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Préface
L'extraction de l'or a connu un certain nombre de changements au fil des ans, et différentes techniques ont été inventées pour améliorer l'extraction et la récupération de l'or. Parmi toutes ces méthodes, la méthode de séparation par gravité est privilégiée en raison de sa simplicité, de son faible coût et de son respect de l'environnement. Cette méthode repose sur le fait que l'or est plus dense que la plupart des autres matériaux, ce qui le rend adapté à la séparation des minéraux. Dans cet article, le lecteur sera initié à la méthode de séparation par gravité, y compris ses principes fondamentaux, ses utilisations et les différents équipements utilisés dans le processus.
Qu'est-ce que la méthode de séparation par gravité ?
La méthode de séparation par gravité est une technique utilisée dans le traitement des minerais pour trier les particules en fonction de leur gravité spécifique. Cette méthode s'appuie sur la force de gravité pour favoriser l'accumulation des particules les plus denses, tandis que les particules les plus légères sont lavées ou emportées par le vent. Le processus implique normalement l'utilisation d'un équipement qui produit un mouvement afin de séparer les particules les plus denses des plus légères.
La concentration par gravité est la plus adaptée à la concentration des minerais et à la récupération de minéraux tels que l'or. Elle est largement utilisée dans l'industrie minière car elle est facile à utiliser, bon marché et permet de traiter de grandes quantités de matériaux. Cette méthode est également respectueuse de l'environnement car elle n'implique pas l'utilisation de produits chimiques pour séparer les minéraux, mais dépend plutôt des caractéristiques physiques des minéraux.
Séparation par gravité et autres méthodes d'extraction de l'or
| Méthode | Caractéristiques | Avantages et inconvénients |
|---|---|---|
| Séparation par gravité | Utilise la gravité pour séparer les particules d'or lourdes des matériaux plus légers. Les techniques les plus courantes sont l'orpaillage, le sluicing, les tables à secousses et les jigs. Souvent utilisées en combinaison avec d'autres méthodes pour une meilleure efficacité. | Faible coût d'exploitation, technologie simple et respectueuse de l'environnement car elle n'utilise pas de produits chimiques. Cependant, son efficacité est limitée pour les particules d'or fines et elle nécessite un travail manuel important. |
| Cyanuration | Lixivie l'or du minerai à l'aide d'une solution de cyanure. Convient aux minerais à faible teneur. Il comporte plusieurs étapes, notamment la lixiviation, l'adsorption, la désorption et la récupération. | Très efficace pour extraire l'or d'un minerai à faible teneur avec un taux de récupération élevé, mais l'utilisation de produits chimiques toxiques pose des problèmes d'environnement et de sécurité, ainsi que des coûts d'exploitation élevés et des procédures complexes. |
| Flottation | Séparer l'or du minerai en utilisant des produits chimiques pour créer de la mousse. Souvent utilisé pour les minerais sulfurés. Elle comporte des étapes de concassage, de broyage et de flottation. | Elle est efficace pour les minerais complexes contenant des sulfures et permet d'obtenir des taux de récupération élevés, mais ses coûts d'exploitation et d'investissement sont élevés, elle nécessite un personnel qualifié et une infrastructure complexe, et elle a un impact sur l'environnement en raison de l'utilisation de produits chimiques. |
| Fusion | Le mercure est utilisé pour former un amalgame avec l'or. L'or est ensuite extrait en chauffant l'amalgame pour vaporiser le mercure. Il s'agit de l'une des plus anciennes méthodes d'extraction de l'or. | Simple et peu coûteuse, cette méthode est efficace pour récupérer l'or fin, mais elle est très toxique et dangereuse en raison de l'utilisation du mercure, ce qui a de graves répercussions sur l'environnement et la santé. Elle est de moins en moins utilisée en raison de l'existence de meilleures alternatives. |
| Lixiviation en tas | Il s'agit d'empiler le minerai en tas et de l'irriguer avec une solution de lixiviation. L'or est lessivé du minerai et recueilli à la base du tas. Convient aux minerais à faible teneur. | Ce procédé est rentable pour les minerais à faible teneur et il est simple et évolutif. Toutefois, le processus de récupération est lent et les lixiviats risquent de contaminer l'environnement. |
Application de la séparation par gravité dans le traitement des minerais
● L'extraction de l'or: Lavage à la batée, éclusage, tables à secousses, jigs, concentrateurs en spirale.
