Du bloc à la farine de roche 

Pour séparer l’or des autres minéraux, il faut casser la roche. En faire une farine très fine, ce qui demande un dispositif industriel assez lourd. Dans un premier temps, les blocs de roche sont broyés dans des concasseurs qui peuvent faire penser à de gigantesques casse-noisettes. Les morceaux de roche, d’une taille de quelques centimètres, sont ensuite disposés dans un broyeur à boulets (grand tambour dans lequel tournent des boules d’acier, spécialité de Magotteaux, une entreprise belge basée à Vaux-sous-Chèvremont). De ce broyeur à boulets va sortir une farine dont les grains ont une épaisseur de quelques dixièmes de millimètres.

Tout l’enjeu de l’opération consiste à produire pour un coût minimisé une farine suffisamment fine pour ne plus y trouver que des particules d’or et des particules de roche. « Ce que tout minéralogiste veut atteindre, c’est évidemment une libération de 100%. Mais c’est un idéal. D’où l’intérêt des recherches que nous menons. Elles visent à maximiser cette libération, qui n’est, à l’heure actuelle, pas toujours efficace. »

Et l’importance de cette libération est cruciale, car la farine, à cette étape de la production, ne constitue encore qu’un mélange hétéroclite des différents minéraux qui constituaient la roche concassée. « Avant la phase de métallurgie, il faut encore séparer les minéraux que l’on veut exploiter des autres ».

Il existe plusieurs techniques de séparation. Pour l’or, on jouera sur les différences de densité. Une particule d’or d’un mm3 aura une masse de 19 milligrammes … et celle de roche de 2,5 milligrammes.. Pour d’autres minéraux contenant du sulfure, comme la chalcopyrite, la technique utilisée sera celle de la flottation. « Nous allons utiliser la propriété hydrophobe de la plupart des minéraux sulfurés, là où les autres sont hydrophiles, développe le chercheur. Dans une cellule d’un mètre cube d’eau, on va y placer des agents moussants qui vont remonter à la surface en créant des bulles d’air. On y ajoute ensuite les particules minérales issues du broyage. » Les particules hydrophobes auront tendance à s’accrocher aux bulles d’air. Elles vont ainsi être séparées des autres particules de roche et constituer une mousse concentrée en chalcopyrite. «De la farine de roche y entrant sortiront deux concentrés. L’un riche en sulfure, l’autre pas. C’est à cette étape de la production que nous intervenons principalement. Notre étude consiste à observer ce qui entre et ce qui sort, et vérifier si la séparation a été efficace ou pas, ce qui est de première importance, car la phase de broyage de la roche, à l’échelle industrielle, est l’une des phases les plus gourmandes de la production de métaux. C’est une phase coûteuse et fortement consommatrice en énergie, et on parle de milliers de tonnes de roche. »

En réitérant l’expérience, cette mousse sera de plus en plus concentrée, pour finir par atteindre un grand pourcentage de chalcopyrite. Elle pourra dès lors être envoyée dans des usines de métallurgie, où le cuivre sera extrait et raffiné. En sachant que d’une tonne de roche ne résulteront qu’une vingtaine de kilogrammes de cuivre, chaque outil, chaque expertise permettant d’éviter un gaspillage trop important de ces particules de grande valeur sera bienvenu.

Car ces techniques de séparation des minéraux seront plus efficaces à mesure que la phase de libération aura elle-même bien fonctionné. Et c’est bien là que se trouve la pierre d’achoppement des ingénieurs d’aujourd’hui.