Introduction

. Source: Geoscience Australia

L’or est une substance très rare ne constituant que ~ 3 parties par milliard de la couche externe de la Terre (imaginez 1 milliard de smarties en un seul endroit et seulement 3 d’entre eux étaient en or!). Sa rareté et ses propriétés physiques ont fait de l’or l’une des ressources naturelles les plus prisées de la Terre.

Lorsque l’or se trouve dans les roches, il est presque toujours à l’état pur. De gros morceaux d’or sont appelés pépites et de minuscules morceaux sont connus sous le nom de poussière d’or. L’unité de mesure la plus courante pour l’or est l’once troy. Une once troy d’or pèse 31,1 grammes.

Aujourd’hui encore, les réalisations sont récompensées par des médailles d’or et nous associons le mot or à la grandeur – comme dans « règles d’or » ou « bon comme l’or ». L’or a toujours été et est toujours un métal très important.

Propriétés

Or natif, R30017. Source: Geoscience Australia

L’or, comme le fer, le cuivre, le plomb et l’étain, est un métal. L’or est le seul métal jaune et est chimiquement très stable. Il ne se combine pas facilement avec d’autres substances et, par conséquent, ne se corrode ni ne se ternit. En raison de cette propriété, on le trouve presque toujours dans la nature sous forme d’or pur. C’est ce qu’on appelle « l’or natif ». Cela signifiait que les premiers humains pouvaient collecter l’or et l’utiliser sans avoir à fondre ou à raffiner le métal d’un minéral.

Une pépite d’or de 5 mm de diamètre peut être étendue par martelage en une feuille d’or d’environ 0,5 mètre carré. Source : Wikimedia Commons

L’or est lourd – il pèse plus de dix-neuf fois plus que l’eau et est presque deux fois plus lourd que le plomb. Si vous aviez assez d’or pour remplir un carton de lait d’un litre, il pèserait 19,3 kilogrammes. Le même volume de lait ne pèse qu’un kilogramme.

L’or est assez doux. Il est légèrement plus dur qu’un ongle mais pas aussi dur qu’une pièce de monnaie ou un verre. L’or, comme la plupart des métaux, peut être martelé en feuilles minces (malléables) ou étiré en fils minces (ductiles). Cela a fait de l’or recherché pour un large éventail d’applications, comme la bijouterie et l’électronique. La « feuille d’or », par exemple, est de l’or qui a été battu en une feuille de moins d’un dixième de millimètre d’épaisseur. Il est ensuite utilisé pour le lettrage sur les rouleaux d’honneur dans les écoles, ou pour mettre de l’or sur des cadres et des ornements. Une once (31 grammes) d’or peut être battue en une fine feuille transparente de neuf mètres carrés ou étirée sur un fil de 80 kilomètres de long!

Strie de chalcopyrite. Source: Geoscience Australie.

Il existe un certain nombre de minéraux qui sont couramment confondus avec de l’or; ils sont souvent appelés « or imbéciles ». Ceux-ci comprennent la pyrite (FeS2) et la chalcopyrite (CuFeS2). Ils peuvent être distingués de l’or en le grattant – la poudre (strie) produite sera noire. Si l’or est rayé, la poudre sera de couleur or.

Utilise

Histoire

L’or occupe une place très particulière dans l’histoire humaine. Il est précieux depuis l’Antiquité et a été le premier métal utilisé par les humains, avec de simples ornements en or parmi les premiers objets métalliques connus. Dans les temps anciens, les alchimistes passaient toute leur vie à essayer de transformer d’autres métaux en or précieux. En 5000 avant JC, les Égyptiens ont trouvé de l’or dans le lit du Nil et pendant des milliers d’années ont utilisé de l’or pour des objets de parure. À la mort du roi Toutankhamon, son corps momifié était en partie recouvert d’or qui était encore brillant lorsqu’il a été découvert par les archéologues plus de 3000 ans plus tard!

Masque funéraire de Toutankhamon. Source :Wikimedia Commons

L’or a figuré dans de nombreux mythes et légendes. Le roi Midas, le roi Salomon, Jason et les Argonautes étaient tous des chercheurs d’or légendaires. Même les contes de fées mentionnent souvent des objets dorés tels que des œufs ou des harpes, et la plupart des gens ont entendu parler du pot d’or à la fin de l’arc-en-ciel.

