Optimisation de la production de rejets désulfurés en vue de leur valorisation dans la restauration des sites miniers


La désulfuration environnementale est une approche proposée pour valoriser les rejets miniers produits par les usines de traitement du minerai. Celle-ci consiste à retirer les minéraux sulfureux (générateurs de drainage minier acide) par le procédé de flottation pour ainsi produire un rejet peu sulfureux qui pourrait servir de matériau de construction de scénarios de restauration des parcs à rejets miniers existants. Le programme de recherche visait à optimiser la désulfuration environnementale pour s'assurer de produire un rejet dont les spécifications répondent aux critères nécessaires pour leur valorisation dans la restauration des sites miniers.

Le premier objectif a évalué l'influence de quelques paramètres hydrodynamiques du procédé de flottation sur la distribution granulométrique (taille des particules) des rejets désulfurés et sur leurs propriétés hydrogéologiques. Les travaux ont été réalisés avec les rejets de concentrateur du partenaire industriel. Parmi les paramètres testés, soit le débit d'air, la hauteur de l'écume, la densité de pulpe et le temps de résidence, seule la densité de pulpe a eu un impact sur la granulométrie des rejets. Cependant, cette différence s'est avérée à l'intérieur de la gamme de valeurs des propriétés hydrogéologiques typiques des matériaux utilisés dans la restauration, alors le choix des paramètres hydrodynamiques de la flottation peut être motivé par des considérations opérationnelles et de productivité par l'opératrice ou l'opérateur minier.

L'objectif deux s'est penché sur le comportement géochimique des rejets désulfurés. Des essais cinétiques en laboratoire ont été réalisés sur quatre rejets désulfurés ayant des compositions chimiques et minéralogiques différentes, tout en étant non générateurs d'acide. Ces essais ont révélé qu'il peut tout de même avoir un potentiel de génération de drainage neutre contaminé, du moins dans un cas sur les quatre testés. Les résultats ont servi à alimenter un code numérique (Min3Pro) afin d'établir un modèle de prédiction du comportement hydrogéochimique des rejets désulfurés utilisés comme recouvrement sur un parc à rejets générateur d'acide. La complexité de la modélisation a fait que cette étape n'est actuellement pas complétée, cependant nous sommes en bonne voie pour atteindre cet objectif dans les prochains mois.

Le dernier objectif a permis d'évaluer des méthodes de prétraitement à appliquer sur les rejets âgés ou altérés (provenant de sites inactifs ou abandonnés) afin d'améliorer la performance de la désulfuration environnementale, pour produire un rejet désulfuré et en même temps récupérer l'or résiduel. On a observé que les prétraitements qui créent de nouvelles surfaces minérales, comme le rebroyage, favorisent la récupération des minéraux sulfureux et de l'or. Cependant, ce procédé libère aussi des minéraux potentiellement contaminants, générant ainsi un drainage neutre contaminé. L'optimisation de la désulfuration doit idéalement être associée à une étude environnementale des rejets désulfurés produits pour obtenir les conditions de flottation optimales permettant une bonne récupération des sulfures et une réduction du potentiel de contamination. De plus, la récupération de métaux précieux, comme l'or, pourrait être optimisée pour valoriser de façon additionnelle les rejets entreposés dans les parcs inactifs.

De façon plus générale, les résultats du projet de recherche permettront aux entreprises minières d'optimiser la désulfuration afin d'obtenir des rejets désulfurés correspondant aux besoins à la fois géochimiques et hydrogéologiques en vue de maximiser la valorisation, et ce, pour des rejets de concentrateur frais ou âgés. Le projet de recherche a permis de former plusieurs PHQ et a alimenté d'autres projets de recherche qui sont en cours ou sur le point de débuter en lien avec la désulfuration et l'application de rejets désulfurés dans la restauration de parcs à rejets miniers.

Chercheuse responsable

Isabelle Demers, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

Équipe de recherche

  • Mostafa Benzaazoua, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
  • Benoît Plante, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
  • Mamert Mbonimpa, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
  • John Molson, Université Laval
  • Thomas Pabst, École polytechnique de Montréal
  • Isabelle Demers, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

Durée

3 ans

Montant

210 000 $

Partenaire financier

  • Ministère de l'Énergie et des Ressources naturelles

Appel de propositions

Développement durable du secteur minier