Traitement des effluents miniers avec des systèmes passifs Thomas Genty Steve Lalancette Colloque CRIBIQ sur la biorestauration 28 avril 2014

Plan Présentation du CTRI et du CJLP Contexte minier Approche passive du traitement des effluents miniers Objectifs des projets Partenaires Méthodologie Résultats Conclusions et perspectives Analyse économique de l’utilisation de systèmes de traitement passifs

Le centre technologique des résidus industriels Organisme à but non lucratif mandaté par le Cégep de l’Abitibi-Témiscamingue. But : stimuler l’innovation et le développement technologique reliés à la valorisation des résidus industriels et des ressources sous-utilisées Secteurs d’activité : Agricoles : valorisation des fumiers forestiers : valorisation biomasse, fabrication de biochar Miniers : valorisation des résidus en végétalisation et traitement des eaux

Présentation du partenaire 2050, boul. Témiscamingue Rouyn-Noranda Tél.: 819 762-9181 Fax: 819 764-6749 info@mineregeneration.com www.mineregeneration.com

Le contexte environnemental minier Minerai enrichi Rejet solide Traitement du minerai Rejet sulfuré Eau Oxygène H20 O2 Mine Drainage minier acide Drainage neutre contaminé Non respect des normes Environnementales Restauration des sites : des sols et de l’eau le cas échéant Sources internet

Le traitement du drainage minier Les traitements actifs : Chers, entretien, problème des boues, gros débit à traiter…  Non applicables aux sites abandonnés Les traitements passifs : Drain anoxique calcaire Bassin de décantation & marais aérobies drain oxique calcaire / chenaux calcaires Adsorption sur de la tourbe BPSR : Biofiltre passif sulfato-réducteur Marais  peu chers, peu de maintenance, efficacité comparable, aspect esthétique satisfaisant… Aubertin, Bernier, Bussiere, 2002 Genty, 2009

Objectifs du projet et partenaires Support pour le design de systèmes passifs pour traiter le drainage minier (DMA et DNC) Essais sur des drainage miniers typiques de la région Matériaux utilisés locaux

Méthodologie Inventaire des matériaux locaux et des drainages miniers Inventaire marais naturels affectés par du drainage minier Caractérisation des matériaux Tests batch de neutralisation et de sulfato-réduction Tests batch rétention des métaux par les quenouilles Caractérisation de végétaux pris sur le terrain Tests en colonne pour le DMA et le DNC Tests marais en laboratoire : évaluation des performances Tests en colonne en série et application à un DMA et un DNC Ajout de marais dans les colonnes en série Construction sur le terrain de filières de traitement pour deux sites : DMA et DNC Synthèse des données, création d’un guide de construction pour nos partenaires

Résultats Essais en drain calcaire

Résultats Essais de biofiltres sulfato-réducteurs

Résultats Essais de marais DMA métaux pH Fe Mn Ni Zn SO42- Concentration initial (mg/l) 4,2 38 4,8 0,6 8,2 37 Concentration finale avec plantes 7,9 0,5 1,2 0,07 0,27 151 Concentration finale sans plantes 8,3 2,7 3,7 0,33 0,35 161

Résultats Pour des DMA plus complexes : Exemple: concentration en fer élevée  Filière de traitement Wheal Jane (http://www.btinternet.com/~mattpower/Fal/Main/jane.htm)

Conclusions et perspectives de recherches Systèmes performants pour traiter une large gamme de polluants à faibles coûts pour des sites fermés Utilisation de résidus et sous-produits Essais sur le terrain pour valider les essais en laboratoire Vitrines technologiques pour nos partenaires

Analyse économique de l’utilisation de systèmes de traitement passifs

Table Des Matières P2 …………..Principaux avantages P3 …………..Cas 1: DNC – Mine Casa Berardi (Hecla) P6 …………..Cas 2: DMA – Mine Doyon (Iamgold) P9 …………..Cas 3: Sites abandonés (Aldermac) P14 ………… Conclusions P15 ………….Questions

Faibles coûts de construction Faibles coûts d’entretient Avantages: Faibles coûts de construction Faibles coûts d’entretient Coût nul d’exploitation Emprunte environnementale restreinte Limites: Capacité de traitement limitée Durée de vie limitée Efficacité décroissante

- Métal extrait: Or Opérations de 1988 à 1997 et reprise des activités en 2006 Production de 688,000 oz entre 1988 et1997 Production de 937,000 oz depuis 2006 Capacité de traitement (2012): 1900 t.m./jour Capacité prévue: 2400 t.m./jour

Problématique: Arsenic - Taux variable en fonction des secteurs minés mais relativement faible. - La tourbe présente dans le bassin est chargée et a tendance à relâcher l’arsenic dans le temps. - Ajout de sulfate ferrique dans la pulpe précipite l’arsenic en un composé relativement stable.

Option 1: Multicouche Prévenir l’arrivée d’eau pour empêcher la lixiviation Nécessite l’ouverture d’un banc d’emprunt de 60 ha. Coût estimé: 120 000$/ha Option 2: Système de traitement passif Retire l’arsenic de l’eau Utilisation de résidus industriels pour sa fabrication Coût estimé: 50 000$/ha

Mine Westwood: 40 km à l’est de Rouyn-Noranda Production: 180,000 oz/année Traitement: 2200 t.m./jour Utilisation des installations de la mine voisine Doyon pour le traitement et l’entreposage des résidus

Concept de restauration: Entreposage des résidus dans l’ancienne fosse à ciel ouvert de la mine Doyon Recouvrement progressif des résidus et stériles par une multicouche Traitement des eaux en usine durant l’exploitation Installation d’un système de traitement passif en phase restauration finale

Traitement des eaux: Phase active: - Volumes importants - Traitement chimique - Coûts élevés: 1,87$/m³ Phase inactive: - Instauration d’une multicouche - Drainage temporaire (consolidation) - Coûts faibles: moins de 0.01 $/ m³

Aldermac: 15 km au nord de Rouyn-Noranda Découvert en 1925 Exploité de 1932 à 1943 1,5Mt de résidus générateurs sur 76 ha. Travaux de restauration de 2008 à 2011

Travaux effectués: Excavation et transport du résidu Confinement Recouvrement d’une géomembrane et de gravier ou ennoiement Objectif: arrêt de la réaction chimique en empêchant la présence d’oxygène ou d’eau

Caractéristiques de l’eau (2011): Ph de la rivière Arnoux varie entre 2.6 à 3.2 (Ressources naturelles Canada) Présence de fer, cuivre, calcium, cadmium, et zinc à des taux élevés

Problématique résiduelle: Certains résidus n’ont pu être confinés ce qui cause une lixiviation résiduelle. Ce problème devrait se résoudre graduellement entrainant une augmentation de la qualité de l’eau au cours des prochaines années.

Systèmes de traitement passifs: Aucun entretien Rendement décroissant suit la diminution du besoin Augmentation immédiate de la qualité de l’eau Question: coûts additionnels vs impacts

Conclusion: Bien intégré dans un concept global de restauration, les systèmes de traitement passifs peuvent s’avérer efficaces et peu couteux.

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Merci pour votre attention et bonne conférence