L'utilisation de couvertures aqueuses peu profondes (jusqu'à 2 m) pour submerger les résidus
miniers sulfurés est une méthode populaire utilisée par L'industrie minière pour prévenir le
drainage minier acide. La turbulence que produit le vent dans les parcs à résidus submergés peut
accélérer le transfert d'oxygène, de L'air vers L'eau, en créant de la turbulence à L'interface
air-eau, provoquant ainsi le mélange mécanique de L'oxygène dans L'eau et maintenant les
concentrations d'oxygène dissous à des niveaux de saturation. La turbulence peut également
resuspendre les particules de résidus dans la couverture aqueuse saturée d'oxygène et exposer
les résidus à un contact plus étroit avec L'oxygène, augmentant ainsi les possibilités d'oxydation
et de dégagement de métaux.
Vers la fin de L'année 1996, le Geotechnical Research Centre (University of Western Ontario) a
mené une étude en laboratoire portant sur les effets de la resuspension des résidus sur
L'oxydation et la production d'acide. L'étude, entreprise pour le compte du Programme de
neutralisation des eaux de drainage dans L'environnement minier (NEDEM), a été commanditée
par Battle Mountain Canada Limited, Falconbridge Limitée, INCO Limitée, Mines et
Exploration Noranda Inc., Teck Corporation, le Ministère du développement du Nord et des
mines de L'Ontario, et le Centre canadien de la technologie des mines et des minéraux
(CANMET) dans le cadre de L'Entente (Canada-Ontario) de développement du nord de L'Ontario
(EDNO). Le présent rapport fait état des résultats des travaux.
L'étude en laboratoire a consistée dans une série d'essais dans des colonnes de Plexiglas
remplies de résidus de pyrrhotine inoxydés qui ont été submergés par des couvertures aqueuses
de 45, 60 et 80 cm de profondeur. Les résidus provenaient directement des pipelines de la
décharge de résidus du concentrateur de Strathcona Mines de Falconbridge, situées à proximité
de Sudbury, en Ontario. La couverture aqueuse a été agitée à 140, 170 et 200 révolutions par
minute afin de suspendre les résidus sous-jacents. Les résidus submergés ont été soumis à des
essais de contrôle sans agitation à des fins de comparaison. Pour faciliter L'analyse des résultats,
on a utilisé la vitesse de L'agitateur et la profondeur de la couverture aqueuse en vue de définir
L'indice de mélange, un paramètre sans dimension qui mesure le degré de mixage de la
couverture aqueuse. On a mesuré le transfert de la masse d'oxygène, de L'air dans la couverture
aqueuse, pour chaque indice de mélange et surveillé la couverture aqueuse afin de déterminer
son contenu d'oxygène dissous, son pH, sa conductivité et sa teneur en sulfates et en métaux.
Au terme des essais (126 jours), on a échantillonné les résidus en suspension, les résidus de
surface et les résidus solides non déplacés ainsi que L'eau interstitielle aux fins de L'analyse
chimique. L'ensemble des résidus ainsi que leur minéralogie superficielle ont également fait
L'objet d'un examen.
Les constatations et conclusions principales de L'étude sont les suivantes :
- La resuspension accélère L'oxydation des résidus sulfurés, la production d'acide et le
dégagement de métaux. Ce phénomène est basé sur L'épuisement des sulfures
(pyrrhotine), la consommation d'oxygène, le pH, le sulfate et la charge de métaux. - Les produits d'oxydation dont la gravité spécifique est de 2,7 sont plus légers que les
résidus originaux dont la gravité spécifique est de 3,9 - 4,4. - Les produits d'oxydation incluent les oxyhydroxydes ferriques (possiblement la
goéthite) et le gypse. - Les résidus en suspension sont plus fins que les résidus au repos : 80 % des résidus en
suspension comparativement à 30 % des résidus originaux ont une dimension de moins
de 0,018 mm. - Les résidus en suspension inoxydés contiennent un minéral sulfuré, soit la pyrrhotine,
ainsi que des minéraux de gangue. - La vitesse du transfert de L'oxygène à la couverture aqueuse est indépendante de
L'indice de mélange. - Le dégagement de nickel, de zinc, d'aluminium et de manganèse augmente en fonction
de L'indice de mélange. - Une érosion importante du lit se produit quand L'indice de mélange atteint le seuil
critique. Dans les couvertures aqueuses peu profondes (possiblement 60 cm ou moins) le
mélange pourrait atteindre le seuil critique.
Les résultats de L'étude laissent croire que la resuspension des résidus, soit par agitation
mécanique ou par de grands vents et de fortes vagues, accélère L'oxydation des sulfures et la
précipitation subséquente des oxyhydroxydes ferriques. Dès leur précipitation, ces minéraux ont
habituellement une large aire de surface et peuvent adsorber ou entraîner des métaux traces
libérés par les réactions que provoque L'oxydation initiale. On recommande de mener des
recherches plus poussées afin d'évaluer la stabilité à long terme des oxyhydroxydes, en
particulier quand les conditions de L'eau deviennent réductrices, ce qui peut causer la dissolution
des hydroxydes ferriques et possiblement entraîner le dégagement de métaux. Les métaux qui
sont libérés dans la couverture aqueuse en raison de L'oxydation accélérée causée par la
resuspension ne s'infiltrent pas profondément dans les résidus sous-jacents. L'impact de cette
oxydation induite par la resuspension et le dégagement de métaux sur la qualité globale de L'eau
qui se trouve sur le terrain devrait être évaluée. Divers éléments, y compris la dilution et les
effets de L'eau souterraine et des précipitations affecteront la qualité globale de L'eau. Dans la
présente étude en laboratoire, ces éléments n'ont pas été évalués.
