Prédiction et traitement passif du drainage minier en climat nordique


L'instabilité chimique des minéraux sulfureux dans les résidus de concentrateur et les stériles de mine, suite à l'exposition à l'air et à l'eau, peut entraîner la formation du drainage minier (DM). Le DM est appelé drainage minier acide (DMA), lorsque le pH est acide (< 6), et drainage neutre contaminé (DNC), lorsque le pH est près de la neutralité. La prédiction de la qualité du DM s'écoulant à travers les rejets miniers est alors capitale afin d'en minimiser l'impact environnemental.

Le traitement efficace à long terme est aussi crucial parce qu'une fois généré, le DM peut devenir un problème majeur de l'industrie minière. Des bonnes connaissances sur la prédiction de l'évolution de la qualité des eaux de drainage peuvent donc permettre d'anticiper le système de traitement du DM le plus approprié. Plusieurs outils permettent la prédiction du potentiel de génération de DMA, mais ces outils peinent à statuer sur le comportement géochimique de rejets miniers faiblement générateurs. Lorsqu'il y a génération de DM, le traitement passif, notamment le réacteur passif biochimique (RPB), représente une option durable et très utilisée en climat tempéré ou semi-aride. Nonobstant les avancées scientifiques récentes, l'impact des conditions nordiques, caractérisées par des basses températures et salinité élevée (20-40g/L), pose d'importants défis tant sur la justesse de la prédiction du DM que sur l'évolution de l'efficacité du RPB.

Dans ce contexte, ce projet vise l'accroissement des connaissances sur l'influence de basses températures et de la salinité sur la justesse des prédictions de la qualité des eaux de drainage issues des rejets miniers en climat nordique et sur l'efficacité du traitement passif du DM.

L'approche méthodologique a consisté à progresser de la plus petite échelle vers la plus grande, par des essais au laboratoire et sur le terrain du partenaire industriel du projet (mine Raglan). Les résultats obtenus montrent que : 1) Les bactéries ferrooxidantes acidophiles sont présentes dans les rejets miniers initiaux, alors que les premiers lixiviats montrent un pH près de la neutralité. Enfin, les matériaux semblent consommer légèrement l'oxygène et générer du dioxyde de carbone. 2) La forte salinité affecte peu l'efficacité des RPB, mais la faible température diminue d'une manière importante l'efficacité d'enlèvement des sulfates et des métaux. L'effet simultané de ces deux paramètres réduit d'avantage la performance du système de traitement et s'avère plus accentué pour le DMA que le DNC.

D'autres travaux de recherche sont en cours, alors que les résultats sont à venir. L'ensemble des résultats obtenus dans le projet permettrait de meilleures applications à grande échelle sur le site du partenaire industriel de ce projet et ailleurs. Les résultats pourront aussi s'avérer très importants pour l'éventuel Plan Nord.

Enfin, ce projet permet de former du personnel hautement qualifié, via 5 stagiaires, 1 maîtrise et 3 doctorats. 

Chercheur responsable

Carmen Mihaela Neculita, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

Équipe de recherche

  • Carmen Mihaela Neculita, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
  • Bruno Bussière, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
  • Benoît Courcelles, École Polytechnique de Montréal
  • John Molson, Université Laval
  • Benoît Plante, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
  • Gérald Zagury, École Polytechnique

Durée

3 ans

Montant

300 000 $

Partenaire financier

  • Ministère de l'Énergie et des Ressources naturelles

Appel de propositions

Développement durable du secteur minier