Stabilité géochimique des rejets miniers déposés dans des fosses à ciel ouvert

«RÉSUMÉ: L’un des principaux défis liés à l’industrie minière est la gestion et l’élimination sécuritaire des résidus miniers réactifs qui contiennent des sulfures et peuvent potentiellement générer le drainage minier acide (DMA). Généralement entreposés en surface, les résidus miniers et les roches stériles soulèvent de nombreux défis opérationnels et techniques, en particulier en lien avec leur stabilité physique et géochimique. Le remblayage des fosses apparait comme une alternative intéressante et prometteuse. Les avantages anticipés d'une telle approche sont nombreux. Le dépôt de résidus réactifs dans des fosses à ciel ouvert pourrait contribuer à mieux contrôler les échanges avec l’atmosphère et le milieu environnant, limitant ainsi les réactions d’oxydation et les risques de contamination. Toutefois, les flux d’oxygène dissous dans les eaux souterraines peuvent contribuer à l’oxydation des déchets miniers réactifs déposés dans les fosses. Ce projet de recherche vise à comprendre, à évaluer et à quantifier l’effet des flux d’oxygène dissous en milieu saturé et non saturé sur la restauration des fosses remblayées. Il comporte 3 volets qui portent chacun sur un aspect particulier. Le premier volet, étudie l’effet de l’oxygène dissous sur l’oxydation des résidus miniers en milieu saturé et non saturé (situés au-dessus du niveau de la nappe) à pH neutre. Dans ce sens des tests cinétiques ont été effectués en laboratoire. Les échantillons testés proviennent de deux sites miniers situés au Québec (Canada) et comparés à un spécimen de résidus synthétiques faits de pyrite pure et de sable. L’eau d’entrée avec différentes concentrations d’oxygène a été testée pour déterminer l’effet de la concentration d’oxygène dissous sur l’oxydation et la libération des contaminants. Les tests ont été effectués pendant environ 2 mois et la qualité de l’eau (y compris le pH, l’Eh, le sulfate et les concentrations de métaux) a été surveillée quotidiennement. Les résultats ont montré une bonne corrélation entre les concentrations de sulfate et des métaux, les concentrations d’oxygène dissous dans l’eau et la teneur en pyrite. Il est également noté que la qualité de l’eau dans les milieux saturés était initialement meilleure que dans des conditions insaturées.»

Abstract

«ABSTRACT: One of the main challenges in the mining industry is the management and safe disposal of reactive tailings that contain sulphides and can potentially generate acid mine drainage (AMD). Generally stored on the surface, mine tailings and waste rock raise many operational and technical challenges, particularly related to their physical and geochemical stability. The backfilling of pits appears to be an interesting and promising alternative. The anticipated benefits of such an approach are numerous. The deposit of reactive tailings in open pits could help to better control exchanges with the atmosphere and the surrounding environment, thus limiting oxidation reactions and the risks of contamination. However, dissolved oxygen in groundwater can contribute to the oxidation of reactive mine wastes deposited in pits. This research project aims to understand, evaluate and quantify the effect of dissolved oxygen fluxes in saturated and unsaturated environments on the restoration of backfilled pits. It has three sections, each dealing with a particular aspect. The first part studies the effect of dissolved oxygen on the oxidation of mine tailings in saturated and unsaturated medium (located above groundwater level) at neutral pH. In this sense, kinetic tests have been carried out in the laboratory. The samples tested come from two mining sites located in Quebec (Canada) and compared to a synthetic tailings specimen made of pure pyrite and sand. Input water with different oxygen concentrations was tested to determine the effect of dissolved oxygen concentration on oxidation and contaminant release. The tests were carried out for approximately 2 months and the water quality (including pH, Eh, sulphate and metal concentrations) was monitored daily. The results showed a good correlation between sulphate and metal concentrations, dissolved oxygen concentrations in water and pyrite content. It is also noted that water quality in saturated media was initially better than in unsaturated conditions.»