Développement d'une méthode de prédiction cinétique du drainage neutre contaminé avec agent complexant: application au projet minier blackrock

La prédiction du drainage minier est une étape primordiale lors de la conception des infrastructures de surface sur un site minier. La plupart des tests de prédiction utilisés par l'industrie ne sont pas adaptés pour la détection de drainage neutre contaminé (DNC), car ce type de contamination est souvent associé à un effet de délai ne pouvant pas être contrôlé par les essais cinétiques conventionnels, ou qui nécessitent alors des essais sur une très longue période de temps. Des nouvelles méthodes de prédiction nécessitent donc d'être développées afin de répondre à cette problématique, ainsi qu'aux besoins de l'industrie dont les résultats des tests doivent être obtenus relativement rapidement. Ce projet de echerche porte sur une méthode présentement en développement qui consiste à ajouter un agent complexant dans l'eau de rinçage des essais cinétiques. Les puissantes propriétés de chélation des agents complexants forcent les métaux à créer des complexes stables et solubles, et empêchent la sorption de ceux-ci par les autres minéraux. Les métaux générés par les rejets miniers peuvent ainsi être détectés dans les analyses de qualités d'eau des lixiviats. Les résultats obtenus permettent d'établir un portrait sur le potentiel de génération de métaux advenant qu'il n'y ait aucune sorption, ou que celle-ci soit saturée. Les objectifs de ce projet de recherche consistent donc à effectuer des essais cinétiques en ajoutant un agent complexant dans la solution utilisée pour les rinçages, et à déterminer un agent complexant optimal à une concentration appropriée pour ce type d'essai. Plus spécifiquement, des objectifs ont été fixés quant à la sélection des échantillons et la méthode d'échantillonnage, la caractérisation des échantillons, l'évaluation du comportement géochimique lors d'essais cinétiques contrôles ou modifiés par l'ajout d'un agent complexant, et l'évaluation de l'effet d'échelle entre des essais de laboratoire et des essais in situ. Le projet s'est déroulé en collaboration avec la compagnie Métaux BlackRock (MBR). Les échantillons ont été prélevés sur le site du projet BlackRock situé à Chibougamau. Il s'agit d'un gisement de fer, vanadium et titane dont la compagnie prévoit l'extraction par le minage de deux fosses à ciel ouvert. En tout, 6 échantillons ont été sélectionnés : 4 échantillons composites de roches stériles prélevées dans les carottes de forage, 1 échantillon de minerai de basse teneur prélevé dans un échantillon en vrac, et 1 échantillon de résidus miniers provenant des essais métallurgiques à l'échelle d'usine-pilote

Abstract

Prediction of mine drainage is an important step for the design of surface infrastructure at a mine site. Most tests used by the industry are not suitable for the prediction of contaminated neutral drainage (CND), because this type of contamination can be related to a delay effect that cannot be controlled by conventional kinetic tests, or that require testing over a long period of time. Therefore new prediction methods need to be developed to address this issue and to meet the requests of the industry where the test results must be obtained relatively quickly. This research project involves a method under development which consists in adding a chelating agent in the rinse water of kinetic tests. Chelating agents have very strong chelating properties and form soluble and stable complexes with metals. By this complexation, chelating agents prevent the sorption of metals at the surface of other minerals. Thus, the metals released from mine wastes can be detected in the water quality analysis of leachates. A global interpretation about metal leaching can be obtained by these results where there is no sorption, or in the case of sorption saturation. The aim of the research project consists in achieving kinetic test with different chelating agent of appropriate concentration in the rinse solution. More specifically, the objectives were set for the selection the samples and the sampling method, the sample characterization, the assessment of geochemical behavior during control and modified kinetic tests, and the evaluation of scale effect between laboratory tests and in situ tests. The project was conducted in collaboration with the company BlackRock Metals (BRM). The samples were taken from the BlackRock project site located in Chibougamau. It is an iron, vanadium and titanium deposit that the company plans to extract the ore by the mining of two open pits. A total of 6 samples were selected: 4 composite samples of waste rocks taken from drill core, 1 low-grade ore sample taken from a bulk sample, and 1 sample of tailings from metallurgical tests done at the pilot-plant scale.