Adapté de la 3e édition, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.
L'extraction de l'or est réalisée à petite échelle par des prospecteurs individuels (par exemple, en Chine et au Brésil) et à grande échelle dans des mines souterraines (par exemple, en Afrique du Sud) et à ciel ouvert (par exemple, aux États-Unis).
La méthode la plus simple d'extraction de l'or est le panoramique, qui consiste à remplir un plat circulaire avec du sable ou du gravier aurifère, à le maintenir sous un jet d'eau et à le faire tourbillonner. Le sable et le gravier plus légers sont progressivement lavés, laissant les particules d'or près du centre de la casserole. L'exploitation aurifère hydraulique plus avancée consiste à diriger un puissant courant d'eau contre le gravier ou le sable aurifère. Cela émiette le matériau et le lave à travers des écluses spéciales dans lesquelles l'or se dépose, tandis que le gravier plus léger est flotté. Pour l'exploitation minière en rivière, des dragues élévatrices sont utilisées, constituées de bateaux à fond plat qui utilisent une chaîne de petits seaux pour ramasser les matériaux du fond de la rivière et les vider dans un conteneur de criblage (trommel). Le matériau est mis en rotation dans le trommel lorsque l'eau est dirigée dessus. Le sable aurifère coule à travers les perforations du trommel et tombe sur des tables d'agitation pour une concentration supplémentaire.
Il existe deux méthodes principales pour extraire l'or du minerai. Ce sont les processus de fusion ainsi que cyanuration. Le processus d'amalgamation est basé sur la capacité de l'or à s'allier au mercure métallique pour former des amalgames de consistances variables, du solide au liquide. L'or peut être assez facilement retiré de l'amalgame en distillant le mercure. Dans l'amalgamation interne, l'or est séparé à l'intérieur de l'appareil de concassage en même temps que le minerai est concassé. L'amalgame retiré de l'appareil est lavé de tout adjuvant par de l'eau dans des bols spéciaux. Ensuite, le mercure restant est expulsé de l'amalgame. Dans l'amalgamation externe, l'or est séparé à l'extérieur de l'appareil de concassage, dans des amalgamateurs ou écluses (table inclinée recouverte de feuilles de cuivre). Avant de retirer l'amalgame, du mercure frais est ajouté. L'amalgame purifié et lavé est ensuite pressé. Dans les deux procédés, le mercure est éliminé de l'amalgame par distillation. Le processus de fusion est rare aujourd'hui, sauf dans l'exploitation minière à petite échelle, en raison de préoccupations environnementales.
L'extraction de l'or par cyanuration est basée sur la capacité de l'or à former un sel double hydrosoluble stable KAu(CN)2 lorsqu'il est combiné avec du cyanure de potassium en association avec de l'oxygène. La pulpe résultant du concassage du minerai d'or est constituée de particules cristallines plus grosses, appelées sables, et de particules amorphes plus petites, appelées limon. Le sable, plus lourd, se dépose au fond de l'appareil et laisse passer les solutions (dont le limon). Le processus d'extraction de l'or consiste à introduire du minerai finement broyé dans un bac de lixiviation et à y filtrer une solution de cyanure de potassium ou de sodium. Le limon est séparé des solutions de cyanure d'or en ajoutant des épaississants et par filtration sous vide. La lixiviation en tas, dans laquelle la solution de cyanure est versée sur un tas nivelé de minerai grossièrement broyé, devient de plus en plus populaire, en particulier avec les minerais à faible teneur et les résidus miniers. Dans les deux cas, l'or est récupéré de la solution de cyanure d'or en ajoutant de la poussière d'aluminium ou de zinc. Dans une opération séparée, de l'acide concentré est ajouté dans un réacteur de digestion pour dissoudre le zinc ou l'aluminium, laissant derrière lui l'or solide.
Sous l'influence de l'acide carbonique, de l'eau et de l'air, ainsi que des acides présents dans le minerai, les solutions de cyanure se décomposent et dégagent du gaz cyanure d'hydrogène. Afin d'éviter cela, un alcali est ajouté (chaux ou soude caustique). Le cyanure d'hydrogène est également produit lorsque l'acide est ajouté pour dissoudre l'aluminium ou le zinc.
Une autre technique de cyanuration implique l'utilisation de charbon actif pour éliminer l'or. Des épaississants sont ajoutés à la solution de cyanure d'or avant la mise en suspension avec du charbon actif afin de maintenir le charbon en suspension. Le charbon de bois contenant de l'or est éliminé par tamisage et l'or extrait à l'aide de cyanure alcalin concentré en solution alcoolique. L'or est ensuite récupéré par électrolyse. Le charbon de bois peut être réactivé par torréfaction et le cyanure peut être récupéré et réutilisé.
L'amalgamation et la cyanuration produisent toutes deux un métal qui contient une quantité considérable d'impuretés, la teneur en or pur dépassant rarement 900 par mil de finesse, à moins qu'il ne soit encore raffiné électrolytiquement afin de produire un degré de finesse allant jusqu'à 999.8 par mil et plus.
L'or est également récupéré en tant que sous-produit de la fusion du cuivre, du plomb et d'autres métaux (voir l'article « Fusion et affinage du cuivre, du plomb et du zinc » dans ce chapitre).
Les dangers et leur prévention
Le minerai d'or présent à de grandes profondeurs est extrait par une exploitation souterraine. Cela nécessite des mesures pour empêcher la formation et la propagation de la poussière dans les chantiers miniers. La séparation de l'or des minerais d'arsenic entraîne une exposition à l'arsenic des mineurs et une pollution de l'air et du sol par des poussières contenant de l'arsenic.
