Validation expérimentale d'un modèle de sélection optimale des liants dans la fabrication des remblais miniers cimentés

"RESUMÉ : L'industrie minière génère des revenus vitaux pour l'économie de plusieurs pays dans le monde et particulièrement au Canada. Cette industrie qui ne cesse de croître au cours de ces dernières années, génère également une grande quantité de rejets solides tels que les roches stériles et les rejets de concentrateur (résidus miniers) qui peuvent être parfois potentiellement polluants (drainage minier acide DMA ou drainage neutre contaminé DNC). Les résidus miniers nécessitent donc une gestion à long terme appropriée. Le retour des résidus sous terre sous forme de remblai en pâte cimenté (RPC) permet de réduire leur impact environnemental potentiel et fourni un matériel qui améliore à la fois la stabilité des terrains et les retombées économiques de l'exploitation minière. Le remblai en pâte cimenté est donc un mélange de résidus miniers avec de l'eau d'appoint et d'un agent liant lui permettant d'atteindre une résistance en compression uniaxiale (UCS) visée. Le liant peut être soit seulement du ciment portland GU ou composé d'un ciment GU avec des ajouts minéraux (ex. laitier de hauts fourneaux ou slag, cendres volantes ou fly ash, et d'autres réactifs pouzzolaniques). En général, la résistance des remblais augmente avec l'augmentation de la proportion de liant. Toutefois, le coût du remblayage minier représente 10% à 20% du coût total de l'exploitation d'une mine souterraine et dont 80% de ce coût représente celui du liant. Une des options intéressantes pour réduire les coûts d'opération de remblayage est la substitution partielle du ciment portland par les ajouts minéraux ou des sous-produits industriels comme liants alternatifs. Récemment, des paramètres physico-chimiques des agents liants dans les RPCs ont été proposés, à savoir le module hydraulique (Hmb), le facteur de réactivité relative (Rf) et l'indice d'hydratation relative (Ha). L'indice d'hydratation relative, qui combine le module hydraulique et le facteur de réactivité relative, permet de quantifier l'activité hydraulique du liant utilisé. Ces paramètres peuvent être utilisés pour aider à la formulation rationnelle des agents liants dans les remblais en se basant sur les concepts de « liant de référence » et de réactivité correspondant à ce liant de référence." et "

Abstract

Mining industry generates vital income to the economy of many countries around the world and particularly in Canada. This industry continues to grow in recent years but also generates a large amount of solid waste such as waste rock and mill tailings which are sometimes potentially polluting (acid mine drainage DMA or contaminated neutral drainage CND). Tailings therefore require appropriate long-term management. The return of mill tailings underground as cemented paste backfill (CPB) reduces their potential environmental impact and provides a material that improves both ground stability and the economic benefits of mining. Cemented paste backfill is therefore a mixture of tailings with mixing water and a binding agent that can develop a prescribed uniaxial compressive strength (UCS). The binder may be either general use Portland cement GU or a blend of GU cement with supplementary cementing materials (e.g. blast furnace slag, fly ash, natural pozzolan or other alternative binders). In general, the backfill strength increases with the increase in the binder proportion. However, the cost of mine backfilling is 10% to 20% of the total operating cost of an underground mine and 80% of this cost is that of the binder. One of the interesting options to reduce backfilling operation costs is the partial replacement of Portland cement by supplementary cementing materials (SCM) or industrial by-products as alternative binders. Recently, some physicochemical parameters for binding agents to be used in RPCs have been proposed, namely the hydraulic modulus (Hmb), the relative reactivity factor (Rf) and the relative hydration index (Ha). The relative hydration index is combining the hydraulic modulus and the relative reactivity factor and quantifies the hydraulic activity of the binder used. These parameters can be used to help a rational formulation of binders in backfill based on the concepts of "reference binder" and responsiveness corresponding to the reference binder."