● Traitement du charbon: Séparation des matières denses, jigs, cyclones, installations de lavage.
● Amélioration de la qualité du minerai de fer: Spirales, jigs, cyclones à milieu dense, concentrateurs de gravité.
● Terre rare Récupération minérale: Tables à secousses, concentrateurs en spirale, concentrateurs centrifuges, séparateurs magnétiques.
● Exploitation minière de l'étain et du tungstène: Tables à secousses, jigs, sluices, concentrateurs à spirale.
4 Méthodes courantes de séparation par gravité
La concentration par gravité est l'une des méthodes les plus courantes de concentration des minéraux de valeur à partir du minerai, sur la base des différences de leur gravité spécifique. Cette méthode est largement utilisée en raison de son efficacité, de son faible coût et de son applicabilité à de grandes quantités de matériaux. Voici quatre méthodes courantes de séparation par gravité :
Jigging Séparation par gravité
La séparation gravimétrique par jigging implique l'utilisation d'un jig, une machine qui fait osciller le matériau dans l'eau dans un mouvement vertical. Cette pulsation permet aux matériaux les plus denses de couler au fond tandis que les matériaux les plus légers restent en haut. Le jigging est donc très efficace pour la séparation des particules de taille moyenne et grossière, en particulier lorsqu'il s'agit de minerais présentant une grande différence de densité. Elle est largement utilisée pour le traitement du minerai de fer, du charbon et d'autres minéraux.
La jigging est très efficace pour obtenir un haut degré de séparation et est donc largement utilisée dans les usines de traitement des minerais. En outre, la jigging peut traiter un grand débit et est relativement bon marché en termes de coûts d'exploitation par rapport à d'autres méthodes de séparation. La jigging est l'une des méthodes les plus efficaces pour séparer les minéraux de grande valeur d'un mélange, mais elle peut ne pas être aussi efficace pour un matériau très fin. Elle est particulièrement utile lorsqu'il existe une grande différence de densité entre les minéraux de valeur et la gangue.
Table vibrante Séparation par gravité
La séparation gravitaire par table vibrante implique l'utilisation d'une table vibrante qui déplace le matériau sur un plan incliné. Les vibrations font bouger les particules et les trient en fonction de leur densité, les particules les plus lourdes se déplaçant vers le haut tandis que les particules les plus légères se déplacent vers le bas. Cette méthode convient à la séparation des particules fines. Les tables vibrantes sont principalement utilisées pour l'extraction de l'or, de l'étain et d'autres minéraux lourds. Elles sont très efficaces et peuvent trier avec une grande précision.
Le réglage de l'intensité des vibrations et de l'inclinaison de la table permet d'obtenir la meilleure efficacité de séparation pour diverses applications de traitement des minerais. Le principal avantage des tables vibrantes est qu'elles permettent d'obtenir de fortes concentrations de particules fines, mais l'inconvénient peut être l'augmentation des coûts de maintenance et d'exploitation due à l'utilisation d'un équipement mécanique. Les tables vibrantes sont particulièrement adaptées aux procédés dans lesquels la récupération des particules fines est importante et où il est important de pouvoir contrôler les paramètres opérationnels afin d'obtenir les résultats de séparation requis.
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Chute en spirale Séparation par gravité
La séparation gravitaire par chute en spirale est un processus dans lequel le matériau est introduit au sommet d'une chute en forme de spirale et peut s'écouler dans une trajectoire hélicoïdale. La force créée par le mouvement de la spirale contribue au processus de séparation en fonction de la gravité spécifique des particules ; les particules ayant une gravité spécifique plus élevée seront plus proches du centre de la spirale tandis que les particules plus légères seront poussées vers l'extérieur. Cette méthode est particulièrement utile pour la classification des matériaux fins et s'applique à la concentration de la chromite, du zircon et d'autres minerais.
