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Évaluation en laboratoire de recouvrements spécifiquement adaptés au contrôle du drainage neutre contaminé

Karine Pétel

Masters thesis (2017)

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Cite this document: Pétel, K. (2017). Évaluation en laboratoire de recouvrements spécifiquement adaptés au contrôle du drainage neutre contaminé (Masters thesis, École Polytechnique de Montréal). Retrieved from https://publications.polymtl.ca/2721/
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Abstract

RÉSUMÉ La restauration de sites générateurs de drainage neutre contaminé (DNC), est un nouveau défi auquel doit faire face l’industrie minière. Les effets du DNC peuvent se résumer en une décharge de métaux lourds toxiques (As, Co, Cd, Cr, Mo, Mn Ni, Sb, Sn, Se, Zn) dans l’environnement à des concentrations dépassants les limites permises par les normes gouvernementales à l’effluent final de la mine. La solubilité de ces métaux à des pH neutres ainsi que leur grande mobilité dans l’eau et l’environnement sont les particularités qui définissent ce type de drainage. Il existe différents modes de formation pour le DNC dont l’oxydation de sulfures dans des résidus miniers contenant un potentiel de neutralisation suffisant pour empêcher la formation du drainage acide et les résidus faisant l’objet du présent projet se classent dans cette catégorie. Les sites potentiellement générateurs de DNC nécessitent le développement de stratégies de restaurations spécifiquement adaptées à leurs caractéristiques géochimiques qui diffèrent de celles rencontrées dans les conditions acides. Ce projet constitue les premiers pas pour le développement de méthodes adaptées (techniquement et économiquement) à des sites générateurs de DNC. Un des aspects principaux de ce projet consiste à déterminer le niveau de contrôle nécessaire pour limiter efficacement la génération de drainage neutre contaminé pour les résidus provenant des parcs de Joutel et de Canadian Malartic. Le phénomène à la base de la mobilisation des métaux dans l’eau est l’oxydation des sulfures. Les difficultés à prédire le drainage neutre contaminé sont souvent reliées à la faible réactivité des rejets ou aux faibles teneurs en métaux potentiellement nuisibles. Tel est le cas pour les résidus potentiellement générateurs de DNC utilisés lors de ces essais, qui démontrent des teneurs initiales en zinc de 70 ppm pour les 2 résidus ainsi qu’une quantité de 450 ppm d’arsenic dans les résidus de Joutel. Les études précédentes ainsi que les résultats des caractérisations chimiques et minéralogiques des résidus de Canadian Malartic et de Joutel, ont démontré que leur potentiel de lixiviation de métaux était faible.----------ABSTRACT Reclamation of contaminated neutral drainage (CND) generating sites is a new challenge facing the mining industry. The effects of CND can be summarized as a discharge of toxic heavy metals (As, Co, Cd, Cr, Mo, Mn Ni, Sb, Sn, Se, Zn) in the environment in concentrations exceeding the limits allowed by government standards. The solubility of these metals at neutral pH and their high mobility in water and the environment are features that define this type of drainage. There are different modes of formation for CND, including the oxidation of sulphides in tailings containing sufficient neutralizing minerals to prevent acid formation, and the tailings covered by this project fall into this category. Potentially CND generating sites require the development of reclamation strategies specifically adapted to their geochemical characteristics which differ from those encountered under acidic conditions. This project is the first step towards the development of (technically and economically)appropriate methods for CND generating sites. A key aspect of this project is to determine the level of control required to effectively limit the generation of contaminated neutral drainage from Joutel and Canadian Malartic tailings. The phenomenon underlying the mobilization of metals in water is the oxidation of sulphides. Difficulties in predicting contaminated neutral drainage are often related to low reactivity of releases or low levels of potentially harmful metals. This is the case for potentially CND generating tailings used in these tests, which demonstrate low initial zinc level (70 ppm) for both tailings and 450 ppm arsenic in Joutel’s tailings. Previous studies, as well as chemical and mineralogical characterizations of Canadian Malartic and Joutel’s tailings, have shown that their metal leaching potential is low compared to tailings that generate AMD. To simulate the actual oxidation and neutralization processes that take place in the field on a laboratory scale, column kinetic tests are considered to be the most representative of actual field conditions. The oxidation process is accelerated by the alternate wetting and drying of the minerals composing the tailings, this type of test allows precipitation of secondary minerals which are the products of neutralization. Moreover, these physical models (the columns) allow to simulate several types of covers and to evaluate their performance in limiting the leaching of metals / metalloids. For this project, 4 types of covers were tested for each tailing. These scenarios include 2 typical restauration techniques for AMD generating tailing: one cover with capillary barrier effects (CCBE) and one with an elevated water table, and two other scenarios designed to provide less protection. All the materials used in the column tests were characterized (before and after the test) for their mineralogical, chemical, physical and hydrogeological properties.

Open Access document in PolyPublie
Department: Département des génies civil, géologique et des mines
Dissertation/thesis director: Isabelle Demers, Bruno Bussière and Benoît Plante
Date Deposited: 09 Feb 2018 15:59
Last Modified: 27 Jun 2019 16:47
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/2721/

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