Extraction et concentration
La nature du gisement détermine les techniques d'extraction et de traitement des minéraux appliquées. Les gisements de minerai oxydé sont souvent d'une teneur si faible (par exemple, 3 à 10 parties par million) qu'un traitement minéral extensif ne peut être économiquement justifié. Dans ce cas, ils sont simplement brisés par des explosifs puis empilés en tas pour être extraits par cyanuration (voir ci-dessous). Ces tas peuvent mesurer des centaines de mètres de long et 15 à 30 mètres de haut.
Les dépôts alluviaux sont soit dragués du fond des étangs et des rivières, soit vidangés des berges et des plaines inondables avec des tuyaux hydrauliques à haute pression. Les dépôts alluviaux nécessitent peu ou pas de fragmentation; ils sont généralement concentrés par des techniques de gravité telles que le jigging ou le tabling, dans lequel une suspension est passée à travers des gabarits ou sur des tables rainurées ou striées qui retiennent les particules d'or plus denses tout en laissant passer le sable et le gravier beaucoup moins denses.
Les dépôts endogénétiques contiennent fréquemment de l'or élémentaire qui est très disséminé dans un minéral sulfuré de métaux communs. Ces gisements sont exploités, concassés et broyés, puis concentrés d'abord par séparation par gravité pour récupérer les grosses particules d'or natif avant d'être soumis à une flottation par mousse pour concentrer la fraction minérale sulfurée qui contient l'or.
Extraction et raffinage
Fusion
L'or élémentaire (et l'argent également) est soluble dans le mercure, de sorte que, lorsque des particules de métal sont mises en contact avec une surface de mercure fraîche, elles sont mouillées et dissoutes, formant un alliage appelé amalgame. Ce phénomène est exploité pour la récupération et la concentration d'or ou d'argent en particules fines.
La fusion se fait en passant une suspension de minerai sur des plaques de cuivre recouvertes de mercure, en mélangeant une suspension de minerai et de mercure dans un récipient cylindrique ou conique appelé baril d'amalgame, ou en broyant le minerai dans un broyeur à boulets, à barres ou à galets pour libérer l'or de la matrice minérale, puis ajouter du mercure au broyeur et poursuivre le broyage jusqu'à ce que l'or se soit dissous dans le mercure. L'amalgame plus dense est ensuite séparé du minerai désormais stérile dans le rejet de l'usine. Après filtration et lavage pour éliminer les impuretés, l'amalgame est chauffé dans une cornue étanche pour distiller le mercure, qui est récupéré pour être réutilisé.
Bien que la fusion soit encore largement pratiquée dans la récupération de l'or, les dangers très réels d'empoisonnement au mercure des opérateurs ou de l'environnement ont limité son application et obligé à utiliser un équipement soigneusement conçu pour éviter la contamination.
Cyanuration
Plus d'or est récupéré par cyanuration que par tout autre procédé. Dans la cyanuration, l'or métallique est oxydé et dissous dans une solution alcaline de cyanure. L'oxydant utilisé est l'oxygène atmosphérique qui, en présence d'une solution aqueuse de cyanure de sodium, provoque la dissolution de l'or et la formation de cyanoaurite de sodium et d'hydroxyde de sodium, selon la soi-disant réaction d'Elsner:
Une fois la dissolution de l'or terminée, la solution aurifère est séparée des solides.
Avec des minerais ayant une teneur en or plus élevée (c'est-à-dire supérieure à 20 grammes d'or par tonne de minerai), la cyanuration est réalisée par lixiviation en cuve, ce qui implique de maintenir une suspension de minerai et de solvant pendant plusieurs heures dans de grands réservoirs équipés d'agitateurs. Pour extraire l'or des minerais à faible teneur, la lixiviation en tas est pratiquée. Les énormes tas décrits ci-dessus sont aspergés d'une solution diluée de cyanure de sodium, qui s'infiltre dans le minerai empilé, dissolvant l'or.
D'immenses quantités de solution et de solides sont associées à un circuit de lixiviation en cuve, en raison des très faibles concentrations d'or dans les minerais. Afin d'éliminer les énormes coûts d'investissement associés à l'achat et à l'installation d'équipements de séparation des solides / liquides, des techniques ont été développées pour contourner l'ensemble du processus de séparation. L'un d'eux est l'addition de charbon actif granulaire à la suspension de minerai pendant ou à la fin de la solubilisation de l'or. L'or dissous est facilement adsorbé sur le carbone, le retirant ainsi de la solution, et le carbone granulaire est séparé du minerai désormais stérile en faisant passer la suspension à travers un tamis. L'or est ensuite lessivé des particules de carbone par une solution forte de cyanure de sodium et d'hydroxyde de sodium, et il est récupéré de la solution par électro-extraction directement sur la laine d'acier ou par le procédé Merrill-Crowe. Dans ce dernier procédé, la solution aurifère est désoxygénée et passée à travers un filtre-presse, où l'or est déplacé de la solution par réduction avec de la poudre de zinc métallique.
