Évaluation de l’effet de l’interaction entre les rejets désulfurés et les rejets sulfureux sur la géochimie du lixiviat en contexte de restauration

Yoni, Wendyam Nadège (2025). Évaluation de l’effet de l’interaction entre les rejets désulfurés et les rejets sulfureux sur la géochimie du lixiviat en contexte de restauration. (Mémoire de maîtrise). Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue. Depositum. https://depositum.uqat.ca/id/eprint/1684

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Résumé

RÉSUMÉ

Les besoins en métaux sont indispensables dans notre société, conduisant à une croissance progressive de l’industrie minière. L’exploitation minière engendre d’importants rejets issus du traitement du minerai. Les parcs à rejets miniers, notamment ceux générateurs d’acide, doivent être restaurés afin de minimiser leurs impacts négatifs sur l’environnement. La désulfuration environnementale associée à la restauration des sites miniers pourrait être une combinaison à privilégier pour limiter le potentiel de lixiviation des contaminants de ces rejets.

La désulfuration environnementale a pour but de valoriser les rejets réactifs par une technique de séparation des minéraux acidogènes de ceux non générateurs d’acide. Elle permet de minimiser la dégradation de l’environnement naturel, à la recherche du matériel d’emprunt, réduire les coûts, à l'achat et transport, d’autres matériaux. Des études ont également démontré la possibilité d'utiliser les résidus désulfurés comme matériaux en restauration minière, dans la construction de la couverture à effets de barrière capillaire (CEBC) et le recouvrement monocouche à nappe phréatique surélevée. L’objectif principal du projet vise à évaluer l’effet de l’interaction géochimique des résidus désulfurés et des résidus sulfurés en condition de restauration, en vue de contrôler le drainage minier acide (DMA) et le drainage neutre contaminé (DNC).

Les objectifs spécifiques élaborés pour atteindre l’objectif principal sont les suivants: 1) Caractériser les propriétés physiques, chimiques, minéralogiques des matériaux à l’état initial ; 2) Déterminer le comportement géochimique des résidus désulfurés utilisés comme matériau de recouvrement ; 3) Comparer la qualité des lixiviats des résidus désulfurés et des matériaux inertes utilisés comme recouvrement sur les résidus générateurs de DMA ou DNC.

Six essais en colonnes instrumentées ont permis d'évaluer l'influence des résidus désulfurés utilisés comme couche de recouvrement sur les rejets sulfureux. Pour ce faire, des rejets de même nature ont été recouverts par des résidus désulfurés ou du sable inerte. Les configurations des colonnes ont été combinées à une nappe phréatique profonde de 200 cm, maintenant les résidus désulfurés dans des conditions favorables à l’oxydation. En comparant la qualité des eaux de lixiviation des colonnes recouvertes de résidus désulfurés et celles recouvertes de sable inerte, on remarque une similarité en concentration de métaux dissous Fe, Zn, Cu, Pb, As dépassant la norme fixée par la directive 019 (2025). Les résultats obtenus démontrent que le comportement géochimique du parc à résidus recouvert avec des rejets désulfurés est fonction principalement des résidus sous-jacents, alors que les rejets désulfurés influencent peu la qualité du lixiviat.

ABSTRACT

The need for metals is significant in our society, leading to a gradual growth of the mining industry. Mining generates significant waste from extraction and ore processing. Mine waste disposal facilities, particularly those that generate acid, must be restored to minimize their negative impact on the environment. Environmental desulphurization associated with the remediation of mine sites could be a combination to limit the potential for leaching of contaminants from these waste storage facilities.

The aim of environmental desulphurisation is to reduce environmental liabilities from reactive waste by separating acid-generating minerals from non-acid-generating minerals. It helps to minimize the degradation of the natural environment by reducing the need for borrowed material, and by reducing reclamation costs from purchasing and transporting other materials. Studies have also demonstrated the feasibility of using desulphurized tailings as a material in mine reclamation, in capillary barrier cover construction and in single-layer cover with elevated water table.

The main objective of the study was to evaluate the effect of the geochemical interaction of desulphurized tailings and sulphide tailings under reclamation conditions, with the aim of controlling acid mine drainage (AMD) and contaminated neutral drainage (CND). The specific objectives developed to achieve the main objective are as follows: 1) to characterize the physical, chemical, mineralogical properties of materials in the initial state; 2) to determine the geochemical behaviour of desulphurized tailings used as cover material; 3) to compare the quality of the leachate of the desulphurized tailings and the inert materials used as a cover on the tailings generating AMD or CND.

Six tests in instrumented columns were used to evaluate the influence of desulphurized tailings used as a cover layer on sulphidic tailings. To do this, similar sulphidic tailings were covered by desulphurized tailings or inert sand. The column configurations included a 200 cm deep water table, keeping the desulphurized tailings in conditions very favourable to oxidation. The leachate water quality of columns covered with desulphurized tailings and those covered with inert sand was compared, and similar concentrations of dissolved metals Fe, Zn, Cu, Pb, As were observed, exceeding the standard set by Directive 019 (2025). The results obtained show that the geochemical behaviour of the tailings pond covered with desulphurized tailings is mainly a function of the underlying tailings, whereas desulphurized tailings has little influence on the quality of the leachate.

Type de document:	Thèse ou mémoires (Mémoire de maîtrise)
Directeur ou directrice de recherche:	Demers, Isabelle
Codirecteurs de mémoire/thèse:	Neculita, Carmen Mihaela
Informations complémentaires:	Institution en extension : Polytechnique Montréal.
Mots-clés libres:	Drainage minier acide, valorisation des résidus, restauration des sites miniers, Acid mine drainage, tailings valorisation, mine site reclamation
Divisions:	Mines et eaux souterraines > Maîtrise en génie minéral
Date de dépôt:	23 mai 2025 12:43
Dernière modification:	23 mai 2025 13:01
URI:	https://depositum.uqat.ca/id/eprint/1684

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