Comment le charbon actif améliore l’efficacité de l’extraction de l’or

Bien sûr. C’est une excellente question qui touche au cœur du traitement moderne de l’or. Le charbon actif est une pierre angulaire de l’extraction efficace de l’or, principalement grâce à un procédé appelé Charbon en Pulpe (CIP) ou Lixiviation en Charbon (CIL).

Voici une explication détaillée de la manière dont le charbon actif améliore l’efficacité de l’extraction de l’or.

Le principe fondamental : L’Adsorption
L’ensemble du procédé repose sur une propriété clé du charbon actif : son incroyable pouvoir d’adsorption.

• Adsorption vs. Absorption : L’adsorption est le processus par lequel des atomes, des ions ou des molécules (dans ce cas, l’or) adhèrent à la surface de l’adsorbant (charbon actif). C’est comme un aimant qui attire des limailles de fer à sa surface. L’absorption, c’est lorsqu’une substance est incorporée dans la structure, comme une éponge qui absorbe l’eau.

• Surface massive : Le charbon actif est fabriqué pour être extrêmement poreux. Un gramme de charbon actif utilisé dans la récupération de l’or peut avoir une surface de 500 à 1500 mètres carrés – c’est à peu près la taille d’un à trois terrains de basket ! Cette immense surface interne offre d’innombrables sites où les particules d’or peuvent se fixer.

Le procédé étape par étape dans un circuit CIP/CIL
Suivons le parcours de l’or, du minerai au produit final, pour voir où le charbon intervient.

1. Le point de départ : La Lixiviation
   Le minerai d’or est concassé et broyé en une pâte fine (pulpe). Une solution diluée de cyanure (ou d’autres agents lixiviants) est ajoutée. Le cyanure réagit avec les particules microscopiques d’or pour former un complexe d’or-cyanure soluble dans l’eau ([Au(CN)₂]⁻). Ce processus s’appelle la lixiviation.

2. Le rôle crucial du Charbon Actif
   La solution de lixiviation chargée (la solution contenant maintenant l’or dissous) est ensuite envoyée dans une série de grandes cuves. C’est là que le charbon actif entre en jeu :

   • Charbon en Pulpe (CIP) : La pulpe lixiviée est transférée dans des cuves d’adsorption où du charbon actif est ajouté.

   • Lixiviation en Charbon (CIL) : Le charbon est ajouté directement dans les cuves de lixiviation, combinant ainsi la lixiviation et l’adsorption en une seule étape. Ceci est plus efficace pour certains types de minerais.

   Le charbon actif, sous forme de granules grossiers (1-3 mm), est mélangé à la pulpe. En raison de son affinité spécifique pour le complexe or-cyanure, les ions [Au(CN)₂]⁻ sont adsorbés de manière préférentielle sur l’énorme surface des particules de carbone.

   Pourquoi cela se produit-il ? Le complexe or-cyanure est attiré par la surface du carbone grâce à une combinaison d’interactions physiques (forces de Van der Waals) et électrochimiques.

3. L’avantage en efficacité : Chargement Sélectif et Continu
   C’est ici que les gains d’efficacité majeurs sont réalisés :

   • Écoulement à Contre-courant : La pulpe s’écoule d’une cuve à l’autre, tandis que le charbon actif est déplacé dans la direction opposée. Le charbon “frais” avec la plus forte capacité de fixation rencontre la pulpe “stérile” avec la plus faible concentration d’or. Cela garantit une récupération quasi totale de l’or de la solution.

   • Sélectivité : Le charbon actif a une forte affinité pour le complexe or-cyanure mais une affinité bien plus faible pour les autres impuretés dissoutes. Cela signifie qu’il charge l’or de manière sélective, ce qui donne un produit intermédiaire plus pur.

   • Effet de Concentration : Le charbon agit comme une “éponge à or”, extrayant l’or d’un grand volume de solution diluée et le concentrant sur un petit volume de charbon. Cela rend les étapes suivantes bien plus faciles à gérer et plus efficaces.

4. L’Élution : Désorption de l’Or du Charbon
   Une fois que le charbon est “chargé” en or (il peut contenir une quantité impressionnante, souvent 1000 à 5000 grammes d’or par tonne de charbon), il est séparé de la pulpe. Ce charbon chargé est ensuite transféré vers le circuit d’élution.

   Là, une solution chaude, caustique et cyanurée (ou d’autres solutions spécialisées) est passée à travers le charbon sous pression. Ce processus inverse l’adsorption, désorbant le complexe or-cyanure du charbon et le faisant retourner dans une petite solution concentrée.

5. L’Électro-extraction et la Fusion
   Cette petite solution d’éluat, riche en or, est ensuite passée dans des cellules d’électro-extraction, où un courant électrique permet de déposer l’or (le plaquer) hors de la solution sur des cathodes en laine d’acier. Cette laine d’acier est ensuite fondue à haute température pour produire un lingot d’or doré pur.

6. Régénération du Charbon
   Le charbon désorbé, maintenant “stérile”, n’est pas jeté. Il est régénéré thermiquement dans un four (à ~700°C) pour brûler les matières organiques qui le colmatent et restaurer sa structure poreuse. Il est ensuite trempé et réutilisé dans le circuit, ce qui rend le processus très rentable.

Résumé : Les principales améliorations de l’efficacité

En conclusion, le charbon actif n’est pas qu’un simple additif ; il est le moteur du procédé moderne d’extraction de l’or. Ses propriétés physiques et chimiques uniques permettent une méthode hautement efficace, sélective et économique pour capter et concentrer l’or à partir du minerai, rendant possibles les opérations minières aurifères à grande échelle et à faible teneur d’aujourd’hui.