Introduction

CIL (Carbon-In-Leach) est l'une des technologies de cyanidation les plus mûres pour le traitement des minerais d'or à roche dure. Elle est largement adoptée par les mines d'or à moyenne et grande échelle à travers le monde. Contrairement à la séparation par gravité utilisée pour l'or des sables alluviaux, le CIL vise l'or à grain fin piégé à l'intérieur de la matrice rocheuse. Toutes les théories, réactions chimiques et paramètres de processus présentés dans cet article suivent les principes standards de l'extraitive metallurgie et les données d'exploitation des usines industrielles. Aucun chiffre de récupération exagéré ou technique non prouvée. Cet article explique le mécanisme chimique, le processus complet, les fonctions des équipements, les paramètres de contrôle critiques et la différence entre le CIL et le CIP.

Principe chimique de base de la cyanuration du or

L'or métallique est chimiquement stable sous des conditions naturelles. Dans une solution alcaline de cyanure et en présence d'oxygène dissous suffisant, l'or solide se dissout dans la solution aqueuse pour former un ion complexe soluble d'or cyanuré. L'équation d'Elsner simplifiée est la réaction centrale :

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O = 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

• Cyanure de sodium (NaCN) : fournit l'ion cyanure CN⁻ pour former un complexe d'or.
• Oxygène dissous : agent oxydant essentiel ; un apport insuffisant d'oxygène réduit fortement la vitesse de lixiviation.
• Environnement alcalin (chaux CaO) : prévenir la hydrolyse du cyanure et la libération du gaz toxique HCN ; maintenir un pH de 10,5 à 11,5.

L'actif carbon a une forte capacité d'adsorption vis-à-vis du complexe Au(CN)₂⁻. Caractéristique centrale du CIL : la réaction de lixiviation et l'adsorption sur le carbone se produisent simultanément dans le même bac de lixiviation.

CIL vs CIP : Différence de processus principal

Beaucoup de mineurs confondent CIL et CIP. La distinction est claire en génie métallurgique :

• CIL (Carbon-In-Leach) :Leaching et l'adsorption sur charbon se produisent en même temps dans des réservoirs identiques. Le charbon se déplace en contre-courant avec la pulpe. Dès que l'or se dissout, le charbon adsorbe immédiatement le complexe or, maintenant une concentration faible en or dans la solution et accélérant ainsi la dissolution ultérieure de l'or.
• CIP (Carbon-In-Pulp) :Le traitement des minerais se termine complètement en premier dans des bassins de lixiviation dédiés. Ensuite, le pulpe complètement lixivé s'écoule vers des bassins d'adsorption séparés pour le chargement en carbone.

Avantage du CIL : efficacité de lixiviation globale plus élevée, temps de rétention total plus court, adapté aux minerais contenant de l'or fin rapidement lixivié. Il réduit le risque de précipitation à nouveau de l'or dans la pulpe.

Flux de traitement CIL étape par étape complet

L'ensemble du circuit peut être divisé en 6 étapes principales : Concassage & Grillage → Épaississement pré-épuisement → Épuisement et Adsorption CIL → Écran à Carbone → Désorption & Électrométallurgie → Fusion.

Étape 1 : Concassage et ultra-finissage
Le minerai brut de carrière à roche dure passe par un concasseur à mâchoires, un concasseur à cône et un moulin à billes. La finesse cible pour la plupart des minerais d'or : 70 %–90 % passant par 200 mailles (0,074 mm). Le broyage libère des particules fines d'or de la gangue. L'or verrouillé non libéré ne peut pas être contacté par la solution de cyanure et restera non récupéré.

Étape 2 : Épaississement & Pré-conditionnement
Le slurry de décharge de moulin à billes entre dans le clarificateur pour ajuster la densité de la pulpe à un ratio de masse solide de 40 % à 45 %. Du chaux est ajouté pour ajuster la valeur pH. Pour les minerais contenant des minéraux sulfureux nuisibles, une pré-aération peut être appliquée pour réduire la consommation de cyanure.

Étape 3 : Lixiviation et adsorption à courant contraire CIL (Circuit principal)
Le slurry circule séquentiellement en avant à travers 5 à 8 cuves de lixiviation connectées. Le cyanure de sodium est dosé dans les premières cuves. Le carbone activé circule en arrière (contre-courant) : le carbone chargé est transféré de la dernière cuve vers la première cuve. Des agitateurs remuent continuellement la pulpe pour maintenir les solides en suspension, et de l'air est injecté pour fournir de l'oxygène dissous. Tandis que l'or se dissout, le carbone adsorbe continuellement le complexe d'or dissous. Le temps total de rétention varie généralement entre 24 et 48 heures, déterminé par les caractéristiques minérales du minerai.

Étape 4 : Écran et séparation du carbone
Les écrans inter-étangs séparent les particules de charbon actif plus grosses du minerai fin en suspension. Le charbon chargé, enrichi en or, est pompé du premier étang et envoyé vers la désorption. Le pulpe vide après le dernier étang subit une détoxification au cyanure avant le déversement des déchets.