Les goulottes en spirale sont préférées en raison de leur faible coût d'exploitation et de leur simplicité d'installation. Elles sont donc largement utilisées dans de nombreuses usines de traitement des minerais. Elles peuvent également traiter des particules de différentes tailles et ont un débit élevé. Les goulottes spiralées présentent également l'avantage de pouvoir traiter de grandes quantités de matériaux avec peu ou pas de dommages pour l'environnement, car elles n'utilisent pas de réactifs chimiques. Toutefois, l'efficacité de la séparation peut être influencée par la taille des particules d'alimentation et la densité de la pulpe. Ils conviennent mieux lorsque la taille et la densité des matériaux d'alimentation ne sont pas très différentes et qu'un débit élevé est souhaité.
Séparation des milieux denses
La séparation en milieu dense (DMS) utilise un milieu dense qui est une fine suspension de magnétite ou de ferrosilicium à base d'eau pour trier les particules en fonction de leur densité relative. Le matériau est ensuite introduit dans un récipient contenant le milieu dense, où les particules les plus légères flottent tandis que les particules les plus lourdes se déposent au fond. Cette méthode est très efficace, en particulier lorsqu'il s'agit de minerais présentant une grande différence de densité. Le DMS est utilisé dans le traitement des diamants, du plomb-zinc et d'autres minerais précieux, et il est précis pour les grands débits.
Cette méthode est utile dans l'industrie minière car elle permet une séparation nette et peut être utilisée pour un certain nombre de minéraux. En outre, le milieu dense peut être réutilisé, ce qui réduit les dépenses et les effets sur l'environnement. L'une des forces du DMS est qu'il offre une efficacité et une précision de séparation élevées pour les minerais présentant une différence de densité significative, mais l'une de ses faiblesses est que son coût initial est élevé et que la densité du milieu doit être bien contrôlée pour que le processus fonctionne correctement. Le DMS est particulièrement adapté à la concentration de minerais de grande valeur, pour lesquels la précision est primordiale et dont le débit doit être optimisé.
Types d'équipements utilisés dans la méthode de séparation par gravité
La concentration par gravité est une méthode de concentration du minerai basée sur les différences de gravité spécifique du minerai et de la gangue. Cette méthode est couramment utilisée dans l'extraction de l'or et fonctionne sur la base de la différence de poids des matériaux. Voici les principales catégories d'équipements utilisés dans la concentration par gravité, ainsi que leurs utilisations et avantages.
Panoramique
L'orpaillage est la technique la plus élémentaire et probablement la plus ancienne d'extraction de l'or. Il s'agit de mélanger une batée contenant des sédiments et de l'eau dans un mouvement circulaire pour permettre aux particules d'or les plus denses de couler au fond. Les particules plus légères sont emportées par le bord. L'orpaillage est très efficace mais nécessite beaucoup de main d'œuvre, en particulier pour les opérations à petite échelle et la récupération de l'or dans les gisements. Il s'agit d'une technique à faible impact, très utile pour sélectionner et sonder les zones potentiellement aurifères.
Boîtes à glissades
Les boîtes à vannes sont des auges longues et étroites dont la base est recouverte d'ailettes. Lorsque l'eau passe à travers le canal, les rigoles sont conçues pour permettre aux matériaux les plus lourds, tels que l'or, de se déposer au fond tandis que les matériaux plus légers sont emportés par l'eau. Les sluice boxes peuvent traiter plus de matériaux que l'orpaillage et peuvent être utilisés dans l'exploitation minière à petite ou à grande échelle. Elles sont faciles à construire et à gérer et c'est pourquoi les mineurs les préfèrent.
Les tables à secousses sont des équipements spécifiques qui produisent un mouvement de haut en bas pour trier les particules en fonction de leur gravité spécifique. La surface de la table est inclinée et un mélange d'eau et de minerai broyé est introduit à l'extrémité supérieure. Lorsque la table est secouée, les particules d'or les plus denses sont transportées vers l'extrémité, tandis que les particules les plus légères sont emportées. Les tables à secousses sont très efficaces et peuvent même classer des particules d'or que d'autres méthodes ne pourraient pas détecter. Elles sont principalement utilisées dans les laboratoires et dans les exploitations minières à petite et moyenne échelle.
