Or

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Contexte

L'or, reconnaissable à sa teinte jaunâtre, est l'un des plus anciens métaux utilisés par l'homme. Dès la période néolithique, les humains ont collecté de l'or dans le lit des cours d'eau, et l'extraction réelle de l'or peut être retracée aussi loin que 3500 BC. , lorsque les premiers Égyptiens (la culture sumérienne de la Mésopotamie) utilisaient de l'or extrait pour fabriquer des bijoux élaborés, des artefacts religieux et des ustensiles tels que des gobelets.

Les propriétés esthétiques de l'or combinées à ses propriétés physiques en ont longtemps fait un métal précieux. Tout au long de l'histoire, l'or a souvent été la cause de conflits et d'aventures :la destruction des civilisations aztèque et inca, par exemple, et les premières ruées vers l'or américain en Géorgie, en Californie et en Alaska.

Le plus grand gisement d'or se trouve en Afrique du Sud dans le conglomérat précambrien de Witwatersrand. Ce gisement de minerai d'or fait des centaines de milles de diamètre et plus de deux milles de profondeur. On estime que les deux tiers de l'or extrait proviennent d'Afrique du Sud. Les autres grands producteurs d'or sont l'Australie, l'ex-Union soviétique et les États-Unis (Arizona, Colorado, Californie, Montana, Nevada, Dakota du Sud et Washington).

Environ 65% de l'or traité est utilisé dans l'industrie artistique, principalement pour fabriquer des bijoux. Outre les bijoux, l'or est également utilisé dans les industries électriques, électroniques et céramiques. Ces applications industrielles se sont développées ces dernières années et occupent désormais environ 25 pour cent du marché de l'or. Le pourcentage restant de l'or extrait est utilisé pour fabriquer un type de verre de couleur rubis appelé violet de Cassius, qui est appliqué aux fenêtres des immeubles de bureaux pour réduire la chaleur en été, et aux miroirs utilisés dans l'espace et en électroscopie pour qu'ils réfléchissent le spectre infrarouge.

Caractéristiques physiques

L'or, dont le symbole chimique est Au, est malléable, ductile et sectile, et sa conductivité thermique et électrique élevée ainsi que sa résistance à l'oxydation rendent ses utilisations innombrables. La malléabilité est la capacité de l'or et d'autres métaux à être pressés ou martelés en feuilles minces, 10 fois plus minces qu'une feuille de papier. Ces feuilles sont parfois évaporées sur du verre pour la réflectivité infrarouge, moulées comme obturations pour les dents ou utilisées comme revêtement ou placage pour les pièces. La capacité de l'or à être étiré dans un fil mince (ductilité) lui permet d'être déposé sur des circuits tels que des transistors et d'être utilisé comme alliage de soudure et de brasage industriel. Par exemple, le fil d'or est souvent utilisé pour les connexions électriques des circuits intégrés, pour les appareils orthodontiques et prothétiques, et dans les moteurs à réaction fabrication.

L'un des inconvénients de l'or pour son utilisation dans l'industrie est qu'il s'agit d'un métal relativement mou (sectile). Pour lutter contre cette faiblesse, l'or est généralement allié à un autre membre de la famille des métaux comme l'argent, le cuivre, le platine ou le nickel. Les alliages d'or sont mesurés en carats (carats). Un carat est une unité égale à 1/24 partie d'or pur dans un alliage. Ainsi, l'or 24 carats (24K) est de l'or pur, tandis que l'or 18 carats est constitué de 18 parties d'or pur pour 6 parties d'un autre métal.

Extraction et Raffinage

L'or se trouve généralement à l'état pur; cependant, il peut également être extrait de l'argent, du cuivre, du plomb et du zinc. L'eau de mer peut aussi contenir de l'or, mais en quantité insuffisante pour L'or se trouve généralement dans deux types de gisements :les gisements filoniens (filons) ou placers. Il est généralement extrait des gisements filoniens par forage ou par soufflage, tandis que les gisements de placers nécessitent une exploitation hydraulique, un dragage ou un pelletage mécanique. Une fois extrait, le minerai d'or est pulvérisé pour le préparer à l'affinage. être extrait avec profit jusqu'à un quarantième (1/40) de grain d'or par tonne d'eau. L'or se trouve généralement dans deux types de gisements :les gisements filoniens (filons) ou placers ; la technique d'extraction utilisée pour extraire l'or dépend du type de gisement. Une fois extrait, l'or est raffiné avec l'un des quatre processus principaux :la flottation, l'amalgamation, la cyanuration ou le charbon en pulpe. Chaque processus repose sur le broyage initial du minerai d'or, et plusieurs processus peuvent être utilisés sur le même lot de minerai d'or.

Exploitation minière

• 1 Dans les gisements filoniens ou filoniens, l'or est mélangé à un autre minéral, souvent du quartz, dans une veine qui a comblé une fissure dans les roches environnantes. L'or est obtenu à partir de gisements filoniens par forage, dynamitage ou pelletage de la roche environnante.

  Les gisements filoniens s'étendent souvent profondément sous terre. Pour exploiter sous terre, les mineurs creusent des puits dans le sol le long de la veine. À l'aide de pioches et de petits explosifs, ils retirent ensuite le minerai d'or de la roche environnante. Le minerai d'or est ensuite ramassé et acheminé vers un moulin pour raffinage.

