Pertinence des essais de lixiviation en batch dans la prédiction du comportement hydrogéochimique des rejets miniers

La gestion des rejets miniers constitue l’un des defis de l’industrie miniere. Une gestion adequate est requise pour minimiser l’impact environnemental de ces rejets. Les principaux problemes environnementaux lies a la gestion des rejets miniers sont la production du drainage minier acide (DMA), du drainage neutre contamine (DNC) et le relargage des metaux. Plusieurs essais ont ete proposes pour predire la generation du DMA et permettre une planification de la disposition des rejets. Les essais de prediction du DMA peuvent etre classes en deux groupes : les essais statiques et les essais cinetiques. Les methodes de prediction du DMA notamment les essais cinetiques sont aussi utilises pour etudier la generation de DNC. En plus de la gestion de la production du DMA et du DNC, les eaux minieres doivent respecter les normes environnementales en vigueur et plusieurs essais sont utilises pour predire la qualite des eaux. Les resultats des essais cinetiques peuvent etre utilises a cet effet. En plus de ces essais, les essais de lixiviation en batch sont aussi utilises pour la prediction du comportement hydrogeochimique des rejets miniers. Au Quebec, les essais de lixiviation en batch les plus utilises sont l’essai TCLP, l’essai SPLP et l’essai CTEU-9. Les essais cinetiques et essais de lixiviation en batch sont realises dans des conditions differentes. Des etudes dans la litterature ont demontre que les conditions de realisation des essais cinetiques permettaient de mieux simuler les conditions de terrain. Bien que permettant d’avoir des resultats de prediction plus rapidement que les essais cinetiques, l’utilisation des essais de lixiviation en batch a cet effet reste a discuter. La question reste a savoir si les resultats de ces essais sont assez fiables pour la prediction de la qualite des eaux minieres. L’objectif de cette etude est d’evaluer la pertinence des essais de lixiviation en batch pour la prediction du comportement hydrogeochimique des rejets miniers. Pour atteindre cet objectif, des resultats des essais cinetiques et de lixiviation en batch ont tout d’abord ete compiles a partir d’anciens projets realises au sein de l’URSTM. Une comparaison des resultats des deux types d’essais a ete faite avec les concentrations en mg/l, les quantites normalisees en mg/kg et les taux journaliers lixivies en mg/kg/j. D’autre part, des melanges de mineraux purs ont ete realises et soumis aux essais en mini-cellule d’alteration, et des essais de lixiviation en batch ont ete realises sur les melanges frais et alteres (post-demantelement des essais). Un essai d’extraction sequentielle est aussi realise sur les melanges pre- et post-essais de lixiviation en batch et essais en mini-cellule d’alteration. Les resultats de la comparaison des essais de lixiviation en batch (TCLP, SPLP et CTEU-9) aux resultats stabilises des essais cinetiques (essai en colonne, essai en cellule humide et essai en mini-cellule d’alteration) ont montre que les essais de lixiviation en batch etaient plus agressifs que les essais cinetiques, de plus grandes concentrations etant obtenues avec les essais de lixiviation en batch. Les memes tendances sont obtenues meme en minimisant les biais lies a la difference du ratio liquide/solide, du temps d’extraction, de la quantite de materiel utilisee et de la taille des particules. Par contre, les resultats des essais de lixiviation en batch (SPLP et CTEU-9) sont plus proches des concentrations maximales obtenues avec les essais cinetiques. Les resultats de l’essai TCLP sont, quant a eux, superieurs aux concentrations maximales obtenues avec les essais cinetiques. Les resultats stabilises correspondent a la lixiviation a long terme dans les conditions de terrain; ceci montre que les essais de lixiviation en batch surestiment le relargage a long terme des metaux. Les resultats de l’extraction sequentielle realisee sur les materiaux pre- et post-essais de lixiviation en batch et essais en mini-cellule ont montre que les essais de lixiviation en batch (TCLP et SPLP) influencent peu la distribution des metaux. Par contre, apres l’essai CTEU-9 et l’essai en mini-cellule d’alteration, les proportions des metaux lies aux oxydes de Fe et Mn deviennent importantes, du fait que les proportions des metaux liees aux fractions echangeables et liees aux carbonates ont ete lixiviees durant les processus d’oxydation-neutralisation. Ces resultats montrent que les processus geochimiques ayant lieu durant les essais cinetiques (et peut etre durant l’essai CTEU-9) influencent la lixiviation et la distribution des metaux. Les resultats de la presente etude mettent en evidence, d’une part le fait que les essais de lixiviation en batch extraient de plus grandes concentrations que les concentrations reelles rencontrees dans les conditions de terrain et, d’autre part, que les processus geochimiques ayant lieu durant les essais cinetiques (et dans les conditions de terrain) influencent la lixiviation et la distribution des metaux dans les differentes phases minerales. Les essais de lixiviation ne sont donc pas des essais recommandables pour la prediction a long terme du comportement hydrogeochimique des rejets miniers.