Les jigs sont des équipements qui utilisent des impulsions d'eau qui aident à classer les minéraux en fonction de leur densité. Le jig est constitué d'un écran ou d'un tamis sur lequel le matériau est placé et de l'eau qui est pompée à travers le matériau pour faire couler les particules les plus lourdes à la base. Les jigs sont très efficaces pour la récupération de l'or grossier et sont généralement utilisés en combinaison avec d'autres procédés. Ils ont une longue durée de vie et peuvent contenir une grande quantité de matériaux.
Les concentrateurs en spirale utilisent la force de gravité et la force centrifuge pour trier les particules en fonction de leur densité. La matière est introduite au sommet de la spirale et de l'eau est ajoutée pour former une boue. Lorsque la boue s'écoule le long de la spirale, les particules les plus denses sont poussées vers le périmètre extérieur de la spirale, tandis que les particules les plus légères restent au centre. Les concentrateurs à spirale sont utiles pour la récupération de l'or fin et sont généralement utilisés en combinaison avec d'autres procédés de concentration par gravité afin d'améliorer la récupération globale.
Concentrateurs centrifuges
Les concentrateurs centrifuges augmentent la force de gravité afin de séparer les fines particules d'or des autres matériaux. Ces machines tournent à grande vitesse afin de générer une forte force centrifuge qui force les particules d'or les plus denses à être piégées dans une chambre de retenue. Les concentrateurs centrifuges sont très efficaces pour la récupération de l'or fin et sont utilisés dans la plupart des exploitations minières modernes. Ils utilisent moins d'eau que d'autres procédés et peuvent extraire de l'or à partir de minerais de très faible teneur.
Roues d'or
Les roues à or, ou roues à spirale, sont utilisées pour extraire les fines particules d'or des concentrés. Ces machines utilisent un mouvement circulaire en spirale pour aider à trier l'or des autres matériaux. Le matériau est introduit dans la roue et l'eau lave les particules les plus légères tandis que les particules d'or les plus lourdes restent sur la roue. Les roues à or conviennent parfaitement à la récupération de l'or fin dans les concentrés issus d'autres processus de séparation. Elles sont faciles à utiliser et peuvent être transportées, d'où leur préférence pour la plupart des mineurs amateurs.
Comment choisir des séparateurs par gravité de haute qualité ?
● Comprendre le processus de séparation : Assurez-vous que l'équipement que vous allez utiliser est adapté au processus de séparation par gravité dont vous avez besoin. Cela implique de savoir comment le séparateur traite les différents matériaux, tels que les particules de haute densité et de faible densité, et dans quelle mesure il peut réaliser la stratification et la sédimentation.
● Tenir compte de la gamme de tailles : Évaluez les performances de l'équipement en fonction de la taille des particules qu'il peut traiter, de la taille du micron à celle du grain. Les bons séparateurs doivent être capables de traiter des matériaux de différentes tailles et de les séparer de la meilleure façon possible, quelle que soit la différence de taille.
● Évaluer l'application spécifique : Choisissez un séparateur en fonction des exigences du traitement des minéraux, par exemple le DMS pour le charbon ou les minerais de manganèse. La connaissance de l'application spécifique permet de choisir le séparateur qui convient le mieux à cette application.
● Évaluer l'efficacité opérationnelle : Lors de la sélection des séparateurs, il convient de s'assurer qu'ils sont faciles à utiliser et qu'ils ne nécessitent pas d'entretien fréquent. Les séparateurs idéaux doivent être peu coûteux à utiliser et à entretenir, tout en offrant des performances élevées quelles que soient les conditions qui prévalent au moment de l'opération.
● Effectuer un test de traitement des minéraux : Réaliser des essais complets de traitement des minerais pour déterminer l'efficacité du séparateur sur les minéraux recherchés, notamment le platine, le cuivre ou le chrome. Les essais peuvent montrer comment l'équipement se comporte par rapport aux impuretés et à l'efficacité de séparation requise dans des conditions d'exploitation réelles.
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Facteurs affectant l'efficacité de la méthode de séparation par gravité
Particule Taille et forme : La taille et la forme des particules jouent un rôle très important dans l'efficacité de la séparation par gravité. Les particules plus grandes et plus condensées se déposent plus rapidement que celles qui sont plus petites et moins condensées. Les particules non sphériques peuvent se déposer d'une manière différente de celle des particules sphériques. L'efficacité du processus de séparation est améliorée par une bonne distribution de la taille des particules.
