Les flux et fondants dans la fusion de l’or

Avant que l’or et d’autres métaux précieux puissent être convertis en bijoux et utilisés à diverses autres fins. Ils doivent passer par un processus de raffinage a la fonderie d’or pour les mettre sous une forme utile. Ceci pour assurer une pureté et une fluidité accrues pour faciliter l’élaboration de différents alliages et objets.

La fusion ou fonte fait partie intégrante du processus de raffinage de l’or et d’autres métaux précieux. C’est une grande partie du raffinage où le métal précieux (l’or dans ce cas) est fondu pour l’extraire hors de son minerai. Les minerais métalliques contiennent souvent beaucoup d’autres éléments et impuretés, la fusion est donc importante pour les éliminer.

Les flux ou fondants pour la fusion de l’or sont souvent ajouté au minerai pendant le processus de fonte. Dans cet article, nous discuterons de l’importance des flux et fondants pour la fonte de l’or et de leurs utilisations dans la fusion. Plus important encore, vous apprendrez à sélectionner le bon flux de fusion d’or pour vos projets de fusion.

Pourquoi ajouter du flux lors de la fusion de l’or ?

Traditionnellement, la fusion d’un minerai est effectuée entre 1050 C° et 1500 ° C pendant environ 2 heures. Ce temps est nécessaire pour les minerais ou déchet fort chargé en impureté, lors de fonte de métaux précieux de récupération, le temps est nettement plus court.

Après cela, l’alliage d’or et d’argent se dépose au fond car il est plus lourd tandis que le laitier avec les impuretés flottent et est enlevé. Malgré ces conditions extrêmes, il reste cependant difficile de séparer certaines impuretés de l’or et des lingots.

Il arrive souvent qu’une partie de l’or soit piégée dans le laitier qui flotte. À l’inverse, certaines des impuretés et des éléments associés peuvent également adhérer au métal pur et couler avec lui. Ces deux anomalies conduiront certainement à des situations dans lesquelles des lingots impurs sont produits. Ils peuvent également conduire à la perte d’or avec le laitier.

C’est pourquoi le flux de fusion d’or est important. Le flux de fusion d’or est essentiellement une substance chimique ou un mélange de substances chimiques. Qui sont ajoutés en quantités réglementées à la charge de minerai de métal précieux. Il permet de lutter contre tous les problèmes évoqués précédemment et de s’assurer que les lingots sont aussi purs que possible. Voici quelques-unes des façons dont l’utilisation du flux de fusion d’or rend le processus de fusion plus efficace :

Le flux de fusion de l’or abaisse le point de fusion : si le minerai dont l’or doit être séparé contient des éléments et des impuretés avec un point de fusion élevé. Le processus devient très énergivore car des températures élevées sont nécessaires pour faire fondre le mélange. L’ajout de flux fournit une solution très adaptée à ce problème. La réaction des produits chimiques qui constituent le flux de fusion d’or aide à abaisser la température du point de fusion du minerai.

La Catalyse

Puisque le flux de fusion d’or est composé de substances chimiques, elles peuvent servir de catalyseurs pour accélérer le processus d’oxydation sélective. Cela accélère la séparation des scories et des métaux précieux.

Sans l’utilisation de flux de fusion d’or, le flux de métal précieux fondu vers le fond est lent. Cette lenteur peut conduire au mélange, rendant difficile la séparation du laitier.

La réaction sélective

c’est un fait connu que l’or est fondamentalement un élément non réactif. Le flux de fusion de l’or nous aide à tirer parti de ce fait dans le processus de fusion. Le flux ne peut réagir qu’avec les métaux impurs, ce qui les amène à former des nitrates qui peuvent se séparer proprement. Là encore, le flux de fusion rend les oxydes métalliques faciles à éliminer, éliminant ainsi une autre source importante d’impuretés.

Cela contribue grandement à rendre le processus de fusion plus efficace et à ce que le métal précieux qui se sépare   et le lingot produit soit aussi pure que possible, même si c’est un mélange et alliage de différents métaux précieux.