Christophe Colomb était à la recherche d’or lorsqu’il a découvert l’Amérique au 15ème siècle.

L’or a joué un rôle historique important en Australie. En 1823, James McBrien a trouvé des traces d’or près de Bathurst, en Nouvelle-Galles du Sud. Cependant, les premières découvertes d’or en Australie ont été étouffées par les autorités de peur que tous les condamnés, soldats et fonctionnaires cessent de travailler pour chasser leur fortune. En 1841, le révérend WB Clarke a trouvé une pépite d’or près de Cox’s River dans les Blue Mountains, en Nouvelle-Galles du Sud. Quand il a montré l’or au gouverneur Gipps, le gouverneur a dit: « Rangez-le, M. Clarke ou nous aurons tous la gorge tranchée! ». Ce n’est que dix ans plus tard, en 1851, qu’Edward Hargraves (qui venait de rentrer des champs aurifères en Californie) et ses collègues trouvèrent de l’or près de Bathurst. Cette fois, la découverte a été rendue publique et en un mois, un millier d’hommes cherchaient de l’or. La région s’appelait Ophir, d’après l’histoire biblique de la ville d’or du roi Salomon.

La ruée vers l’or de Bathurst a été suivie de découvertes à Victoria. La fièvre de l’or a attiré des dizaines de milliers d’immigrants de nombreuses régions du monde vers les colonies australiennes. Ballarat et Bendigo à Victoria sont devenus des sites aurifères majeurs. En 1854, les mineurs d’or des fouilles de Ballarat étaient en colère contre le système injuste de permis de mineur. Ils se sont battus contre des soldats lors de la célèbre bataille de la palissade d’Eureka, la seule rébellion armée de l’histoire de l’Australie. Au début des années 1890, de grandes découvertes ont été faites à Coolgardie et à Kalgoorlie en Australie occidentale. Dans les 10 années suivant la ruée vers l’or à Bathurst, Ballarat et Bendigo, la population australienne a triplé pour atteindre plus d’un million de personnes. Les découvertes d’or ont stimulé le développement des villes intérieures, des communications, des transports et du commerce extérieur. Bien que l’or ait stimulé le développement de l’Australie, son importance a diminué pendant la majeure partie du 20ème siècle à mesure que d’autres minéraux devenaient d’une plus grande importance économique. Il a connu une résurgence dans les années 1980 et 1990 lorsque l’application de nouvelles technologies a permis de traiter économiquement des minerais de qualité inférieure. L’or a changé où et comment les gens vivent. De nombreuses villes ont été développées par la richesse de l’extraction de l’or et l’Australie compte également de nombreuses « villes fantômes » – lorsque l’offre d’or s’est épuisée, les gens ont tout simplement déserté la région.

Le terme « digger », le surnom des soldats australiens combattant à l’étranger, vient du fait que de nombreux soldats de la Première Guerre mondiale avaient littéralement été des diggers dans les champs aurifères juste avant la guerre.

Formation

Or dans le quartz. R30020. Source: Geoscience Australie.

La méthode naturelle la plus courante de concentration de l’or est l’action ancienne du fluide chaud à l’intérieur de la croûte terrestre. Les fluides profondément dans la croûte sont chauffés par la chaleur interne de la Terre. Ces fluides se sont souvent déplacés à travers les roches sur une grande surface et ont « dissous » l’or. Lorsque ces fluides se refroidissaient ou réagissaient avec d’autres roches, l’or dissous précipitait (sortait du fluide) dans des fissures ou des fractures formant des veines. Si les fluides se déplacent sur une surface suffisamment grande et dissolvent l’or pendant une période de temps suffisamment longue, l’or peut être concentré en quantités dans les parties pour mille ou même plus. En Australie, cette concentration d’or a eu lieu dans la Terre il y a des centaines de millions d’années dans les États de l’Est et il y a des milliers de millions d’années en Australie occidentale.

En plus de l’or, les fluides peuvent transporter d’autres minéraux dissous, tels que le quartz. C’est pourquoi on trouve souvent de l’or avec le quartz. Ceux-ci sont connus sous le nom de gisements d’or primaires et pour extraire l’or, la roche contenant les veines d’or doit être déterrée (extraite), broyée et traitée.

Or alluvial. R04601 Source: Geoscience Australie.