Gravité spécifique Différence : La différence de gravité spécifique entre le minéral de valeur et la gangue est importante. Lorsque la gravité spécifique est plus élevée, la séparation est plus efficace car les différences de gravité spécifique sont plus importantes. Une différence minime peut entraîner une mauvaise séparation et donc un faible taux de récupération. Il est donc très important de choisir le bon support pour faire ressortir ces différences.
Fluide Dynamique : Le débit et la viscosité du fluide utilisé pour la séparation influencent le processus. Le débit doit être suffisant pour permettre la séparation sans créer de turbulences. Les fluides à haute viscosité peuvent également ralentir le mouvement des particules et donc diminuer l'efficacité du processus. Les propriétés du fluide doivent être optimisées afin d'obtenir les meilleurs résultats dans le processus de séparation.
Conception et configuration de l'équipement : La conception et l'installation de l'équipement de séparation par gravité sont les principaux facteurs déterminants de la performance. Des paramètres tels que l'angle d'inclinaison, la rugosité de la surface et la fréquence de vibration doivent être réglés avec précision. L'entretien et l'étalonnage de l'équipement sont essentiels pour garantir que l'équipement fonctionnera comme prévu. L'optimisation de l'équipement pour certains minerais peut améliorer les résultats.
Vitesse d'alimentation et Cohérence: Le débit du matériau à travers l'équipement de séparation est un autre facteur qui influe sur l'efficacité. Cela signifie que les débits d'alimentation sont constants et ne surchargent pas le processus de séparation. Les fluctuations du débit d'alimentation entraînent également une mauvaise séparation et la perte de minéraux précieux. Le débit d'alimentation est un autre facteur important qui doit être étroitement surveillé et régulé pour obtenir les meilleurs résultats.
Comment améliorer l'efficacité de la séparation par gravité ?
L'amélioration de la précision de la classification granulométrique au moyen du criblage et de la classification hydraulique permet une meilleure séparation. Les équipements à haute performance tels que les concentrateurs centrifuges et les tables à secousses peuvent améliorer considérablement les taux de récupération. Il est également important de veiller à ce que les conditions d'exploitation soient bien contrôlées, par exemple les taux d'alimentation et les débits d'eau. Cela signifie que l'équipement doit toujours être en bon état de fonctionnement grâce à une maintenance et à un étalonnage appropriés. Enfin, la combinaison de la séparation par gravité avec d'autres techniques appropriées telles que la flottation ou la séparation magnétique peut améliorer l'efficacité générale et la récupération des minéraux dans les usines de traitement.
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Tendances futures et innovations dans la méthode de séparation par gravité pour l'extraction de l'or
On s'attend à ce que l'avenir de la séparation par gravité dans l'extraction de l'or connaisse de nouveaux développements en raison de la technologie et de l'environnement. D'autres tendances sont l'avancement d'équipements de séparation nouveaux et améliorés qui peuvent trier efficacement même les plus petites particules et les différents types de minerais. Les nouvelles technologies, telles que les concentrateurs centrifuges améliorés et les classificateurs hydrauliques supérieurs, sont conçues pour améliorer le rendement de l'or tout en réduisant les dépenses d'énergie et d'exploitation. On observe également une évolution vers des pratiques respectueuses de l'environnement, et donc l'utilisation de technologies qui réduisent l'utilisation de produits chimiques et améliorent la réutilisation de l'eau. Toutes ces avancées sont susceptibles de rendre la séparation par gravité encore plus efficace et plus respectueuse de l'environnement dans l'avenir de l'extraction de l'or.
Conclusion
La concentration par gravité est l'une des techniques les plus importantes dans le traitement des minerais, car elle permet de séparer les minéraux précieux de la gangue indésirable. La connaissance de cette méthode et de ses utilisations, des différents types d'équipements utilisés dans l'exploitation minière, permet de rendre les opérations minières plus efficaces et d'augmenter les taux de récupération. Il est donc important de choisir la bonne méthode de séparation par gravité en fonction des exigences du traitement des minerais et du résultat souhaité.
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