Le flux peut réduire le point de fusion ; densité et viscosité ; fluidité ; oxydes métalliques facilement éliminés ; les pertes de métaux précieux sont réduites et éliminées facilement.

Types de flux et leurs utilisations dans la fusion de l’or

Il existe différents types de flux de fusion d’or disponibles sur le marché. Au-delà de la simple fusion de l’or, le flux est également utilisé dans d’autres domaines de la métallurgie et de l’assemblage des métaux. Voici quelques types de flux généralement utilisés

Le Borax

La Silice

L’acide chlorhydrique

Le Chlorure d’ammonium

Le Nitrate de sodium

Le carbonate de sodium

Le Chlorure de zinc

Tous ces produits chimiques remplissent diverses fonctions dans la fusion de l’or. Chacun d’eux apporte son propre quota spécifique pour s’assurer que le lingot d’or résultant est pur. Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des rôles uniques joués par chaque type de flux.

Le Borax

Un mélange cristallin blanc qui se présente sous forme de poudre à température ambiante. Le borax aide à abaisser la température du point de fusion du minerai. Cela signifie que des températures plus basses que la fusion se produiront rapidement et permettront au métal précieux de se déposer.

En outre, Borax est très efficace pour capturer les oxydes métalliques. Cela est nécessaire car la plupart des autres métaux qui constituent des impuretés sont des métaux hautement réactifs. Ils formeront donc facilement des oxydes en présence de borax.

L’or en revanche est majoritairement un élément inerte, il ne participera pas au processus d’oxydation. L’or coulera donc facilement sous sa forme fondue. Les impuretés oxydées (aidées par Borax) flotteront sous forme de laitier et seront collectées.

Par conséquent, l’efficacité du processus de fusion est fortement augmentée et la séparation est améliorée. L’avantage de ceci est qu’un lingot plus pur sera obtenu. En outre, il y a une perte réduite de métal précieux le long du laitier.

Un article plus détaillé sur le borax

La Silice

La silice est assez similaire au borax dans ses propriétés de flux de fusion d’or. Il est sélectivement soluble avec l’or et l’argent et permet de manière similaire de séparer facilement le métal pur du laitier. En formant des silicates avec des oxydes métalliques, la silice assure la stabilité, l’homogénéité et la faible viscosité du laitier.

De plus, certains minerais contiennent déjà de la silice en raison de l’utilisation de terre de diatomées pendant le processus d’extraction. De la silice supplémentaire comme fondant doit donc être ajoutée avec précaution. La silice a également pour effet d’augmenter la viscosité et la fluidité de la charge, permettant à l’or fondu de s’écouler facilement.

Le carbonate de sodium

Il s’agit d’un flux alcalin qui a la capacité de réagir avec et d’éliminer les sulfures de l’or pur. Le carbonate de sodium peut également être utilisé en synergie avec un autre flux. La silice, par exemple lorsqu’elle est mélangée avec du carbonate de sodium, conduit à la formation de silicate de sodium qui peut également former des oxydes avec des métaux impurs et les éliminer.

Il convient de noter que l’ajout de carbonate de sodium comme fondant en quantités excessives peut devenir contre-productif. En effet, cela peut conduire à la formation de scories collantes qui ne s’écouleront pas facilement. Il faut donc prendre soin de déterminer la quantité optimale de carbonate de sodium utilisée comme fondant dans tout processus de fusion.

Le nitrate  de potassium

Ce produit chimique aide principalement à abaisser la température du point de fusion de la charge. Il est souvent associé au carbonate de sodium (mentionné précédemment). Combinant ainsi les effets de flux des deux substances et donnant une performance améliorée.

Le nitrate de sodium

Certains types de flux sont bons pour oxyder des métaux spécifiques. Le nitrate de sodium appartient à cette classe d’éléments de flux. Le nitrate de sodium oxyde les métaux comme le fer, le cuivre et le zinc en libérant de l’oxygène à une température d’environ 500 ° C.

La Litharge

  La litharge est essentiellement un monoxyde de plomb (souvent de couleur jaune) qui est utilisé comme fondant pour la fusion de l’or.

Tout comme le carbonate de sodium, la litharge est également utile pour éliminer les sulfures du métal pur et le faire s’écouler avec le laitier.