Étape 5 : Désorption et électrométallurgie
L'or est extrait du carbone chargé à l'aide d'une solution caustique-cyanure chaude (désorption à haute température et haute pression, couramment utilisée). La solution obtenue, riche en or, s'écoule dans des cellules d'électroration. Sous l'effet du courant continu, l'or métallique se dépose sur des cathodes en laine de fer.

Étape 6 : Fusion & régénération du carbone
Le sludge d'or provenant des cathodes est lavé, filtré et fondue avec un flux à l'intérieur du four pour produire du lingot d'or. Le carbone déshydraté est envoyé à la régénération thermique dans le four pour récupérer son activité d'adsorption, puis revient aux cuves CIL pour être recyclé.

Paramètres opérationnels standards clés pour la plante CIL

• Teneur en pulpe : 40 %–45 % de solides en poids
• valeur pH : 10,5 ~ 11,5 (maintenu par la chaux)
• Concentration en cyanure dans la solution : 0,2–0,5 g/L NaCN
• Oxygène dissous : ≥6–8 mg/L
• Taille des particules de carbone actif : 6×12 mailles ou 8×16 mailles carbone de noix de coco
• Concentration en carbone dans la pulpe : 10–25 g/L
• Récupération globale normale du gold pour un minerai à mélange libre : 85 %–92 %

Note importante : Pour les minerais d'or réfractaires (fortement contenant de l'arsénipyrite, de la pyrite), le traitement direct CIL donne des taux de récupération faibles. Une pré-oxydation (roussage, oxydation sous pression ou bio-oxidation) est nécessaire avant la cyanuration.

Minéraux et impuretés dangereux de gangue

Certains minerais consomment du cyanure et de l'oxygène, augmentant ainsi le coût des réactifs et réduisant le taux de récupération du or :

• Pyrite, arsenopyrite : réagissent avec le cyanure et l'oxygène, consommation élevée de réactif.
• Minéraux de cuivre (chalcopyrite) : forment des complexes cyanures de cuivre stables, compétent pour le cyanure.
• Antimoine, oxydes d'or contenant du tellure : difficiles à extraire sous des conditions standard CIL.
• Argile, matières carbonaceuses : phénomène de « preg-robbing » – le carbone naturellement présent absorbe l'or dissous et provoque une perte permanente.

Rappels sur la conformité en matière de sécurité et d'environnement

Le cyanure est hautement toxique. Tous les projets CIL doivent satisfaire aux réglementations environnementales locales en matière de minage :

• Maintenir strictement le pH au-dessus de 10,5 pour éviter la génération de gaz cyanure de hydrogène toxique.
• Les boues de fonds doivent effectuer une détoxification du cyanure (processus SO₂-air ou méthode peroxyde d'hydrogène) avant d'être évacuées.
• Construisez des liners anti-perméabilité pour les bassins de lixiviation et les installations de stockage des résidus pour prévenir la contamination de l'eau souterraine.
• Les opérateurs nécessitent une formation professionnelle en sécurité et du matériel de protection.

Questions Fréquemment Posées

Q1 : Le CIL peut-il traiter directement l'or du sable alluvial ?
A : Pas économiquement viable. L'or alluvial peut être récupéré efficacement par séparation par gravité. Le CIL nécessite un broyage fin et des réactifs cyanure coûteux ; il est conçu pour les minerais de roche dure où l'or est enfermé dans la roche.

Q2 : Pourquoi le rendement ne peut-il pas atteindre 100 % dans une installation CIL ?
A : Principales raisons : or fin en gangue non broyée, minéraux carbonaceux qui volent le précipité, lixiviation incomplète, perte d'or dans les rejets fins. Les minerais libres en solution ne peuvent normalement pas dépasser 92 % à 94 % de récupération avec un CIL standard.

Q3 : Quelle est la durée de vie du charbon actif ?
A : Le carbone s'usine progressivement en poussière fine pendant la circulation. Après plusieurs cycles de régénération, l'activité du carbone diminue. Normalement, le taux de remplacement du carbone est de 5 à 10 kg par tonne de minerai traité.

Conclusion

Le traitement du minerai d'or CIL repose sur la chimie de lixiviation au cyanure et l'adsorption simultanée sur le carbone actif. Son avantage principal est de combiner la lixiviation et l'adsorption dans un même circuit pour améliorer la force du réactif. La performance dépend fortement de la minéralogie du minerai, de la finesse de broyage, de l'apport d'oxygène dissous et du contrôle stable des réactifs. Avant de construire une installation CIL, des tests de lixiviation en laboratoire et une analyse minéralogique sont obligatoires. Les types de minerai inadaptés entraîneront une consommation élevée de réactifs et une récupération d'or faible. Contactez-nous pour organiser des tests de minerai et fournir une proposition de conception d'installation CIL adaptée.