Définition
La biolixiviation, également connue sous le nom de biominage, est l’extraction d’un métal à partir de minerais sulfurés ou de concentrés en utilisant des matériaux présents naturellement dans l’environnement, à savoir l’eau, l’air et les micro-organismes. En d’autres termes, la biolixiviation est la commercialisation de la capacité de certaines bactéries et archées, trouvées dans la nature, à catalyser l’oxydation des minéraux sulfurés. C’est la lixiviation des minéraux sulfurés qui distingue la biolixiviation de la lixiviation acide conventionnelle, dans laquelle seuls les minéraux oxydés sont lixiviés.
Un processus associé est la bio-oxydation. Il s’agit de l’oxydation des minéraux sulfurés associés, mais pas nécessairement faisant partie du minéral d’intérêt à extraire. La biolixiviation est utilisée aujourd’hui dans des opérations commerciales pour traiter les minerais de cuivre, de nickel, de cobalt, de zinc et d’uranium, tandis que la bio-oxydation est utilisée dans le traitement de l’or et la désulfuration du charbon.
La biolixiviation implique l’utilisation de micro-organismes pour catalyser l’oxydation des sulfures de fer afin de créer du sulfate ferrique et de l’acide sulfurique. Le sulfate ferrique, qui est un puissant agent oxydant, oxyde ensuite les minéraux de sulfure de cuivre et le cuivre contenu est ensuite lixivié par l’acide sulfurique formé. Dans le cas de l’uranium, le sulfate ferrique oxyde l’oxyde d’uranium tétravalent, insoluble dans l’acide, en oxyde d’uranium hexavalent, qui est ensuite lixivié par l’acide sulfurique. Dans la bio-oxydation des minerais d’or réfractaires, des bactéries sont utilisées pour oxyder, et donc rendre soluble, une matrice de sulfure de fer dans laquelle les particules d’or sont imbriquées, rendant ainsi l’or disponible pour la lixiviation au cyanure. De même, dans la désulfuration du charbon, des bactéries sont utilisées pour oxyder le contaminant de pyrite dans le charbon, rendant ainsi le soufre soluble sous forme de sulfate ferrique.
Les différentes approches de biolixiviation
Il existe principalement deux types de biolixiviation : directe et indirecte.
- La biolixiviation directe utilise des minerais facilement réceptifs à l’oxydation pour créer une attaque enzymatique directe en utilisant des micro-organismes pour séparer le métal du minerai.
- La biolixiviation indirecte, quant à elle, n’implique pas un contact direct entre les micro-organismes et les minerais pendant le processus. Cependant, des agents de lixiviation sont créés par les microbes, qui oxydent toujours le minerai.
Les avantages de la biolixiviation
Voici quelques avantages de la biolixiviation :
- La biolixiviation peut stabiliser les toxines sulfatées de la mine sans nuire à l’environnement.
- Les émissions de dioxyde de soufre toxiques nuisent à l’environnement et peuvent causer des problèmes de santé aux mineurs. La biolixiviation évite entièrement ce processus.
- La biolixiviation est plus rentable que les procédés de fusion.
- La biolixiviation offre un moyen différent d’extraire des métaux précieux à partir de minerais à faible teneur ayant déjà été traités.
Les procédés de biominage commerciaux les plus courants
Les 3 procédés de biominage commerciaux les plus courants sont:
- La lixiviation en pente: le minerai fin est conservé dans un grand tas en forme de pente. Pendant la lixiviation en pente, une solution aqueuse contenant de l’inoculum est continuellement pulvérisée sur le minerai. Ensuite, la liqueur de lixiviation (ou le liquide restant) est collectée au bas du tas et traitée pour récupérer le métal supplémentaire.
- La lixiviation en tas: dans cette technique, le minerai est disposé en grands tas. Pendant la lixiviation en tas, un mélange aqueux de micro-organismes est arrosé sur le tas de lixiviation. Ensuite, la solution est collectée et traitée pour aider à récupérer encore plus de métal.
- La lixiviation in situ: le minerai reste dans son état naturel pendant que le processus de lixiviation a lieu. De l’eau contenant des thiobacillus est injectée à travers des passages forés dans le minerai. Le liquide de lixiviation est ensuite stocké jusqu’au moment de la récupération du métal.
