La séparation gravimétrique est une méthode largement utilisée dans le secteur minier, offrant une solution efficace et économique pour la récupération des minéraux. Ce guide complet présente en détail le processus de séparation de l'or à l'aide d'équipements de séparation gravimétrique.
1. Principe de fonctionnement de la séparation par gravité
Le principe de la séparation gravimétrique repose entièrement sur les différences de densité (poids spécifique) entre les minéraux :
L'or pur a une densité d'environ 19,3, tandis que les déchets minéraux courants tels que le quartz et le feldspath n'atteignent que 2,6 à 2,7. Cette énorme différence de densité signifie que les particules d'or coulent beaucoup plus rapidement que les déchets minéraux de même taille sous l'effet du courant d'eau, des vibrations ou de la force centrifuge.
La séparation par gravité ne produit aucun polluant toxique, réduit les coûts de gestion environnementale et répond aux normes mondiales de protection de l'environnement minière de plus en plus strictes.
2. Processus de fonctionnement de la séparation par gravité
La séparation gravimétrique complète de l'or ne peut pas traiter directement le minerai brut. Elle nécessite un système de prétraitement adapté, un tri granulométrique et un nettoyage du concentré. Chaque étape influe directement sur le taux de récupération final de l'or. Le processus de séparation gravimétrique se décompose en plusieurs étapes :
2.1 Concassage et pré-broyage du minerai
Le minerai d'or brut, provenant de roches dures extraites de mines à ciel ouvert ou souterraines, contient de gros morceaux mélangés à de la roche, de la boue et des impuretés.
De gros blocs de minerai sont introduits dans un concasseur à mâchoires pour le concassage primaire grossier.
Les matériaux concassés sont envoyés vers un concasseur à cône pour un concassage fin secondaire. La granulométrie de sortie est contrôlée entre 10 et 25 mm.
Le minerai concassé est introduit uniformément dans un broyeur à boulets avec de l'eau pour former une suspension de minerai.
Brisez les roches massives en petits fragments pour fissurer les structures rocheuses et exposer les grains d'or emprisonnés dans la gangue. Si l'or reste enfermé dans la roche, les équipements de gravimétrie ne peuvent pas le récupérer efficacement.
2.2 Pré-classification
Le classificateur à spirale trie la pulpe de minerai broyé selon la granulométrie : les particules trop grosses sont renvoyées au broyeur à boulets pour un nouveau broyage, tandis que la pulpe fine, conforme aux normes, est acheminée vers l’étape de séparation gravimétrique. Cette étape garantit des conditions d’alimentation constantes pour les équipements de séparation situés en aval.
2.3 Récupération par séparation gravitaire du noyau
En fonction de la granulométrie de l'or et des caractéristiques du minerai, vous pouvez choisir un équipement de séparation gravimétrique ciblé pour récupérer l'or :
Le jigging : un séparateur à jig utilise des courants d’eau pulsés pour séparer l’or des matériaux plus légers. Les particules d’or, plus lourdes, coulent au fond, tandis que les matériaux plus légers sont emportés par le courant.
Tables vibrantes : Une table vibrante est constituée d’une surface plane qui vibre afin de séparer les particules en fonction de leur densité. L’or, plus dense, reste près de la surface, tandis que les matériaux plus légers se déplacent vers les bords.
Pour les grains d'or fins : une goulotte en spirale permet à la suspension de s'écouler dans des auges en spirale incurvées. La force centrifuge et la gravité poussent l'or, plus dense, vers la paroi intérieure de l'auge pour y être collecté, tandis que les déchets sont évacués par le bord extérieur.
Concentrateurs centrifuges : Ces machines utilisent une rotation à grande vitesse pour imiter les forces gravitationnelles, permettant ainsi une séparation plus efficace des fines particules d’or.
Lavage à la batée : Méthode traditionnelle consistant à placer le minerai dans une batée et à l’agiter dans l’eau ; l’or se dépose au fond en raison de sa densité.
2.4 Valorisation des concentrés et traitement des résidus
Le concentré d'or brut issu de la première séparation est ensuite nettoyé sur des tables vibrantes plus petites ou dans des mini-centrifugeuses afin d'en augmenter la pureté. Les résidus restants peuvent être traités par un second procédé de récupération par gravité ou envoyés vers des équipements d'épaississement et de déshydratation pour une élimination sûre et conforme à la réglementation.
3. Avantages et limites
Avantages :
- Rentable : La séparation par gravité est relativement peu coûteuse, car elle ne nécessite ni produits chimiques agressifs ni infrastructures importantes.
- Écologique : Elle évite l'utilisation de produits chimiques toxiques comme le cyanure ou le mercure, ce qui en fait une méthode respectueuse de l'environnement.
- Taux de récupération élevé : particulièrement efficace pour les particules d'or grossières et les minerais faciles à broyer.
- Adaptabilité flexible : Convient aussi bien à l'exploitation minière artisanale alluviale qu'aux mines d'or industrielles en roche dure.
Limites:
- Inefficace pour l'or fin : la séparation par gravité peine à récupérer les particules d'or très fines (inférieures à 50 microns).
- Caractéristiques du minerai : Fonctionne mieux avec l’or libre (or non lié à d’autres minéraux) et les minerais présentant des différences importantes de densité entre l’or et la gangue.
4. Conseils de dépannage courants pour une meilleure récupération de l'or
- Si le taux de récupération de l'or est faible : vérifiez si le minerai est souterrain (l'or est encore emprisonné dans la roche) ou sursous-jacent (l'or transformé en boue irrécupérable).
- En cas de performances médiocres de la goulotte en spirale : ajustez la densité et le débit d’alimentation en suspension pour maintenir une stratification stable des particules.
- Pour les concentrateurs centrifuges : Nettoyez régulièrement les rainures des riffles pour éviter tout blocage qui réduirait l’efficacité de piégeage de l’or.
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