Autour de l'orpaillage et de la prospection

Est-ce que l’extraction de l’or contenu dans l’eau de mer est possible ?

L’or contenu dans les eaux de l’océan ne peut être obtenu de manière rentable avec les méthodes modernes : trop petit, les particules métalliques sont invisibles et sont en suspension. Si une telle technologie apparaît un jour, elle changera toute l’industrie minière mondiale.

Comment peut-on trouver de l’or dans les océans ?

L’or pénètre dans les mers et les océans de diverses manières. Tout d’abord, il provient inévitablement des rivières, qui érodent sur leur passage les roches aurifères, dissolvent une certaine quantité d’or libéré et charrient les plus infimes particules de poussière d’or dans leurs cours d’eau. Ainsi, selon les calculs, le fleuve du Rhône, par exemple, transporte chaque année plus de 8 tonnes d’or dans la mer méditerranée, ce qui dépasse la production annuelle d’un certain nombre de pays producteurs d’or.

Une partie de l’or pénètre dans la mer à partir de la matière météorique. Les scientifiques estiment à environ 3 500 tonnes de substance météoritique, qui contient environ 18 kg d’or, sont pulvérisées chaque année dans l’atmosphère terrestre. Par conséquent, rien qu’au cours du dernier million d’années, 18 000 tonnes d’or ont été pulvérisées dans l’atmosphère terrestre, dont la plupart se sont finalement retrouvées dans les océans.

Selon les observations de scientifiques français, l’Etna sur l’île de Sicile émet chaque jour 2,5 kg d’or dans l’atmosphère avec des cendres sous forme de minuscules particules.

L’or pénètre également dans l’océan à partir de roches aurifères qui ont accès à la zone côtière ou au fond marin. Ainsi, dans la région de la péninsule de Reykjanes (Islande), les scientifiques ont réussi à trouver une source thermale, près de laquelle la concentration d’or est des millions de fois supérieure à la concentration dans l’eau de mer ordinaire.

paillettes d'or au fond d'un pan américain noir

Spécialistes du Centre de recherche océanique. Helmholtz Center for Ocean Research, GEOMAR) à Kiel (Allemagne) a découvert que les eaux géothermiques de Reykjanes contiennent au moins 10 tonnes d’or. Selon leur hypothèse, en circulant à travers des colonnes rocheuses souterraines, l’eau de mer accumule des particules de métal précieux, et elle revient déjà saturée d’or.

La majeure partie de l’or précipite et s’accumule dans les sédiments marins, mais les plus petites particules restent en suspension dans l’eau de mer.

L’idée d’extraire l’or en suspension dans l’eau de mer n’est pas nouvelle, elle existe depuis plus de 150 ans. En 1872, le chimiste britannique Edward Sonstadt rapporta qu’il avait découvert de l’or dans l’eau de mer. Cette découverte a incité les inventeurs et les escrocs de tous bords à agir.

La plus grande escroquerie de l’époque a fait la une des journaux. Prescott Ford Jernigan, un prêtre de la Nouvelle-Angleterre, a prétendu avoir inventé une machine qui récupère l’or de l’eau de mer. Il l’a appelé le “Gold Accumulator” (de l’anglais. “Gold Accumulator”). 

Son appareil aurait fonctionné à l’électricité et au mercure. Jernigan, avec son ami Charles Fisher, a formé une entreprise entière, l’Electrolytic Marine Salts Company. Pour trouver un soutien financier à leur progéniture, ils ont annoncé que dans les seules eaux du détroit de Long Island, il y a autant d’or qu’il en faut pour payer toutes les dettes et remplir le trésor américain. De plus, une démonstration du processus d’extraction a même été organisée pour les investisseurs potentiels.

À la fin de 1898, la société avait levé un million de dollars et ouvert une usine à Lübeck, dans le Maine, avec l’intention de produire un millier d’accumulateurs d’or. Mais bientôt tout a commencé à changer, certains investisseurs ont décidé de regarder de plus près les activités de l’entreprise … Lorsque la vérité a éclaté, Jernigan s’est enfui en Europe et a ainsi pu éviter la prison, et on ne sait toujours rien de Fisher.

Cependant, ce scandale très médiatisé n’a pas embarrassé les autres inventeurs. De l’autre côté de l’Atlantique, Henry Clay Bull dépose un brevet dans lequel il décrit une méthode pour « aspirer l’or de l’eau salée ». Ce brevet n’a jamais été utilisé par personne.