• 2 Les gisements de placers contiennent de gros morceaux de minerai d'or (pépites) et des grains d'or qui ont été lavés en aval d'un gisement filonien et qui sont généralement mélangés avec du sable ou du gravier. Les trois principales méthodes utilisées pour exploiter les gisements de placers sont l'exploitation hydraulique, le dragage et le pelletage mécanique. Toutes les méthodes d'exploitation minière des gisements de placers utilisent la gravité comme force de tri de base.

  Dans la première méthode, une machine appelée « géant hydraulique » utilise un jet d'eau à haute pression pour faire tomber le minerai d'or des berges contenant le minerai. Le minerai d'or est ensuite lavé dans des écluses ou des auges qui ont des rainures pour attraper l'or.

  Le dragage et le pelletage mécanique impliquent les mêmes techniques mais fonctionnent avec des godets ou des pelles de tailles différentes. Lors du dragage, des seaux sur une ligne de convoyeur ramassent du sable, du gravier et du minerai d'or au fond des cours d'eau. Lors du pelletage mécanique, d'énormes machines agissent comme des pelles et ramassent de grandes quantités de sable et de gravier aurifères dans le lit des cours d'eau.

  L'extraction hydraulique et le dragage sont interdits dans de nombreux pays car ils sont destructeurs pour l'environnement à la fois des terres et des cours d'eau.

Broyage

• 3 Une fois que le minerai d'or a été extrait, il est généralement lavé et filtré à la mine comme technique de raffinement préliminaire. Il est ensuite expédié aux moulins, où il est d'abord combiné avec de l'eau et broyé en plus petits morceaux. Le mélange résultant est ensuite broyé dans un broyeur à boulets, un récipient cylindrique rotatif qui utilise des billes d'acier pour pulvériser le minerai.

Séparer l'or du minerai

• 4 L'or est ensuite séparé du minerai en utilisant l'une de plusieurs méthodes. Flottaison implique la séparation de l'or de son minerai en utilisant certains produits chimiques et de l'air. Le minerai finement broyé est déversé dans une solution La flottation, la cyanuration et la méthode du carbone en pulpe sont 3 procédés utilisés pour affiner l'or. Ils peuvent être utilisés seuls ou en combinaison les uns avec les autres. qui contient un agent moussant (qui fait mousser l'eau), un agent collecteur (qui se lie à l'or, formant un film huileux qui colle aux bulles d'air) et un mélange de produits chimiques organiques (qui empêchent les autres contaminants de se lier également aux bulles d'air). La solution est ensuite aérée - des bulles d'air sont insufflées - et l'or se fixe aux bulles d'air. Les bulles flottent vers le haut et l'or est écumé.

  Cyanuration implique également l'utilisation de produits chimiques pour séparer l'or de ses contaminants. Dans ce processus, le minerai broyé est placé dans un réservoir contenant une faible solution de cyanure. Ensuite, du zinc est ajouté au réservoir, provoquant une réaction chimique dans laquelle le résultat final est la précipitation (séparation) de l'or de son minerai. Le précipité d'or est ensuite séparé de la solution de cyanure dans un filtre-presse. Une méthode similaire est la fusion, qui utilise le même processus avec des produits chimiques différents. Premièrement, une solution transporte le minerai broyé sur des plaques recouvertes de mercure. Le mercure attire l'or, formant un alliage appelé amalgame . L'amalgame est ensuite chauffé, provoquant l'ébullition du mercure sous forme de gaz et laissant derrière lui l'or. Le mercure est collecté, recyclé et réutilisé dans le même processus.

  Le carbone en pulpe La méthode utilise également du cyanure, mais utilise du carbone au lieu du zinc pour précipiter l'or. La première étape consiste à mélanger le minerai broyé avec de l'eau pour former une pulpe. Ensuite, du cyanure est ajouté pour dissoudre l'or, puis du carbone est ajouté pour se lier à l'or. Une fois les particules de carbone retirées de la pulpe, elles sont placées dans une solution de carbone caustique (corrosive) chaude, qui sépare l'or du carbone.

  Deux autres méthodes d'affinage de l'or sont la fusion et la fusion. Lors de l'amalgamation, le minerai d'or est dissous en solution et passé sur des plaques recouvertes de mercure pour former un amalgame or/mercure. Lorsque l'amalgame est chauffé, le mercure s'évapore sous forme de gaz et laisse derrière lui l'or.
  Lors de la fusion, l'or est chauffé avec une substance chimique appelée "flux". Le flux se lie aux contaminants et flotte au-dessus de l'or. Le mélange flux-contaminant (scories) est évacué, laissant un précipité d'or.

• 5 Si l'or n'est toujours pas assez pur, il peut être fondu. Fonte consiste à chauffer l'or avec une substance chimique appelée flux . Le flux se lie aux contaminants et flotte au-dessus de l'or fondu. L'or est ensuite refroidi et laissé à durcir dans des moules, et le mélange flux-contaminant (scories) est emporté comme un déchet solide.

Le futur

L'or étant une ressource limitée, son avenir à long terme est limité. A court terme, cependant, il continuera à être largement utilisé en joaillerie et dans les applications industrielles, notamment dans le domaine de l'électronique.

Au cours des dernières années, plusieurs entreprises se sont concentrées sur l'extraction d'or à partir de minerai sulfuré plutôt que de minerai oxydé. Les techniques antérieures rendaient une telle extraction difficile et coûteuse, mais une technique plus récente appelée biolixiviation a rendu l'extraction plus faisable. Le processus consiste à combiner le minerai sulfuré avec des bactéries spéciales qui « mangent » le minerai ou le décomposent en une forme plus gérable.