La fluorine ou spath fluor

Le spath fluor n’est ni acide ni basique ; un flux neutre hautement applicable notamment pour réduire la perte de métal précieux dans les minerais réfractaires. D’une manière similaire à la silice, le spath fluor augmente la viscosité et permet la libre circulation de l’or fondu pur et du laitier. Il facilite également la décomposition ; permettant ainsi plus de fluidité et contribuant à nouveau à l’écoulement global de laitier et de métal pur.

Malgré les avantages énumérés ci-dessus, il y a une note d’avertissement à émettre lors de l’utilisation du spath fluor. Il peut commencer à réagir et à corroder le creuset lorsqu’il est ajouté dans des proportions incontrôlées. Le spath fluor a également tendance à interférer avec la propriété de formation d’oxyde du borax lorsqu’il est utilisé avec lui.

La Farine, le charbon de bois et autres agents réducteurs

Ces substances sont souvent utiles pour aider à décomposer la Litharge, extrayant ainsi le plomb métallique. Une fois le plomb libéré, les molécules d’oxygène sont libérées pour réagir avec les métaux impurs. Cela facilite la formation d’oxydes métalliques grâce à un processus d’oxydation assisté par le borax, la silice, le salpêtre et d’autres flux et fondant.

Il convient de noter ici que le mercure était à l’époque romaine et encore de nos jours dans l’orpaillage illégal. Il est utilisé comme fondant pour la fusion de l’or. Cependant, en raison des dangers pour l’environnement et des préoccupations croissantes concernant la protection de l’environnement et le changement climatique, il est devenu obsolète et interdit. Le mercure a également des effets néfastes sur la santé des travailleurs qui y sont exposés.

Tout ce que vous devez savoir sur les mélanges de flux et fondants lors d’un processus de fusion d’or

Comme on peut le voir dans la section précédente, divers flux remplissent différentes fonctions spécifiques dans le processus de fusion de l’or. Il existe cependant différents types de concentrés, et chacun a des besoins uniques qui peuvent être satisfaits par divers flux de fusion d’or. Dans la plupart des cas, l’effet de plusieurs types de flux est requis.

Par exemple, une charge peut avoir un point de fusion élevé qui doit être abaissé par un flux comme le carbonate de potassium par exemple. Cette même charge peut également comporter des impuretés métalliques. Nécessitant donc également l’utilisation d’un flux comme le Borax pour former des oxydes métalliques et éliminer les impuretés.

Il devient donc nécessaire de combiner plus d’un flux pour atteindre le niveau requis de pureté de métal précieux. Dans cette section, nous discuterons de ces combinaisons.

Il existe diverses recettes de flux qui dépendent principalement du type de minerai ou de concentrés fondus. Il est conseillé de consulter les textes standards et de déterminer le calcul des poids et rapports effectifs des combinaisons de flux. Cependant, vous trouverez ci-dessous quelques recettes de base qui vous indiqueront au moins la bonne direction pour commencer à vérifier.

un exemple de recette générale

Traditionnellement, pour la plupart des minerais, la composition du mélange de fondant doit contenir entre 40 à 50% de borax, 10 à 15% de carbonate de sodium et 5 à 1% de sable de silice. Dans la plupart des scénarios cependant, les propriétés du minerai varieront et nécessiteront donc des proportions différentes.

Minerais neutres (base : 25g d’échantillon de minerai) : Dans les minerais neutres, une combinaison de 25 g de Litharge, 20 g de carbonate de sodium, 1 g de farine et 8 g de silice conviendra à la fusion de 25 g de concentrés. Bien entendu, toutes ces valeurs de poids devront être ajustées pour augmenter ou diminuer le poids du minerai.

Échantillons de sable noir (base : échantillon de 20 g de minerai)

Comme recommandé ici, une bonne recette de minerais provenant de sable noir comprendra 30 g de litharge, 30 g de carbonate de sodium, 25 g de borax, 5 g de farine, 8 g de spath fluor, 30 g de silice et 20 g d’échantillon de minerai. Encore une fois, il est important de noter que ce ne sont que des points de départ et non des règles strictes et rapides.

