Développement d'une approche biologique de dénitrification des effluents des mines d'or à l'échelle de laboratoire

La gestion responsable des effluents cyanurés constitue un défi majeur pour les mines d'or en raison, entre autres, de la pollution azotée qu'ils peuvent contenir et nécessitant un traitement efficace. Les thiocyanates (SCN-) sont parmi ces composés azotés majeurs, en plus de l'azote ammoniacal (N-NH3), les nitrites (NO2-) et les nitrates (NO3-). Les SCN- sont formés lors de l'extraction de l'or et de l'argent par les cyanures dans des gisements contenant le soufre, via la cyanuration [utilisation des cyanures (CN-) pour la séparation de l'or et de l'argent, à pH alcalin]. La pollution azotée (SCN-, N-NH3, NO2- et NO3-), ensemble avec les CN- résiduels présentent aussi un grand enjeu environnemental à cause la toxicité aquatique engendrée. De plus, l'utilisation des explosifs (ANFO : Ammonia Nitrogen Fuel Oil), lors des étapes d'extraction des minerais, présente une autre origine majeure de la pollution azotée dans les effluents miniers, entre autres les effluents des mines d'or. Les explosifs entrainent surtout du N-NH3 et des NO3- dans l'eau. Le N-NH3 est toxique pour les écosystèmes aquatiques. De plus, il peut former les NO3- en consommant l'oxygène dissout ce qui peut causer, à long terme, l'eutrophisation des eaux. La mine LaRonde, propriété d'Agnico Eagle Ltée, utilise un procédé chimique dans une usine de traitement de l'eau (UTE), pour traiter les CN-. Toutefois, ce traitement est peu efficace pour les SCN- et génère du N-NH3 résiduel qui doit être ensuite traité. Une étape subséquente de traitement biologique, dans une usine de traitement finale de l'eau (UTFE), permet de dégrader les CN- résiduels, le N-NH3 et les SCN- en les oxydant en NO3-, carbonates (CO32-) et sulfates (SO42-). L'effluent final respecte les normes de qualité physico-chimique et de toxicologie aquatique. Enfin, la dénitrification biologique de l'effluent final produit par UTE/UTFE semble être une alternative durable respectueuse de l'environnement. Elle pourrait permettre d'enlever le NO3- en le transformant en diazote gazeux (N2), gaz inerte et non toxique

Abstract

The management of cyanide contaminated effluents is a challenge for the gold mines due to the presence of nitrogen pollution they may contain which requires efficient treatment. Thiocyanate (SCN-) are among these major nitrogen compounds, in addition to ammonia nitrogen (NH3-N), nitrites (NO2-), and nitrates (NO3-). The SCN- are formed during the extraction of gold and silver by cyanides in deposits containing sulfur via cyanidation [use of cyanide (CN-) in gold and silver separation, at alkaline pH]. The nitrogen pollution (SCN-, NH3-N, NO2- et NO3-), together with residual CN- are an important environmental issue because of the aquatic toxicity they can cause. In addition, the use of explosives (ANFO : Ammonia Nitrate Fuel Oil) during the mineral extraction entails another major source of nitrogen pollution in mine effluents, including gold mine effluents, leading to NH3-N and NO3- in water. NH3-N is toxic to aquatic life. Moreover, it can form NO3- by consuming dissolved oxygen and cause further eutrophication of natural streams. LaRonde mine, property of Agnico Eagle Mines Ltd., uses a chemical treatment in a water treatment plant (UTE) to remove the CN-. However, this treatment is ineffective for SCN- and generates residual NH3-N, which has to be treated afterwards. Subsequent biological treatment, in a final water treatment plant (UTFE), allows degradation of residual CN-, NH3-N and SCN- by oxidizing them into NO3-, carbonates (CO32-) and sulfates (SO42-). The final effluent meets the physicochemical and toxicity quality regulations. Finally, biological denitrification of the effluent produced at the outlet of UTE/UTFE can be an environmentally friendly solution to remove the NO3- and transform it into di-nitrogen gas (N2), non-toxic and inert.