Les brevets pour l’extraction de l’or de l’eau de mer au début du 20e siècle pleuvent comme une corne d’abondance. Cependant, toutes les tentatives n’ont pas donné l’essentiel – l’or.

L’une des tentatives les plus sérieuses pour résoudre le problème a été faite par le chimiste allemand Fritz Haber. En 1920, un comité secret a été créé en Allemagne pour trouver un moyen d’extraire l’or de l’eau de mer. Pour le travail, des méthodes ont été créées pour l’analyse la plus précise de la teneur en or (avec une sensibilité allant jusqu’à 1 × 10 -10 g / l), ainsi que des méthodes pour augmenter sa concentration dans l’eau (jusqu’à 10 000 fois) . 

Après trois ans de travail secret sur ce problème, Haber croit en sa cause : selon ses analyses, l’eau des océans contient en moyenne 5 à 10 mg d’or par mètre cube.

Les calculs économiques étaient encourageants : extraire quelques milligrammes d’or par tonne d’eau de mer couvrirait les coûts de production, et plus de 1 ou 2 mg d’or seraient rentabilisés.

Il a été convenu que la mise en œuvre du projet serait financée par des entreprises telles que l’entreprise d’extraction d’argent et d’or (Degussa) à Francfort-sur-le-Main et la Banque des métaux. Gaber a commencé à créer son laboratoire expérimental flottant. Il voulait systématiquement contourner l’océan mondial afin d’explorer quelles eaux contenaient le plus d’or.

Sur la canonnière reconstruite “Meteor”, qui a été convertie en “navire de recherche océanographique”, les chercheurs ont pris la mer en avril 1925. Ils devaient rentrer de leur voyage début juin 1927.

Circulant entre les côtes d’Amérique et d’Afrique, l’expédition a prélevé plus de 5 000 échantillons d’eau, qui ont été envoyés dans des récipients scellés spéciaux à l’institut de Berlin-Dahlem. Plusieurs centaines d’autres échantillons ont été prélevés sur d’autres navires de la baie de San Francisco et des côtes du Groenland et de l’Islande. Des collègues soviétiques ont envoyé des échantillons d’eau à Gaber de l’océan Arctique.

En mai 1926, dans le rapport “L’or dans l’eau de mer”, Fritz Haber a révélé le secret pour la première fois – il a rendu compte des chances d’obtenir de l’or à partir de l’eau de mer. Et les données qu’il a citées étaient dévastatrices : “Il n’y aura pas d’or des océans !”.

Il s’est avéré que les résultats des premiers tests étaient incorrects ! Des erreurs méthodologiques se sont glissées dans les calculs, ce qui a donné une teneur en or surestimée dans l’eau de mer. La foi dans l’art classique du dosage chimique était trop grande ! De plus, au début, il n’y avait aucune compétence pour séparer les micro-quantités d’or et d’argent, à la suite de quoi l’or était séparé avec l’argent. 

La possibilité d’introduire des micro-quantités d’or de l’extérieur n’a pas été prise en compte. L’or sous forme de traces est présent partout : dans les réactifs, les récipients, les ustensiles. Ce sont de petites quantités, mais elles sont suffisantes pour fausser le résultat de la microanalyse et conduire à des valeurs surestimées.

Il a fallu beaucoup de temps au professeur Gaber pour trouver les sources des erreurs et les éliminer. Avec l’aide d’une méthode améliorée, il a pu déterminer avec certitude même un millionième de milligramme (10 -9 g) d’or. En conséquence, au lieu de 5 à 10 mg d’or dans un mètre cube d’eau de mer, Haber n’en trouva qu’un millième : une moyenne de 0,005 à 0,01 mg. Seulement au large des côtes du Groenland, la teneur en or a augmenté à environ 0,05 mg/m 3 . Cependant, l’or de cette concentration n’a pu être trouvé que dans l’eau obtenue après la fonte de la banquise.

Haber a également exploré le Rhin aurifère. Il a pris en compte le fait qu’il y a cent ans, dans les terres de Baden, dans les mines de ce fleuve, ils extrayaient de l’or pour frapper leurs pièces. Haber a trouvé une moyenne de 0,005 mg d’or par mètre cube d’eau. Avec l’eau du Rhin, près de 200 kg d’or flottent chaque année, dissous dans plus de 63 milliards de mètres cubes d’eau. Cependant, qui l’obtiendra? Haber ne voyait pas la possibilité d’extraire cet or de manière économique. De son point de vue, l’or du Rhin n’était pas attrayant.

