L'Or : Histoire, Propriétés, Extraction et Applications Futures

Contexte

L'or, avec sa teinte jaune inconfondable, est l'un des métaux les plus anciens de l'humanité. Des preuves archéologiques montrent que les peuples néolithiques récoltaient l'or dans les lits de rivières, tandis que l'exploitation minière documentée la plus ancienne remonte à 3500 av. J.-C., lorsque les Égyptiens et les Sumériens façonnaient des bijoux, des artefacts religieux et des coupes à partir du métal.

La combinaison de beauté et de résilience physique de l'or en a fait une ressource prisée pendant des millénaires, suscitant souvent conflits et aventures — de l'effondrement des empires aztèque et inca aux ruées vers l'or qui ont remodelé la frontière américaine.

La plus grande réserve d'or au monde se trouve dans le Conglomérat Witwatersrand précambrien d'Afrique du Sud — un vaste gisement multi-kilométrique de profondeur qui représente environ les deux tiers de la production mondiale. Les autres grands producteurs incluent l'Australie, l'ex-Union soviétique et les États-Unis, où l'or est extrait en Arizona, Californie, Colorado, Montana, Nevada, Dakota du Sud et Washington.

Environ 65 % de l'or traité va dans le secteur des arts, principalement la joaillerie. Les utilisations industrielles — électriques, électroniques et céramiques — représentent maintenant environ 25 % du marché. L'or restant est transformé en « pourpre de Cassius », un verre de couleur rubis utilisé sur les fenêtres des immeubles de bureaux pour réduire la chaleur estivale, et en miroirs pour le vol spatial et la microscopie électronique qui réfléchissent le spectre infrarouge.

Caractéristiques Physiques

L'or (symbole chimique Au) est réputé pour sa malléabilité, sa ductilité et sa résistance à l'oxydation. La malléabilité permet de marteler l'or en feuilles mille fois plus fines que le papier ; ces feuilles sont ensuite utilisées dans les revêtements réfléchissants infrarouges, les obturations dentaires ou les surfaces plaquées. La ductilité permet de tirer l'or en fil fin, essentiel pour les connexions de circuits intégrés, les appareils orthodontiques et même les composants de moteurs à réaction.

Comme l'or est relativement mou, il est généralement allié à l'argent, au cuivre, au platine ou au nickel. Les alliages sont exprimés en carats ; l'or 24 carats est pur, tandis que l'or 18 carats contient 18 parts d'or pour 6 parts de métal.

Extraction et Raffinage

L'or se trouve généralement sous forme pure, mais peut aussi être récupéré à partir d'argent, de cuivre, de plomb et de zinc. Bien que l'eau de mer contienne des traces d'or, la concentration est bien trop faible pour être commercialement viable. Le métal se trouve dans deux types principaux de gisements : filon (veine) et alluvionnaire. Les méthodes d'extraction varient en conséquence. Après l'extraction, le minerai est pulvérisé et raffiné par un ou plusieurs des quatre procédés primaires : flottation, amalgamation, cyanuration ou carbone-en-pâte.

L'or se trouve généralement dans deux types de gisements : filon (veine) ou gisements alluvionnaires.

Extraction Minière

• Dans les gisements de filon, l'or est incrusté dans des veines de quartz dans la roche hôte. Les mineurs forent, dynamitent ou pellent pour extraire le minerai, souvent en grande profondeur. Le minerai est ensuite transporté à un moulin pour le raffinage.
• Les gisements alluvionnaires contiennent des pépites et des grains qui ont été transportés par l'eau et sont généralement mélangés à du sable ou du gravier. L'exploitation hydraulique, le dragage et l'excavation à la pelle mécanique sont les techniques principales, toutes reposant sur la gravité pour la séparation. Ces méthodes sont de plus en plus réglementées ou interdites en raison de leurs impacts environnementaux.

Broyage

• Une fois extrait, le minerai est lavé et broyé en fragments plus petits, généralement dans un broyeur à boulets qui utilise des billes d'acier pour pulvériser le matériau.

Séparation de l'Or du Minerai

• La flottation sépare l'or en ajoutant un agent moussant et un collecteur qui lie l'or à des bulles d'air, qui remontent ensuite à la surface pour être écumées.
• La cyanuration dissout l'or dans une solution faible de cyanure, après quoi du zinc est ajouté pour précipiter le métal. L'or est récupéré par filtration.
• L'amalgamation implique de faire passer le minerai sur des plaques recouvertes de mercure pour former un amalgame or-mercure ; le chauffage de l'amalgame libère le mercure, laissant de l'or pur.
• Le carbone-en-pâte utilise du charbon actif pour adsorber l'or d'une pâte traitée au cyanure, puis retire le carbone dans une solution caustique chauffée.
• La fusion chauffe l'or avec un fondant, qui lie les contaminants et flotte en scories, permettant au métal pur de se solidifier dans des moules.

La flottation, la cyanuration et la méthode carbone-en-pâte sont 3 procédés utilisés pour raffiner l'or. Ils peuvent être utilisés seuls ou en combinaison les uns avec les autres.

Deux autres méthodes de raffinage de l'or sont l'amalgamation et la fusion.

L'Avenir

En tant que ressource finie, l'approvisionnement à long terme de l'or est limité, pourtant sa demande dans la joaillerie et les industries de haute technologie — particulièrement l'électronique — reste forte. Les avancées récentes se concentrent sur l'extraction de l'or à partir de minerais sulfurés, traditionnellement plus difficiles que les minerais oxydés. La biolixiviation, qui utilise des bactéries pour décomposer les minéraux sulfurés, a émergé comme une méthode rentable et respectueuse de l'environnement.