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

Gold has been recovered by gravity for thousands of years, and despite the development of increasingly sophisticated processing technologies, gravity separation remains an important part of modern gold recovery.

The principle is remarkably simple: gold is much denser than most of the minerals that surround it. Native gold has a specific gravity of about 19.3, while common gangue minerals such as quartz have a specific gravity of roughly 2.65. This substantial density difference allows gold particles to be separated from lighter material using water, motion, and carefully controlled equipment.

Séparation par gravité can be particularly attractive because it generally requires fewer chemicals than processes based primarily on flotation or chemical extraction. It can also serve as an effective pre-concentration step, reducing the amount of material that requires downstream processing.

Four widely used gravity methods are especially important in gold processing:

1. Boîtes à glissades — simple, economical equipment particularly suited to placer and alluvial material.
2. Concentrateurs à spirale — compact devices that use flowing slurry and particle stratification to separate minerals.
3. Concentrateurs centrifuges — high-intensity gravity equipment designed to improve recovery of fine gold.
4. Séparateurs à sas — pulsating devices that stratify particles according to density and size.

Each method has a different operating range, water requirement, capital cost, and efficiency level. Understanding these differences is essential when selecting a gravity circuit for a particular deposit.

 

 

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

Boîtes à glissades, a simple yet effective technology, have been used for centuries to recover gold. Their low cost and simplicity make them attractive for small-scale operations.

Basic Principles of Sluice Boxes

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.

Advantages and Limitations of Sluice Box Gold Recovery

Sluice boxes are inexpensive to build and operate, making them ideal for small-scale or artisanal miners. They’re particularly effective in recovering larger gold nuggets and flakes. However, their recovery efficiency decreases significantly with finer gold particles. The angle of the sluice, riffle design, and water flow rate all impact efficiency. Many modern sluices incorporate enhanced riffle designs and even classifiers to improve performance on finer material. Their effectiveness is largely dependent on the ore characteristics. Ores with high clay content or very fine gold will require additional processing steps after sluicing.

Case Study

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.

How Do Spiral Concentrators(Chutes) Work?

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. 

Performance Factors and Limitations

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.

Case Study: Industrial Application at Boliden (Sweden)

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 represent one of the major advances in modern gravity concentration; they use high-speed rotation to separate gold, providing high efficiency and handling fine particles effectively.

How Centrifugal Concentrators Work?

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. 

The Fine-Gold Advantage

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. They are often used as a secondary or tertiary concentration method after coarser separation techniques.

Particles below approximately 100 micrometers can be challenging for many gravity circuits, although actual performance depends on particle morphology, liberation, mineralogy, and equipment settings.

Centrifuges can therefore be particularly valuable when:

• A significant portion of the gold is fine and liberated
• The feed has already been classified or prepared appropriately
• Water availability is limited
• A higher-grade gravity concentrate is desired
• Gravity concentration is being used ahead of another recovery process

Cost-Benefit Considerations

Centrifugal concentrators generally involve greater equipment complexity and power requirements than a basic sluice box or spirals. Nevertheless, their ability to recover fine gold can make them economically attractive in the right application. The important question is not simply whether a centrifuge has a higher recovery rate than a sluice. Instead, operators should consider the value of the additional gold recovered relative to capital, power, maintenance, water, and downstream treatment costs. In many circuits, the strongest solution is not to choose between gravity technologies but to combine them. At the same time, to maximize centrifuge efficiency, operating parameters such as rotational speed and feed rate must be strictly controlled.

Application Case

 
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. When the ore product particle size is -0.075 mm, the content accounts for 55%, and the feed concentration (solid mass fraction) is 36%, the gold concentrate yield of the Nelson concentrator is 0.03%, the gold grade of the concentrate is 2800~3500g/t, and the gold recovery rate in the concentrate is 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.

Core Principles of Jig Separation

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.

Operational Advantages and Limitations

La jigging est particulièrement efficace lorsqu'il s'agit de particules d'or de taille variable. It’s robust and can handle ore with a significant amount of clay material. Different jig designs exist, each optimized for particular particle sizes and ore characteristics. The pulsation frequency, water flow rate, and bed depth all influence the separation efficiency. The capital cost of jigs is comparable to spiral concentrators. They are frequently used as a primary concentration step, especially in operations that need to handle a wide range of particle sizes. The jig separator has several key limitations: its performance is highly dependent on particle size and liberation, which can reduce efficiency if conditions are not ideal. Fine gold recovery is often limited, making it less suitable for very fine particles. Additionally, the equipment requires precise control of water pulsation to function effectively, adding operational complexity. To optimize its performance, upstream classification or screening may be necessary to pre-sort feed material. These factors can affect overall recovery rates and operational efficiency.

Case Study: Pamour Porcupine Mine (Canada)

Les Mine d'or Pamour Porcupine au Canada uses two-stage jigging for pre-separation, and the concentrate is floated and cyanided. The first stage uses a 1.5m×4.9m ball mill, and the ball mill discharge port is connected to a Pan American jig. The coarse concentrate is fed into a Denver double-chamber jig for jigging gold concentrate smelting. The first-stage jigging tailings are reground, and cuivre and sulfur are separated by flotation. The selected jigging tailings and sulfur concentrate are reground and then decyanidized. The process is shown in Figure 5.

Gravity Separation in Gold Mining: Combining Core Methods for Optimal Recovery

Séparation par gravité remains one of the most fundamental tools in gold processing because it exploits a simple physical property: gold is exceptionally dense compared with most of the material surrounding it.

The four methods discussed here each approach the problem differently.

Sluice boxes provide a simple and economical solution for many placer applications. Spiral concentrators use controlled slurry flow and stratification to separate suitable fine and medium-sized material. Centrifugal concentrators increase the effective gravitational force and can substantially improve the recovery of fine liberated gold. Jigs use pulsating water to create stratified particle beds and can be particularly useful for coarser material.

In practice, modern gold plants frequently combine several separation technologies rather than relying on a single machine. A sluice, jig, spiral, or centrifuge may be selected according to the ore’s characteristics and positioned at a specific point in the processing circuit.