Évaluation du comportement hydrogéochimique des résidus miniers densifiés, solidifiés et stabilisés sous conditions climatiques naturelles

« RÉSUMÉ: L’entreposage des résidus miniers densifiés en surface est une technique prometteuse pour la gestion des résidus. Car, l’objectif est de garantir une meilleure consistance et un aspect durable des résidus afin d’optimiser les opérations minières et de minimiser les impacts environnementaux. Cependant, leur exposition en conditions climatiques nordiques sous des cycles de gel-dégel et de mouillage-drainage d’une part; et d’autre part, leurs compositions minéralogiques peuvent compromettre leur gestion à long terme. En effet, ces phénomènes pourraient affecter l’intégrité physique (résistance mécanique, capacité portante) des résidus miniers et entrainer des impacts au niveau de la stabilité hydrogéochimique et hydrogéologique en modifiant la conductivité hydraulique saturée (ksat,), la capacité de rétention d’eau (CRE); en causant la désaturation des résidus miniers et la mobilité des contaminants dans l’environnement (cas des gisements sulfureux). Pour atténuer ces impacts, l’utilisation de liants hydrauliques pourrait être une alternative pertinente pour la solidification et la stabilisation des résidus miniers densifiés. Ainsi, une étude expérimentale a été réalisée à l’aide de tests au laboratoire sur les résidus miniers densifiés, solidifiés et stabilisés (RmD)-S/S contenant des phyllosilicates (muscovite) de la mine Meliadine. Au cours de ces tests, de faibles quantités du ciment Portland du type HE (haute résistance initiale) avec des proportions de 0, 5%, 1,5% et 2% ont été ajoutées aux résidus filtrés. Aussi, différentes proportions de muscovite (9,5%; 12,5% et 15,5 %) ont été incorporées pour former des recettes de mélanges. Au total, dix mélanges ont été préparés et curés pendant 28 jours à une température contrôlée de 18°C dans une chambre réservée à cet effet. Ces mélanges ont ensuite été soumis : aux essais de résistance à la compression uniaxiale (UCS), aux cycles de mouillage-drainage, de gel-dégel, de perméabilité (ksat), et de rétention d’eau (CRE). Les résultats de ces essais ont montré une amélioration significative de la résistance à la compression uniaxiale, de la conductivité hydraulique saturée, de la capacité de rétention d’eau et du degré de saturation (Sr) des résidus miniers solidifiés et stabilisés. Également la qualité des lixiviats a été améliorée, plus particulièrement pour les mélanges avec 2% de ciment HE. Cette amélioration a été surtout remarquable pour la teneur de 9,5% de muscovite. Les valeurs de l’UCS ont atteint : 493 kPa contre 79 kPa; 307,7 kPa contre 66,7 kPa et 258,7 kPa contre 61,4 kPa respectivement pour les résidus amendés de 2% et les résidus non amendés pour les teneurs de muscovite de 9,5; 12,5; et 15,5%.»