Le scientifique désabusé pensait que, peut-être, quelque part dans les océans, il y avait des espaces dans lesquels les métaux précieux se trouvaient à des concentrations propices à leur développement industriel. Mais Gaber se résigne : « Je refuse de chercher une aiguille douteuse dans une botte de foin.

Cependant, les recherches se sont poursuivies. Dans les années 1930, Dow Chemicals a informé l’American Chemical Society du développement d’un nouveau procédé. Ses capacités ont été démontrées à l’aide de bromure, une substance auparavant considérée comme difficile à extraire. En plus du bromure, la société a entrepris de trouver un moyen d’isoler l’or de l’eau de mer. Mais il n’y a pas eu d’autres rapports sur les résultats pratiques de la recherche.

 En 1941, un article a été publié dans le journal Times, qui disait qu’un certain professeur avait développé une méthode pour obtenir de l’or basée sur le processus d’extraction du bromure. L’inventeur Colin Fink a même déposé une demande de brevet, mais son idée n’a jamais été réalisée.

Le chercheur américain Henry Ball a établi il y a plus de 30 ans que l’or est contenu dans l’eau de mer sous forme d’iodure. L’iodure d’or (AuI) est un solide jaune citron d’une densité de 8,25 g/ cm3, se décompose en éléments lorsqu’il est chauffé à 177 °C. Réduit avec du dioxyde de soufre ou du monoxyde de carbone en or. À la suite de ses recherches, Ball a proposé d’extraire l’or de l’eau de mer à l’aide de chaux vive. 

Selon ses calculs, seulement 1 tonne de chaux est nécessaire pour 4,5 mille tonnes d’eau. Le principe de fonctionnement de l’installation de Ball était simple. A marée haute, l’eau de mer pénètre dans le bassin, où elle se mélange au lait de chaux. Après un certain temps, déjà en cours d’élaboration, il est rejeté à la mer par un tuyau de drainage. Les sédiments restant au fond sont pompés vers un puisard, d’où ils sont transportés vers un site de traitement pour la récupération de l’or.

Pour mettre en œuvre cette méthode, des investissements de plusieurs millions de dollars sont nécessaires dans la construction d’un barrage en béton, ainsi que la pose de canalisations pour évacuer les eaux usées vers la mer.

L’ingénieur russe V.I. proposé un moyen moins coûteux et sans déchets d’extraire l’or. Il a suggéré d’utiliser des cendres de centrales thermiques à la place de la chaux vive. Cette cendre contient au moins 10% de chaux vive, donc le traitement de 4,5 mille tonnes d’eau de mer nécessitera environ 10 tonnes de cendre. Actuellement, les décharges de cendres des centrales thermiques s’élèvent à plus de 10 milliards de tonnes. 

Il est très peu utilisé. Un simple calcul montre que cette méthode est mille fois moins chère que les autres méthodes d’extraction de l’or de l’eau. De plus, déjà à l’heure actuelle, cette méthode sera facilement amortie en un an, même avec une extraction de 20% d’or de l’eau de mer. Dans le cas de l’extraction fortuite de métaux rares et nobles dispersés dans l’eau de mer, le temps de récupération sera plusieurs fois réduit.

Le plus difficile dans la mise en œuvre de cette méthode est le choix d’un site pour la construction d’une piscine inondée. L’emplacement idéal doit être proche des courants d’eau, avec des marées régulières, des rivages de roches dures (par exemple granit, calcaire, etc.), loin des zones peuplées, à proximité des voies ferrées. Le respect de ces exigences réduira le coût de construction d’une piscine.

Résines échangeuses d’ions est un espoir pour rendre l’exploitation de l’eau salée rentable

Des recherches importantes sur l’extraction de l’or de l’eau de mer ont été menées après le développement de la technologie d’extraction de l’or à partir de solutions utilisant des résines échangeuses d’ions. Ces résines capturent les particules d’or et les accumulent. 

Aujourd’hui, les résines échangeuses d’ions sont largement utilisées dans l’industrie dans les usines de récupération d’or, où elles sont utilisées pour extraire l’or des solutions de cyanure. La résine après saturation en or dans des installations spéciales est nettoyée de l’or et peut être réutilisée, ce qui réduit le coût du processus.

