Un nouveau modèle de simulation, MINTOX, a été développé pour servir d'outil pour la
prévision du comportement durant l'oxydation cinétique des minéraux sulfurés à
l'intérieur des parcs à résidus et la simulation de la différenciation ultérieure des
espèces et le transport des produits d'oxydation à travers les résidus et dans les
formations aquifères d'aval. MINTOX inclut les principales séquences réactionnelles
qui influencent l'hydrogéochimie des parcs à résidus de maints métaux de base. Ces
processus incluent la diffusion de l'oxygène dans la zone non saturée, la diffusion de
l'oxygène dans les grains de minéraux sulfurés, l'oxydation des minéraux sulfurés, la
production d'acides et la libération de fer, de sulfates et de métaux lourds. En outre, le
modèle peut simuler le transport par advection-dispersion des espèces mobilisées en
tenant compte des espèces formées à l'équilibre et de processus de réaction comme
la dissolution et la précipitation des minéraux solides.

MINTOX a fait l'objet d'essais comparatifs, tant en mode unidimensionnel qu'en mode
bidimensionnel, avec les données recueillies sur le terrain au parc à résidus "Nordic
Main" situé près d'Elliot Lake en Ontario (Wunderly et al. 1995, 1996). Les profils de
concentration simulés des espèces choisies (entre autres, la teneur en oxygène et en
pyrite) concordaient bien avec les données observées; les écarts trouvés dans d'autres
phases ont été expliqués principalement en faisant l'hypothèse d'équilibres
géochimiques locaux. Les simulations bidimensionnelles du site d'Elliot Lake ont
montré des séquences réactionnelles et des teneurs qui correspondaient au
comportement observé ou déduit. MINTOX a aussi été appliqué pour la simulation des
processus géochimiques qui surviennent au parc à résidus Nickel Rim, ce qui a permis
une nouvelle compréhension des processus qui régissent la production et la
neutralisation des acides.

Les méthodes de limitation de la vitesse d'oxydation des minéraux sulfurés et des
répercussions du DMA incluent la réduction de la vitesse de diffusion de l'oxygène
dans les résidus au moyen d'une couverture de surface pour retenir l'humidité et
l'addition de calcaire pour augmenter le pouvoir tampon. MINTOX a simulé les effets
bénéfiques de ces types de mesures d'assainissement aux sites d'Elliot Lake et de
Nickel Rim. Les simulations ont montré, par exemple, que le passage du degré
d'humidité de fond à la teneur de saturation ralentit efficacement le processus
d'oxydation. Cependant, comme la majorité de l'oxydation a lieu dans les 10 premières
années qui suivent la mise en place des residus, la construction d'une couverture
semble plus appropriée si elle est faite immédiatement après le dépôt des résidus.

D'autres simulations ont été complétées pour les sites d'Elliot Lake et de Nickel Rim de
façon à tenir compte des effets de l'addition de calcaire aux résidus. À Elliot Lake, les
résultats ont montré des réductions significatives des concentrations de métaux lourds,
car une augmentation du pH favorise la précipitation des minéraux qui éliminent les
espèces aqueuses de la solution. À Nickel Rim, des augmentations du pH et des
concentrations de sulfates ont aussi été observées.

Une analyse de sensibilité unidimensionnelle au site de Nickel Rim a montré une
variation significative des coefficients de diffusion, de la fraction de minéral sulfuré, de
la granulométrie initiale et du pouvoir tampon en carbonates des minéraux. Les
simulations semblent indiquer un besoin de déterminer l'effet de la variation spatiale
des propriétés physiques et chimiques sur l'évolution du DMA et l'incorporation de
l'incertitude dans l'interprétation des résultats.