Dans l'extraction de l'or au mercure, les travailleurs peuvent être exposés à de fortes concentrations de mercure dans l'air lorsque le mercure est placé ou retiré des écluses, lorsque l'amalgame est purifié ou pressé et lorsque le mercure est distillé ; des cas d'empoisonnement au mercure ont été signalés parmi les travailleurs de l'amalgamation et de la distillation. Le risque d'exposition au mercure lors de l'amalgamation est devenu un grave problème dans plusieurs pays d'Extrême-Orient et d'Amérique du Sud.
Dans les procédés d'amalgamation, le mercure doit être placé sur les écluses et l'amalgame retiré de manière à ce que le mercure n'entre pas en contact avec la peau des mains (en utilisant des pelles à long manche, des vêtements de protection imperméables au mercure et bientôt). Le traitement de l'amalgame et le retrait ou le pressage du mercure doivent également être aussi entièrement mécanisés que possible, sans possibilité que les mains soient touchées par le mercure; le traitement des amalgames et la distillation du mercure doivent être effectués dans des locaux séparés et isolés dont les murs, les plafonds, les sols, les appareils et les surfaces de travail sont recouverts d'un matériau qui n'absorbe pas le mercure ou ses vapeurs ; toutes les surfaces doivent être régulièrement nettoyées afin d'éliminer tous les dépôts de mercure. Tous les locaux destinés à des opérations impliquant l'utilisation de mercure doivent être équipés d'une ventilation par aspiration générale et localisée. Ces systèmes de ventilation doivent être particulièrement efficaces dans les locaux où le mercure est distillé. Les stocks de mercure doivent être conservés dans des conteneurs métalliques hermétiquement fermés sous une hotte aspirante spéciale ; les travailleurs doivent recevoir les EPI nécessaires pour travailler avec du mercure ; et l'air doit être contrôlé systématiquement dans les locaux utilisés pour l'amalgamation et la distillation. Il doit également y avoir un suivi médical.
La contamination de l'air par le cyanure d'hydrogène dans les usines de cyanuration dépend de la température de l'air, de la ventilation, du volume de matière traité, de la concentration des solutions de cyanure utilisées, de la qualité des réactifs et du nombre d'installations ouvertes. L'examen médical des travailleurs des usines d'extraction d'or a révélé des symptômes d'empoisonnement chronique au cyanure d'hydrogène, en plus d'une fréquence élevée de dermatite allergique, d'eczéma et de pyodermite (une maladie cutanée inflammatoire aiguë avec formation de pus).
Une bonne organisation de la préparation des solutions de cyanure est particulièrement importante. Si l'ouverture des fûts contenant des sels de cyanure et l'alimentation de ces sels dans les cuves de dissolution ne sont pas mécanisées, il peut y avoir une contamination importante par la poussière de cyanure et le gaz de cyanure d'hydrogène. Les solutions de cyanure doivent être introduites dans des systèmes fermés par des pompes doseuses automatiques. Dans les usines de cyanuration de l'or, le degré correct d'alcalinité doit être maintenu dans tous les appareils de cyanuration ; de plus, les appareils de cyanuration doivent être hermétiquement scellés et équipés de LEV doublés d'une ventilation générale adéquate et d'un contrôle des fuites. Tous les appareils de cyanuration ainsi que les murs, les sols, les espaces ouverts et les escaliers des locaux doivent être recouverts de matériaux non poreux et régulièrement nettoyés avec des solutions alcalines faibles.
L'utilisation d'acides pour décomposer le zinc dans le traitement de la boue d'or peut dégager du cyanure d'hydrogène et de l'arsine. Ces opérations doivent donc être réalisées dans des locaux spécialement équipés et séparés, avec l'utilisation de hottes d'extraction locales.
Il devrait être interdit de fumer et les travailleurs devraient disposer d'installations séparées pour manger et boire. Un équipement de premiers secours doit être disponible et doit contenir du matériel permettant d'éliminer immédiatement toute solution de cyanure qui entre en contact avec le corps des travailleurs et des antidotes en cas d'empoisonnement au cyanure. Les travailleurs doivent être équipés de vêtements de protection individuelle imperméables aux composés de cyanure.
Effets environnementaux
Il existe des preuves d'exposition aux vapeurs de mercure métallique et de méthylation du mercure dans la nature, en particulier là où l'or est traité. Dans une étude sur l'eau, les habitations et les poissons des zones d'extraction d'or du Brésil, les concentrations de mercure dans les parties comestibles des poissons consommés localement ont dépassé de près de 6 fois le niveau consultatif brésilien pour la consommation humaine (Palheta et Taylor 1995). Dans une zone contaminée du Venezuela, les chercheurs d'or utilisent du mercure pour séparer l'or des poudres de sable et de roche aurifères depuis de nombreuses années. Le niveau élevé de mercure dans le sol de surface et les sédiments de caoutchouc de la zone contaminée constitue un risque sérieux pour la santé professionnelle et publique.
La contamination des eaux usées par le cyanure est également une grande préoccupation. Les solutions de cyanure doivent être traitées avant d'être rejetées ou doivent être récupérées et réutilisées. Les émissions de gaz de cyanure d'hydrogène, par exemple, dans le réacteur de digestion, sont traitées avec un épurateur avant d'être évacuées de la cheminée.