 Il existe plusieurs autres façons d’extraire l’or à l’aide de résines. L’un d’eux est que les fonds des navires océaniques sont recouverts de résine. Au fur et à mesure que le navire navigue, la résine récupère l’or de l’eau. Après un certain temps, la résine du fond du navire peut être retirée et l’or peut en être extrait.

Une autre idée consiste à recouvrir des pièges flottants spéciaux sous forme de filets ou de panneaux avec de la résine échangeuse d’ions. Le navire traîne le piège et lorsque la résine est «saturée» d’or, le piège est envoyé pour être nettoyé.

Éponge polymère : une nouvelle méthode pour extraire l’or de l’eau

Un article a été publié dans le Journal of the American Chemical Society, qui indiquait que les scientifiques avaient trouvé une nouvelle méthode pour extraire l’or des déchets électroniques, des eaux usées et de l’eau de mer, c’est-à-dire de presque n’importe quoi. À base d’ions de fer, de tricarboxylate de 1,3,5-benzène et de poly-p-phénylènediamine, une structure polymère spéciale a été développée. Le polymère agit comme une éponge, absorbant et retenant l’or. L’éponge est ensuite détruite et le métal précieux est récupéré.

  Certains chercheurs sont enthousiastes et optimistes quant à cette méthode. Ses créateurs affirment que chaque gramme d’éponge polymère peut absorber 1 g d’or. Dans le même temps, la technologie vous permet d’extraire jusqu’à 99 % du métal précieux du liquide en seulement 2 minutes.

  Des tests limités de la méthode dans des conditions de laboratoire ont montré des résultats assez attrayants, mais on est encore loin du moment où il sera réellement possible d’extraire l’or des mers et des océans.

Les bactéries extractrices d’or

Une idée intéressante pour extraire l’or de l’eau de mer a été proposée par des scientifiques de l’Université de Heidelberg et du Centre allemand de recherche sur le cancer. Ils pensent que la bactérie spéciale Delftia acidovorans aidera à précipiter le métal précieux du liquide. Ces micro-organismes ne se trouvent qu’à proximité des gisements d’or, sont adaptés à l’environnement et sont capables d’assimiler le métal des solutions même à de faibles concentrations. Les chercheurs ont isolé les gènes nécessaires et les ont insérés dans des bactéries plus courantes telles que E. coli. La demande de brevet a déjà été déposée.

À quoi s’attendre à l’avenir

L’économie de l’extraction de l’or dépend principalement de sa teneur en eau de mer. Jusqu’à présent, les données sur cette question sont ambiguës. La méthode d’activation neutronique pour l’analyse de la composition des liquides, développée et maîtrisée au cours des dernières décennies, a permis de réaliser des études intéressantes. Les employés du navire de recherche “Mikhail Lomonosov” ont mené des recherches de cette manière.

Dans la zone tropicale de l’océan Atlantique, ils ont analysé pour l’or 89 échantillons d’eau de mer prélevés à différents points et à différentes profondeurs, même à plus de cinq kilomètres de profondeur. Selon des études, la concentration moyenne du métal précieux dans l’eau de mer est beaucoup plus élevée que précédemment établie. Dans certains échantillons, l’or s’est avéré être presque mille fois plus que prévu. Cela confirme l’hypothèse faite précédemment selon laquelle la teneur en or varie de manière très significative à différents endroits et à différentes profondeurs.

Cela arrivera-t-il jamais?

  Il ne fait aucun doute que l’or se trouve dans l’eau de mer. Même si ses concentrations sont faibles, la quantité totale d’or dans les océans est estimée à plusieurs milliers de tonnes. C’est suffisant pour attirer les scientifiques et les investisseurs. La difficulté ne réside pas dans l’extraction de l’or en tant que telle, mais dans la rentabilité du procédé. Avec le niveau actuel de développement technologique, la tâche d’extraire l’or de l’eau de mer peut être résolue, mais aucune méthode économiquement viable n’a encore été proposée. Tout projet est voué à l’échec tant qu’il faut 2 $ pour obtenir un métal précieux qui vaut 1 $.

 Mais le prix de l’or monte. Le nombre de gisements d’or terrestres diminue. L’exploration océanique se poursuit. Dès lors, qui sait où il sera plus rentable d’extraire de l’or dans quelques dizaines ou centaines d’années ?