février 2013

Le thiosulfate sera commercialisé

La mine Goldstrike de Barrick accélère les études pour trouver une alternative au cyanure

Par Peter Braul

John Langhans, Nathan Stubina et Mitch Cheng (de gauche à droite), au Centre technologique de Barrick de Vancouver, travaillent sur le processus du thiosulfate | Courtoisie de Barrick Gold


Quand le circuit d’extraction de remplacement au thiosulfate sera porté en production en 2014, la mine Goldstrike de Barrick Gold sera la plus grande installation à recourir à un agent de lixiviation jamais vue au monde. Le circuit sans cyanure en construction, résultat de décennies de recherche et de développement, sera basé sur un équilibre chimique élaboré avec soin et sur des leçons tirées d’années d’adaptation technologique.

L’usine de traitement de Goldstrike au Nevada compte deux circuits distincts : l’un dispose d’un four de grillage pour les minerais réfractaires charbonneux doubles, et l’autre utilise des autoclaves pour le traitement des autres amas de minerai sulfurés réfractaires. Cette configuration était efficace jusqu’à récemment, mais Goldstrike a consommé tout le minerai réfractaire simple. Comme les méthodes traditionnelles ne permettent pas le traitement du minerai réfractaire double dans un circuit à autoclave, la mine devait faire un choix : « Inventer une nouvelle technologie, ou fermer les autoclaves, » résume John Langhans de Barrick. Il est chargé de projet dans l’équipe qui travaille à l’adaptation du circuit d’oxydation au thiosulfate plutôt qu’au cyanure pour traiter le minerai réfractaire double. Le circuit au thiosulfate aura ses propres bassins de réception des résidus, ce qui comporte des avantages environnementaux, car l’agent de lixiviation n’est pas toxique et sert souvent de fertilisant.

Par chance ou par choix stratégique, ou les deux à la fois, Barrick a hérité d’une grande expertise sur le thiosulfate avec l’acquisition de Placer Dome et du centre de technologie de Dome. Mais le succès de ce projet à Goldstrike nécessitait beaucoup de collaboration : entre le siège social de Toronto, les bureaux régionaux du Nevada et de l’Utah, ce qui est devenu le centre technologique de Barrick à Vancouver, et entre les chercheurs du monde entier.

Les travaux de Barrick avec SGS Lakefield le service de génie matériel de l’université de Colombie-Britannique ont été essentiels, tout comme les partenariats avec la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) à Perth, Australie, et Ausenco qui ont offert leur expertise technologique.

Pour plusieurs personnes qui ont investi des années en recherche et développement, comme Langhans, le projet s’est révélé très satisfaisant. Il a passé quatre ans à étudier le thiosulfate au Bureau of Mines des États-Unis des années 1990, avant de rejoindre Barrick en 1999. À l’époque, il ne savait pas que son expertise aiderait à mener cette technologie à la production commerciale. « C’est une occasion qui ne se présente qu’une fois dans une vie, » dit-il.

Les résines échangeuses d’ions sont essentielles

Newmont avait une certaine expérience dans les années 1990 avec un circuit de lixiviation en tas au thiosulfate en démonstration, mais des complications ont entraîné sa mise hors service en 1999. La rentabilité de cette technologie n’a jamais été atteinte. Mais Barrick se trouve dans une position unique, puisque les autoclaves de Goldstrike sont déjà payés. En les utilisant presque de la même façon, les autoclaves facilitent le travail du thiosulfate, que l’on ajoute après le traitement du minerai broyé. Selon Peter Kondos, directeur des solutions technologiques stratégiques chez Barrick, les innovations technologiques « se concentrent sur l’utilisation de la résine, sur la stratégie de chargement de la résine et son élution. »

Le thiosulfate assure une reprise assez efficace de l’or dans les cuves d’extraction, par la création d’un complexe or-thiosulfate, mais le défi consiste à extraire cet or de la solution. Le thiosulfate ne peut pas être utilisé dans un circuit au carbone par lixiviation ou par la pulpe comme le permet le cyanure. On utilise alors des résines échangeuses d’ions (IX) en base forte auxquelles l’or-thiosulfate adsorbe. Mais l’utilisation des résines échangeuses d’ions amène des problèmes, indique Paul Breuer, chercheur principal à la CSIRO : « Les résines IX récupèrent l’or-thiosulfate de la solution, mais ensuite, il faut l’en séparer. Le système d’élution n’est pas simple. »

La CSIRO se trouve à l’avant-plan de cette recherche et, d’après , « Ce n’est qu’avec la découverte [par la CSIRO] des avantages de l’utilisation de sulfite comme additif au traitement par élution IX que les choses se sont simplifiées. »

« La contribution de la CSIRO était essentielle, » souligne Yeonuk Choi, directeur du développement technologique chez Barrick, qui accorde le mérite de cette découverte aux décennies d’études faites en Australie. « Paul et la CSIRO ont travaillé sur le processus d’élution pendant de nombreuses années. »

Depuis que Barrick a introduit la technologie IX de la CSIRO en 2010, Choi épaule Langhans dans la construction d’une usine de démonstration de cette technologie avec une production quotidienne de cinq tonnes à la mine de Goldstrike. Mais même avec l’aide de la CSIRO, il était difficile d’obtenir un rendement régulier. Près d’un an d’exploitation de l’usine de démonstration a permis de prendre la mesure du contrôle chimique nécessaire pour que le circuit au thiosulfate fonctionne correctement. « Le circuit a oscillé plusieurs fois entre un rendement correct et des problèmes importants, notamment avec les changements dans le minerai d’entrée, » rappelle Breuer.

Langhans et l’équipe de Barrick ont ajouté une étape particulière au circuit de lixiviation pour le traitement des composés indésirables dans la solution de lixiviation. « Nous pouvons ajouter une étape de préparation intermédiaire au besoin, pour ajuster la composition, » précise Langhans. « Sur la résine, c’est une question d’équilibre chimique. Pendant le cycle de lixiviation, si le système contient trop d’un produit, celui-ci peut repousser l’or, ou encore se fixer lui-même à la résine. »

Dans le circuit au thiosulfate, les polythionates, notamment, s’accumulent à mesure que le lixiviant se désagrège.

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