Certaines roches contenant des veines d’or ont été exposées à la surface et s’érodent. L’or contenu dans ces roches a été déversé dans des ruisseaux pour former des dépôts d’or alluviaux (placers). Ici, l’or est encore concentré par l’action de l’eau. Parce que l’or est plus lourd que la plupart des matériaux déplacés par un ruisseau ou une rivière, il peut se concentrer dans des creux et être piégé dans le lit de la rivière. Ceux-ci sont connus sous le nom de dépôts d’or secondaires (alluviaux) et ils peuvent être travaillés à l’aide d’un bac ou d’un berceau en or. Les dépôts d’or alluviaux ont déclenché les ruées vers l’or australiennes des années 1850

Ressources

L’or est principalement répandu dans les roches et le sol qui nous entourent, mais en si faibles quantités qu’il n’est pas utile d’essayer de le sortir. Cependant, il y a des endroits où il y a assez d’or pour le rendre économique à exploiter. La plupart de l’or extrait en Australie aujourd’hui ne peut pas être vu dans la roche, il est à grain très fin et a la plupart du temps une concentration de moins de 5 grammes par tonne de roche extraite. La faisabilité de l’extraction de faibles concentrations d’or dépend en grande partie du prix de l’or. L’or est acheté et vendu tous les jours sur les marchés internationaux de l’or. Le prix fluctue en fonction de la demande des acheteurs et du montant vendu par les vendeurs.

Gisements et mines d’or en Australie (2016). Source: Geoscience Australie.

En quelques endroits, l’or est suffisamment concentré dans les roches pour qu’il en vaille la peine d’être extrait. L’Australie (en particulier l’Australie occidentale) est l’un des principaux producteurs d’or au monde. Environ 60% des ressources en or de l’Australie se trouvent en Australie-Occidentale, le reste se trouvant dans tous les autres États et dans le Territoire du Nord. Pratiquement toutes les ressources se trouvent dans des gisements primaires, dont beaucoup ont subi un certain degré d’altération. Les gisements primaires altérés sont importants pour l’industrie aurifère car ils sont généralement plus faciles et moins chers à exploiter et l’or est plus facile à récupérer.

Des exemples de gisements primaires incluent ceux exploités à Kalgoorlie dans la Super Fosse, Granny Smith, St Ives, Norseman et Mount Magnet (WA), Gympie et Ravenswood (Qld), Callie (NT), Stawell (Vic), Cadia (NSW), Henty (Tas) et Challenger (SA). Au Barrage Olympique (SA), de l’or se produit et est extrait avec du cuivre et de l’uranium. Les gisements secondaires ne sont plus des sources majeures d’or en Australie.

L’or se trouve généralement à l’état métallique, généralement associé à des minéraux sulfurés tels que la pyrite, mais il ne forme pas lui-même un minéral sulfuré distinct. La seule occurrence d’or économiquement importante en combinaison chimique est avec le tellure en tant que minéraux tellurures.

Réplique de la Pépite de bienvenue. Source : Wikimedia Commons

La plus grosse pépite d’or jamais trouvée était le « Welcome Stranger », trouvé en 1869 juste sous le sol à la base d’un arbre ! Il pesait 70 kg et sur la valeur d’aujourd’hui vaudrait plus de 3 millions de dollars. Toute une trouvaille! La deuxième plus grande pépite d’or jamais trouvée était la pépite de bienvenue (68.98 kg), qui a été découvert par un groupe de vingt-deux mineurs cornouaillais sur le site de la Red Hill Mining Company à Bakery Hill à Ballarat, Victoria, Australie, le 9 juin 1858. Il était situé dans le toit d’un tunnel à 55 mètres sous terre.

Informations supplémentaires sur les ressources et la production.

Exploitation minière

Il existe des mines d’or à ciel ouvert et souterraines en Australie, mais la majeure partie de la production d’or australienne provient de mines à ciel ouvert. L’équipement de terrassement est utilisé pour enlever les stériles au-dessus du corps de minerai, puis pour extraire le minerai. Les déchets et le minerai sont sablés pour les diviser en tailles adaptées à la manutention et au transport vers les décharges ou, dans le cas du minerai, vers le concasseur.

L’exploitation minière souterraine est utilisée lorsque la profondeur du minerai sous la surface rend l’exploitation minière à ciel ouvert non rentable. Des puits verticaux et des puits de descente (tunnels en spirale) sont utilisés pour déplacer les personnes et l’équipement dans et hors de la mine, pour assurer la ventilation et pour transporter les stériles et le minerai à la surface. Les extensions de gisements exploités par des méthodes à ciel ouvert peuvent être exploitées plus tard par des méthodes souterraines sous l’ancienne fosse à ciel ouvert.

