spirales. Toutefois, leur débit élevé et leur efficacité peuvent compenser ce coût pour les opérations à grande échelle. Les paramètres de fonctionnement, tels que la vitesse de rotation et le débit d'alimentation, doivent être soigneusement contrôlés pour maximiser l'efficacité.

 
Plus de 51% du minerai d'or traité par le concentrateur de Henan Jinyuan Gold Mining Co, Ltd. existe sous forme d'or naturel dont la taille des particules est supérieure à 0,06 mm. Afin de récupérer cette partie de l'or de manière économique, raisonnable et efficace, le concentrateur a mis en place une opération de resélection dans le circuit de broyage et a utilisé deux concentrateurs Nelson KC-XD40 pour récupérer l'or grossier. Le processus de production est illustré dans Figure 4. Lorsque la taille des particules du minerai est de -0,075 mm, le contenu représente 55%, et la concentration de l'alimentation (fraction de masse solide) est de 36%, le rendement du concentré d'or du concentrateur Nelson est de 0,03%, la teneur en or du concentré est de 2800~3500g/t, et le taux de récupération de l'or dans le concentré est de 38%.

Comment la méthode Jigging sépare-t-elle l'or du minerai ?

La pêche à la turlutteLa technique de séparation par lit pulsé est une autre méthode efficace pour récupérer les particules d'or, en particulier lorsqu'il s'agit d'une large gamme de tailles de particules.

La jigging utilise un lit d'eau pulsé pour séparer les matériaux en fonction de leur taille et de leur densité. Le minerai est introduit dans un conteneur à fond perforé, et un flux d'eau pulsé vers le haut soulève les particules plus légères tandis que les particules plus lourdes (comme l'or) se déposent. Ce processus se répète continuellement, concentrant l'or dans la couche inférieure. Le jigging permet de traiter une gamme plus large de tailles de particules que le sluicing ou la concentration en spirale.

La jigging est particulièrement efficace lorsqu'il s'agit de particules d'or de taille variable. Il est robuste et peut traiter des minerais contenant une quantité importante d'argile ou de matériaux fins. Il existe différents modèles de jigs, chacun étant optimisé pour des tailles de particules et des caractéristiques de minerai particulières. La fréquence de pulsation, le débit d'eau et la profondeur du lit influencent tous l'efficacité de la séparation. Le coût d'investissement des jigs est comparable à celui des concentrateurs à spirale. Elles sont fréquemment utilisées comme étape de concentration primaire, en particulier dans les exploitations qui doivent traiter une large gamme de tailles de particules.

Les Mine d'or Pamour Porcupine au Canada utilise un système de jigging en deux étapes pour la préséparation, et le concentré est respectivement floqué et cyanuré. La première étape utilise un broyeur à boulets de 1,5m×4,9m, et l'orifice de décharge du broyeur à boulets est relié à une jig Pan American. Le concentré grossier est introduit dans une jig Denver à double chambre pour la fusion du concentré d'or par jigging. Les résidus de la première étape de la jigging sont rebroyés, et les résidus de la première étape de la jigging sont broyés. cuivre et le soufre sont séparés par flottation. Les résidus de jigging sélectionnés et le concentré de soufre sont rebroyés puis décyanurés. Le processus est illustré dans le document Figure 5.

Conclusion

La séparation par gravité joue un rôle essentiel dans la récupération de l'or, en réduisant considérablement la charge du traitement en aval. Le choix entre les sluice boxes, les spirales, les concentrateurs centrifuges et les jigs dépend de facteurs tels que les caractéristiques du minerai, la taille des particules d'or et l'échelle opérationnelle. Chaque méthode présente des avantages et des inconvénients qui lui sont propres et, souvent, une combinaison de techniques est employée pour maximiser la récupération de l'or.