Étude du comportement hydrogéochimique à long terme d'un dépôt de rejets miniers sulfureux et des effets d'amendements cimentaires : simulations expérimentales au laboratoire

La gestion des rejets miniers constitue un des plus grands défis environnementaux liés à l'exploitation minière. L'activité minière génère des quantités considérables de rejets miniers dont les plus importants sont les stériles (fragments de roche de granulométrie variable) et les rejets de concentrateur (minerai très finement broyé duquel toute valeur économique a été extraite). La façon la plus conventionnelle de gérer les rejets de concentrateur consiste à les stocker en surface dans des parcs à résidus. Ces derniers nécessitent la construction d'importantes digues de rétention d'eau souvent coûteuses et générant des risques d'instabilité. Les parcs à rejet deviennent donc difficiles à gérer sur le long terme et à entretenir. Par ailleurs, le drainage minier acide (DMA) est l'un des problèmes environnementaux le plus importants auquel doit faire face l'industrie minière. Il se produit lorsque des minéraux sulfureux s'oxydent en présence de l'eau et de l'air. Ce qui conduit par la suite à la génération d'une acidité et des concentrations en métaux plus ou moins élevées. Une nouvelle technique de gestion de résidus de concentrateur a été proposée durant les dernières années par certaines compagnies minières pour remplacer celle conventionnelle des parcs à résidus. Le principe de cette technique consiste à retirer de l'eau (par épaississement et/ou filtration) des résidus miniers et les déposer en surface sous forme de pâte (p. ex. avec un pourcentage solide autour de 70-75 % par masse de solide) à l'aide de tours de décantation. La technique de dépôt de pâte en surface (DPS) pourrait donc être une alternative avantageuse à la méthode de dépôt dans les parcs à résidus traditionnels en particulier dans le but de la réduction probable du potentiel de génération de DMA. Elle ne nécessite pas de construction de digue de rétention d'eau, parce que l'eau libre est trop limitée, voire inexistante. Cela permet par la suite d'éviter le risque de rupture catastrophique de digues (défaut de construction, séismes, etc.). Elle permet la réutilisation de l'eau par la densification des rejets (facteur intéressant dans les régions à climat aride) et de débuter la restauration de la mine avant la fin de la vie de celle-ci.

Abstract

Tailing management is one of the greatest environmental challenges related to mining. Mining generates considerable quantities of wastes, notably waste rock (variable size rock fragments) and tailings (very finely milled ore from which economic metals had been extracted). The most conventional way to manage tailings is to store them on earth surface in tailings ponds. These require the construction of important dikes often expensive with instability risks. Tailings ponds are difficult to manage and to maintain in the long term. Furthermore, acid mine drainage (AMD) is one of the most important environmental problems for the mining industry. It occurs when sulphide minerals oxidize with water and air. This leads to acidity generation and more or less high metal concentrations. A new technique of concentrator tailings management has been proposed in recent years by some mining companies to replace the conventional tailings. The principle of this technique is to remove water (thickening or filtration) of tailings and drop them surface in the form of paste (i.e. with a solid percentage around 70-75% by mass of solid) using towers of settling. The Paste on the surface deposition technique (PSD) could therefore be an advantageous alternative to deposit in tailings traditional method in particular with the aim of the likely reduction of the potential for generation of AMD. It requires no water retention dyke construction, because the water is too limited, or even non-existent. This subsequently allows avoiding the risk of catastrophic failure of dikes (construction defect, earthquakes, etc.). It allows the reuse of water by the densification of releases (factor interesting in arid regions) and begins the restoration of the mine before the end of the life of it.