Vous devez faire les ajustements appropriés pour les différences de poids. Assurez-vous également de réaliser des tests pour déterminer la combinaison de flux optimale pour votre échantillon de minerai spécifique. En effet, même les minerais d’or de sable noir peuvent présenter de légères différences de caractéristiques, différant d’un endroit à l’autre.

La Recette de Flux de Chapman

Ceci est une autre recette courante qui est utilisée non seulement pour l’or, mais aussi comme fondant de fusion d’argent ou dans une combinaison des deux. La recette contient 40% de borax, 20% chacun de carbonate de sodium, de dioxyde de manganèse et de silice. (Comme proposé à la vente ici)

Using Chapman flux to remove gold from black sand

Il y a de nombreux facteurs à considérer pour choisir la bonne recette pour combiner le flux de fusion d’or. Ceux-ci comprennent : la source du minerai, le niveau de pureté, les métaux impurs présents dans le concentré, etc.

En général, l’expérience est souvent l’élément de guidage le plus important dans le choix d’une recette de flux. Si vous n’avez pas beaucoup d’expérience, vous pouvez toujours profiter des travaux antérieurs effectués par d’autres personnes. En utilisant les points énumérés ici comme point de départ, posez des questions et faites des constatations à partir de diverses sources.

Plus important encore, exécutez un processus de fusion d’essai sur n’importe quelle recette que vous souhaitez essayer. Cela doit être fait avant de l’appliquer à grande échelle à l’ensemble du corps des concentrés de métaux précieux. Afin d’éviter les gaspillages et les pertes de métaux précieux.

Les avantages de l’ajout de flux lors de la fusion de l’or

Il y a quelques avantages à tirer de l’utilisation de flux dans le processus de fusion de l’or ; ils comprennent :

Marges de profit plus élevées : l’utilisation de flux de fusion d’or augmente finalement la pureté du métal précieux à couler en lingots ou en barres. Par conséquent, les acheteurs sont des marchands qui seront certainement prêts à payer des prix plus élevés pour vos lingots d’or. Comparé à l’augmentation des revenus associée à une plus grande pureté, le coût d’achat des différents flux et fondants pour la fusion de l’or est certainement un investissement judicieux.

L'or fondu dans un creuset
L’or fondu dans un creuset

Outre les gains d’argent à court terme, la réputation est un avantage économique à long terme de l’utilisation des flux de fusion d’or. Lorsque votre usine ou votre fonderie devient réputée et dans la capacité de produire uniquement des lingots propres, homogènes où de haute pureté, vous aurez des affaires stables et des bénéfices accrus.

Les coûts énergétiques inférieurs : puisque l’utilisation de flux de fusion d’or contribue à abaisser la température du point de fusion. Moins d’énergie est utilisée pour amener le minerai au point de fusion. La diminution des coûts dépensés en électricité entraîne une augmentation correspondante des niveaux de profit.

En utilisant moins d’énergie dans le processus de fusion, cela contribue également à réduire l’empreinte carbone du processus.

Guide étape par étape pour l’ajout de flux pendant le processus de fusion de l’or

L’ajout de flux à une charge de minerai de métal précieux peut être considéré comme un processus distinct en soi. Il y a un certain nombre de choses importantes à prendre en considération. Il s’agit de garantir que l’ajout de flux remplit son objectif et ne devienne pas contre-productif.

