Dispersion of tailings from the Stirling Zn-Pb-Cu mine site, Cape Breton Island, Nova Scotia
Authors: Hulshof A.H.M. , Macdonald A.S. 
Published: September 2014

The Stirling Zn-Pb-Cu mine, located at Stirling in Richmond County, Cape Breton Island, was active between 1935 and 1938, and 1952 and 1956, when one million tons of ore were produced grading 6.21% Zn, 1.48% Pb, and 0.73% Cu. During the first period, 180 0001 of tailings were discharged directly into Strachans Brook, whereas in the 1950s the tailings, totalling 800 0001, were impounded. Since that time there has been ongoing erosion and downstream dispersion of tailings. The purpose of this study was to quantify this dispersion, to determine the effectiveness of neutralization of acid generation in the tailings, and to evaluate levels of downstream contamination.

Downstream sediments in Strachans Brook have mean metal enrichments of 70x Zn, Pb and Cu, 35x Cd, As, and Ag, 20x Au, and lOx Mn, compared to upstream sediments. Close physical and geochemical similarities between tailings and downstream sediments indicate a severe level of downstream contamination.

Runoff from the tailings is pH-neutral, strongly enriched in sulphate, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn and Cu, and slightly enriched in Cd, As, Sb, Se, Co, Ni, V, and Cr. However, downstream water is less acidic than upstream water and is slightly enriched only in Ca, Mg, Mn, and Zn. Dispersion of metals in solution is minimized due to effective neutralization by dolomite of acid generation within the tailings, and its impact on the downstream environment is reduced by upstream dilution of the effluent from the tailings.

RÉSUMÉ

La mine de Zn-Pb-Cu Stirling située a Stirling comté de Richmond, dans File du Cap-Breton, a été en activite entre 1935 et 1938 puis entre 1952 et 1956. On y a produit un million de tonnes de minerai d'une teneur de 6,21 % de Zn, 1,48 % de Pb et 0,73 % de Cu. Au cours de la première période, 180 000 t de résidus ont été rejetées directement dans le ruisseau Strachans, alors que dans les années cinquante, on a accumulé une quantity totale de 800 000 t de residus dans un bassin prévu à cette fin. On a depuis lors assisté à une érosion permanente et à une dispersion en aval des résidus. Cette étude visait &#xE-; quantifier cette dispersion, à déterminer l'efficacité de la neutralisation de 1'effluent acide produit dans les résidus et à évaluer les niveaux de contamination en aval.

Les sédiments en aval du ruisseau Strachans présentent, comparau vement aux sédiments d'amont, des enrichissements moyens en métaux de 70 fois supérieurs dans le cas du Zn, du Pb et du Cu, de 35 fois supérieurs dans le cas du Cd, de l'As et de 1'Ag, de 20 fois supérieurs dans le cas de l'Au et équivalant au decuple dans le cas du Mn. Les similarity géochimiques et géophysiques étroites entre les résidus et les sédiments d'aval révèlent un degré prononce de contamination en aval.

Le ruissellement des residus affiche un pH neutre fortement enrichi en sulfate, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn et Cu, en même temps que légèrement enrichi en Cd, As, Sb, Se, Co, Ni, V et Cr. L'eau d'aval est toutefois moins acide que l'eau d'amont et elle est legerement enrichie en Ca, Mg, Mn et Zn seulement. La dispersion des métaux en solution est réduite en raison de la neutralisation efficace de l'acide produit parmi les résidus par la dolomie et son incidence sur l'environnement en aval est atténuée par la dilution d'amont de Feffluent des résidus.

Traduit par la rédaction