Pertinence des essais de lixiviation en batch dans la prédiction du comportement hydrogéochimique des rejets miniers

La gestion des rejets miniers constitue l'un des défis de l'industrie minière. Une gestion adéquate est requise pour minimiser l'impact environnemental de ces rejets. Les principaux problèmes environnementaux liés à la gestion des rejets miniers sont la production du drainage minier acide (DMA), du drainage neutre contaminé (DNC) et le relargage des métaux. Plusieurs essais ont été proposés pour prédire la génération du DMA et permettre une planification de la disposition des rejets. Les essais de prédiction du DMA peuvent être classés en deux groupes : les essais statiques et les essais cinétiques. Les méthodes de prédiction du DMA notamment les essais cinétiques sont aussi utilisés pour étudier la génération de DNC. En plus de la gestion de la production du DMA et du DNC, les eaux minières doivent respecter les normes environnementales en vigueur et plusieurs essais sont utilisés pour prédire la qualité des eaux. Les résultats des essais cinétiques peuvent être utilisés à cet effet. En plus de ces essais, les essais de lixiviation en batch sont aussi utilisés pour la prédiction du comportement hydrogéochimique des rejets miniers. Au Québec, les essais de lixiviation en batch les plus utilisés sont l'essai TCLP, l'essai SPLP et l'essai CTEU-9. Les essais cinétiques et essais de lixiviation en batch sont réalisés dans des conditions différentes. Des études dans la littérature ont démontré que les conditions de réalisation des essais cinétiques permettaient de mieux simuler les conditions de terrain. Bien que permettant d'avoir des résultats de prédiction plus rapidement que les essais cinétiques, l'utilisation des essais de lixiviation en batch à cet effet reste à discuter. La question reste à savoir si les résultats de ces essais sont assez fiables pour la prédiction de la qualité des eaux minières. L'objectif de cette étude est d'évaluer la pertinence des essais de lixiviation en batch pour la prédiction du comportement hydrogéochimique des rejets miniers. Pour atteindre cet objectif, des résultats des essais cinétiques et de lixiviation en batch ont tout d'abord été compilés à partir d'anciens projets réalisés au sein de l'URSTM. Une comparaison des résultats des deux types d'essais a été faite avec les concentrations en mg/l, les quantités normalisées en mg/kg et les taux journaliers lixiviés en mg/kg/j. D'autre part, des mélanges de minéraux purs ont été réalisés et soumis aux essais en mini-cellule d'altération, et des essais de lixiviation en batch ont été réalisés sur les mélanges frais et altérés (post-démantèlement des essais). Un essai d'extraction séquentielle est aussi réalisé sur les mélanges pré- et post-essais de lixiviation en batch et essais en mini-cellule d'altération

Abstract

The management of mine wastes is one of the problems facing the mining industry. An appropriate management is required to minimize the environmental impacts of these wastes. The main issues are related to acid mine drainage (AMD), contaminated neutral drainage (CND), and metal leaching. Many tests have been proposed to predict AMD generation and allow planning mine waste storage. These tests are classified as static and kinetic tests. The kinetic tests results are also used to study CND generation. In addition to the management of AMD and CND generating wastes, the mining water quality must comply with environmental standards and many of these tests are used to predict water quality. The results of kinetic tests can also be used to predict the quality of mine drainage water. Batch leaching tests are also used to predict the hydrogeochemical behavior of mine wastes. In Quebec, the most used batch leaching tests are the TCLP test, the SPLP test, and the CTEU-9 test. The kinetic and batch leaching tests are carried out in different conditions. Studies in the literature have shown that the conditions in which the kinetic tests are performed enable to simulate the field conditions. While allowing to have faster prediction results than the kinetic tests, the use of the batch leaching tests to this purpose remains arguable. The question remains whether the batch leaching tests are relevant for predicting the mining water qualities. The objective of this study is to assess the relevance of batch leaching tests to predict the hydrogeochemical behavior of mine wastes. For this purpose, results of kinetic tests (column and humidity cell tests) and batch leaching tests (TCLP, SPLP, and CTEU-9 tests) were compared from former projects carried out by the URSTM. The results of both tests were compared with the concentrations in mg/l, the normalized amounts of metals in mg/kg, and the daily rates of lixiviation in mg/kg/day. Parallel to this comparison, mixtures of pure minerals were made with sulfides and acid neutralizing minerals, and submitted to weathering cell tests, while batch leaching tests were performed on the fresh and weathered (post-testing) mixtures. Sequential chemical extraction tests were also performed on the fresh and post-testing materials.