  • La sécurité d’abord
  • Ceci est important car certains flux peuvent avoir des effets corrosifs s’ils sont mis en contact direct avec la peau. Il est donc important de prendre toutes les précautions habituelles telles que le port d’appareils de sécurité comme des gants, des masques nasaux, etc.
  • Il est également important que le mélange du flux avec la charge se fasse dans un espace bien ventilé. Cela aidera à empêcher l’opérateur d’être exposé à des concentrations supérieures à la normale du flux ou des impuretés résiduelles dans la charge.
  • Des proportions correctes
  • Bien que cela ait déjà été mentionné dans une section précédente. Il convient de le rappeler lors du choix du bon flux ou de la bonne combinaison de flux. Des calculs appropriés doivent être effectués et la documentation consultée parallèlement aux tests. Le succès ou non du processus de fusion dépend fortement du type de flux utilisé.
  • Les facteurs de succès comme la pureté du métal précieux récupéré et le ratio de métal précieux perdu dans le laitier dépendent de l’utilisation du bon flux. Il est donc essentiel que vous obteniez les bons mélanges et combinaisons de flux pour que votre processus de fusion d’or soie couronné de succès.
  • À quelle étape du processus de fusion de l’or devez-vous ajouter du flux ?
  • Normalement, le processus de fusion de l’or commence après la mise en cornue ou en creuset, c’est donc naturellement à ce moment que le flux est ajouté. Dès que la charge quitte le processus de cornue, le creuset doit être préchauffé.
  • Le mélange de flux et de minerai déjà mélangés est ensuite versé dans les creusets qui sont placés dans le four. La fusion commence ainsi.
  • Comment réagissent les flux pendant le processus ?
  • Pour un mélange de flux contenant de la Litharge, autour de 550 ° C, la litharge est réduite en plomb par l’action d’agents réducteurs (comme la farine). De plus, le borax et le carbonate de sodium se combinent avec la charge pour former une masse poreuse.
  • À environ 750 ° C, le borax attaque les oxydes métalliques. Le carbonate de sodium réagit également avec les silicates à 850 ° C. À 885 ° C, le plomb restant se transforme en oxyde. Et à 1068 ° C, on s’attend à ce que les réactions soient terminées.
Conséquences de la non-utilisation de flux de fusion d’or dans le processus de fusion de l’or

Après avoir mentionné les avantages de l’utilisation du flux de fusion d’or. Il est presque inimaginable d’effectuer un processus de fusion de l’or sans utiliser de flux. Nous soulignerons cependant encore les inconvénients de la fusion de l’or sans flux.

Ci-dessous, vous pouvez voir l’exemple d’un lingot de métaux précieux  sale et avec beaucoup d’impuretés agrégée sur le dessus et le même lingot refondu avec une grosse quantité de salpêtre et de borax et maintenu a température de fonte 15 minutes.

  • La perte de métaux précieux : en l’absence de flux réducteur de viscosité, le laitier sera assez visqueux laissant ainsi une bonne proportion d’or pur piégé. C’est mauvais pour les affaires.
  • La difficulté de séparation : Autre conséquence de ne pas avoir de flux réducteur de viscosité. Il y a moins de fluidité et il devient très difficile de séparer le laitier du corps de métal précieux fondu pur.
  • Des impuretés dans l’or lors de la coulée des lingots : Sans le flux de capture d’oxyde métallique, les impuretés métalliques adhèrent au métal précieux. Cela conduira à la coulée de lingots et de lingots d’or impurs. En abaissant ainsi la valeur du produit final du processus de raffinage de l’or. Des lingots avec la surface supérieure sale et manquant d’homogénéité risque d’être délicat a analysé et même refusé. Il est parfois nécessaire de fondre plusieurs un mélange de métal précieux pour arriver à éliminer correctement les oxydes métalliques et autres impuretés.

Conclusion

L’utilisation du flux de fusion d’or dans le processus de fusion de l’or est considérablement complexe. Elle peut même être considérée comme une sorte de science à part entière. Il convient de noter que les informations contenues ici ne sont pas tout ce dont vous avez besoin, en particulier pour choisir les bonnes combinaisons de flux.

C’est cependant un bon point de départ pour vous orienter dans la bonne direction et vous aider à sélectionner le flux de fusion d’or approprié. Avec la bonne combinaison de flux, votre processus de fusion de l’or apportera certainement d’énormes rendements. Les barres et lingots purs qui en résultent feront de votre marque une force avec laquelle compter sur le marché.

Références
  • https://www.911metallurgist.com/blog/gold-smelting-refining-process
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Flux_(metallurgy)
  • https://www.corrosionpedia.com/definition/1472/flux-metallurgy
source

https://www.linkedin.com/pulse/how-choose-gold-smelting-flux-kelvin-lin/

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