Traitement

Le traitement du minerai d’or implique le broyage, le traitement avec des produits chimiques, la fusion (fusion) et une purification ultérieure. Il est ensuite versé dans des moules où il refroidit et durcit sous forme de lingots d’or appelés « lingots », ce qui facilite l’empilement et le transport de l’or.

La première étape du traitement du minerai d’or est le concassage. L’or doit ensuite être séparé de la poudre résultante. L’or grossier peut être éliminé par concentration gravitationnelle. La poudre est mélangée à de l’eau, l’or coule et les autres déchets sont emportés. L’or fin contenu dans le minerai concassé sera traité différemment selon la nature du minerai d’or lui-même.

Le minerai de mouture libre est le nom du moment où l’or peut être récupéré par concassage, broyage et cyanuration (traitement avec une solution de cyanure diluée) sans traitement supplémentaire. Dans le minerai réfractaire, l’or est enfermé dans des minéraux sulfurés, de sorte que pour obtenir des niveaux satisfaisants de récupération de l’or, un traitement supplémentaire est nécessaire avant la cyanuration. Les minéraux sulfurés contenus dans les minerais réfractaires sont convertis en oxydes par torréfaction ou par lixiviation biologique pour libérer l’or. Dans la lixiviation biologique, l’oxydation est causée par l’action de bactéries spécifiques sur le minerai. Le tonnage de minerai réfractaire à torréfier ou à lessiver est fortement réduit en produisant d’abord un concentré finement broyé.

Le minerai broyé ou le concentré traité est placé dans une solution faible de cyanure de sodium, qui dissout l’or et forme une suspension de solution aurifère et d’autres solides. Certains minerais peuvent être traités par lixiviation en tas. Cela consiste à saupoudrer une solution de cyanure faible sur un tas ouvert de minerai empilé sur une base imperméable. La solution percole à travers le minerai, lessivant l’or au fur et à mesure et est soutirée à la base avant d’être traitée pour récupérer l’or.

Dans les deux cas, l’or est récupéré à partir de la solution aurifère dans un processus dans lequel des pastilles de charbon actif à base de cosses de noix de coco carbonisées sont ajoutées à la suspension et les ions aurifères sont adsorbés sur la surface de la pastille. La charge de granulés est déplacée à travers un certain nombre de réservoirs liés contenant du lisier dans une direction opposée au mouvement du lisier. Les pastilles chargées d’or sont enlevées et l’or en est dépouillé par lavage dans une solution de cyanure chaud. Le carbone utilisé dans le processus est recyclé et un courant électrique traverse la nouvelle solution, déposant l’or sur une cathode en laine d’acier. La cathode chargée d’or est traitée avec de l’acide chlorhydrique pour dissoudre tout acier résiduel et la boue d’or est filtrée et séchée, prête à être fondue. À ce stade, le matériau aurifère peut également contenir de l’argent et des métaux communs.

L’or est fondu dans un four à creuset pour produire des lingots non raffinés. Lors de la fusion, les impuretés des métaux communs sont oxydées et absorbées, laissant les métaux précieux être versés dans des lingotières. L’or fondu est ensuite raffiné. Plusieurs procédés de raffinage sont utilisés en Australie – chloration, électrolytique et aqua regia.

Dans le procédé de chloration (procédé Miller), le chlore est introduit dans les lingots fondus dans un four à creuset. Le gaz réagit avec l’argent et tous les métaux de base restants pour former des chlorures, dont les bulles remontent à la surface des lingots fondus et sont éliminées. L’or fondu et raffiné est ensuite coulé en barres. Le procédé électrolytique (procédé Wohlwill) consiste à dissoudre l’or des lingots (anode) dans une solution de chlorure et à redéposer l’or sur une cathode en or pur ou en titane. L’argent reste sur l’anode. Les cathodes sont fondues et coulées. Dans le troisième processus, les lingots non raffinés sont dissous dans de l’eau régale et l’argent est précipité sous forme de chlorure d’argent. L’anhydride sulfureux gazeux est passé à travers la solution restante et l’or est précipité sous forme de poudre métallique fine. L’or est ensuite fondu et coulé.