Évaluation du comportement géochimique en conditions normale et froides de différents stériles présents sur le site de la mine Raglan

Les stériles miniers sont des rejets solides produits en grande quantité par l'industrie minière et sont habituellement entreposés en surface sur les sites miniers sur des haldes à stériles. Des minéraux présents dans ces rejets peuvent réagir avec l'eau et l'air et contaminer l'eau de drainage des haldes et, par le fait même, les milieux récepteurs. Ce type de contamination peut produire un drainage acide ou neutre; on parlera alors soit de drainage minier acide (DMA) ou de drainage neutre contaminé (DNC). À la mine Raglan, propriété d'Xstrata Nickel, les eaux de drainage des haldes à stériles ont parfois des pH et des concentrations en nickel ne respectant pas les normes gouvernementales et nécessitent un traitement avant d'être rejetées à l'environnement. La mine Raglan est située dans la région du Nunavik, Québec (62°N) et exploite un gisement de nickel-cuivre depuis 1998. Les stériles y sont entreposés dans des haldes durant les opérations avant d'être éventuellement enfouis en remblai rocheux dans les anciennes galeries des mines souterraines ou encore servir de matériaux de remblayage des fosses. Le concept de restauration est basé sur l'intégration des stériles au pergélisol, ce qui devrait permettre de limiter l'oxydation des sulfures et la génération de drainage contaminé. À la mine Raglan, la profondeur du pergélisol est de près de 600 mètres et sa température minimale est de -6,9°C. Présentement, à la mine, tous les types de stériles sont regroupés (aucune sélection sur le site) et entreposés nonobstant leur potentiel de contamination. Une étude antérieure nous indique cependant que les stériles éloignés du gisement (roche mère ne contenant pas de minerai, qui lui est réactif) pourraient ne pas avoir de potentiel de contamination (Bussière, Plante, Bouzahzah et Benzaazoua, 2008). Si ces types de roches étaient inertes, la gestion des stériles sur le site pourrait être optimisée pour réduire l'empreinte environnementale des stériles problématiques. Le but de ce projet est de caractériser le comportement géochimique de stériles dont la minéralogie n'est pas influencée par le gisement, en conditions normale (de laboratoire) et froides. On vise à mieux connaître les phénomènes impliqués dans la génération ou l'atténuation d'une éventuelle contamination et l'effet de la température sur ceux-ci. Pour ce faire, sept échantillons de géologies et de provenances différentes ont été sélectionnés sur le site.

Abstract

Mine wastes are solid wastes produced in large quantity by the mining industry. They are usually stored in piles at the ground surface. Some minerals in the waste rocks can react with water and atmospheric oxygen and contaminate the drainage water of the piles. This type of contamination can produce a neutral or an acidic drainage, which are known as contaminated neutral drainage (CND) or acid mine drainage (AMD). At the Raglan mine, property of Xstrata Nickel, the pH and nickel concentrations of the drainage water of the waste rock piles sometimes exceed regulation criteria, and the water has to be treated before being released into the environment. The Raglan mine is located in Nunavik, Québec (62°N), and exploits a nickel-copper deposit since 1998. At this site, waste rocks are temporarily stored in piles during the operations before eventually being used as rockfill in underground stopes, or as filling material in open pits. The rehabilitation concept is based on the integration of the waste rocks into the permafrost to limit sulphide oxidation and contamination of the drainage water. At the Raglan mine, the permafrost is approximately 600 meters deep and has a minimum temperature of -6.9°C. Presently, the waste rocks are all grouped (no segregation at the site) and stored without considering their contamination potential. However, a former study indicated that the waste rocks far from the deposit (rock with no reactive ore) could have a low contamination potential (Bussière, Plante, Bouzahzah, and Benzaazoua, 2008). If these waste rock types are inert, the waste rock management on site could be modified to reduce the risk of contaminant generation in the mine water. The objective of this project is to characterize the geochemical behaviour of different waste rock types, with no mineralogical influence of the deposit, in normal (laboratory) and cold conditions. We aim at improving our knowledge concerning the phenomena involved in the generation or attenuation of an eventual water contamination, and to evaluate the influence of temperature on these phenomena. To do so, seven samples of representative waste rock were selected, each of them representing a different geology. Kinetic and oxygen consumption column tests were performed on the samples (70 kg) at normal temperature to determine the contamination potential of the waste rocks. Other tests at smaller scale, in weathering cells (67 g), were performed to assess the effect of temperature on their geochemical behaviour. This test is more aggressive than the column test and therefore allows better observing geochemical changes.