Étude du comportement géochimique des rejets désulfurés dans des conditions oxiques et anoxiques

« RÉSUMÉ:Les rejets miniers, lorsqu’ils sont désulfurés ou que leur concentration en soufre total est faible (%S total < 0,3), tendent à générer moins d’acidité en raison de la faible disponibilité des sulfures pour l’oxydation. Grâce à cet avantage, la désulfuration environnementale est une méthode de gestion des résidus de plus en plus envisagée par les industriels. Cependant, peu d’informations sont disponibles sur le comportement géochimique des rejets désulfurés entreposés en conditions anaérobiques. C'est dans ce contexte que s'inscrit l’objectif principal de ce projet de recherche : comprendre l’évolution géochimique des rejets désulfurés en conditions oxiques et anoxiques. Pour atteindre cet objectif, des essais en minicellules d’altération ont été réalisés et la géochimie des lixiviats en conditions oxiques et anoxiques a été analysée. Des analyses physiques, chimiques (ICP-MS, S/C) et minéralogiques (MO, MEB, DRX) ont été effectuées sur les matériaux, avant et après les essais. Les lixiviats ont ensuite été soumis à une modélisation thermodynamique via Visual MINTEQ, tandis que les matériaux solides post-rinçage ont fait l’objet d’une extraction en parallèle. Les matériaux utilisés proviennent de la mine Doyon-Westwood, exploitée par l’entreprise Iamgold située à 40 km de Rouyn-Noranda (Québec, Canada), ainsi que de la mine Éléonore, exploitée par Dhilmar au nord du Québec. Les rejets de Westwood ont été désulfurés avant les essais cinétiques. Sur le plan géochimique, les résultats des essais en minicellules d’altération ont montré que les matériaux sulfureux Doyon frais (DF) et Doyon oxydé (DO) sont générateurs d’acide, avec des pH acides (< 4) et des concentrations marquées de Fe, de Cu et de Zn. Leur comportement est similaire dans les deux types de conditions. Une diminution de la libération des métaux a cependant été observée dans le matériau DO. En ce qui concerne les matériaux désulfurés Éléonore frais (EF), Éléonore oxydé (EO) et Westwood désulfuré (WD), leurs lixiviats présentent des pH neutres et des faibles concentrations d’éléments métalliques (Fe, Cu, Zn, Ni, Pb) excepté dans EF et EO où les concentrations en As sont marquées. L’alcalinité des rejets désulfurés est plus élevée en conditions anoxiques qu’en conditions oxiques, et il en va de même pour la concentration en As dans EF.»

Abstract

«ABSTRACT: Mining tailings, when desulfurized or when their total sulfur concentration is considered low (%S total < 0.3), tend to generate less acidity due to the low availability of sulfides for oxidation. Thanks to this advantage, environmental desulfurization is increasingly being considered by industry as a tailings management method. However, little information is available regarding the geochemical behavior of desulfurized tailings under oxygen deficient conditions. The main objective of this research project is therefore to understand the geochemical evolution of desulfurized tailings under both oxic and anoxic conditions. To achieve this objective, kinetic tests were performed in weathering cells, and the geochemistry of leachates under oxic and anoxic conditions was analyzed. Physical, chemical (ICP-MS, S/C), and mineralogical (OM, SEM, XRD) analyses were carried out on the materials before and after testing. The leachates were then subjected to thermodynamic modeling using Visual MINTEQ, while the post-testing materials underwent a parallel extraction procedure. The materials were sourced from the Doyon-Westwood mine, operated by Iamgold, located 40 km from Rouyn-Noranda (Quebec, Canada), as well as from the Éléonore mine, operated by Dhilmar in northern Quebec. The Westwood tailings were desulfurized before kinetic testing. From a geochemical perspective, the results of the weathering cell tests showed that the fresh Doyon (DF) and oxidized Doyon (DO) sulfide materials are acid-generating, with acidic pH levels (< 4) and significant concentrations of iron, copper, and zinc. Their behavior is similar under both oxic and anoxic conditions. However, a decrease in metal release with time was observed in the DO material. Leachates from fresh Éléonore (EF), oxidized Éléonore (EO), and desulfurized Westwood (WD), exhibited neutral pH levels and low concentrations of metals, except for EF and EO, which have significant As concentrations. The alkalinity of desulfurized tailings is higher under anoxic conditions than under oxic conditions, as is the case for As concentrations in EF.»