Prédiction du potentiel de génération d’acide à l’aide d’essai en cellule humide modifiée :

Dispositif expérimental

Directeur : Mostafa BENZAAZOUA Codirecteur : Bruno BUSSIERE

Eau

Stériles RésidusSulfurés

OxydationAccéléré par bactéries

Oxygène

Les effluents miniers sont caractérisés par : - un pH bas - des Métaux en solution: Fe, Zn, Cu, Cd, Pb, Co, Ni, As, Al, Mn - [SO4] et autres anions élevées.

Drainage Minier Acide

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50

PN (k

g Ca

CO3/

t)

PA (kg CaCO3/t)

PN/PA = 3 PN/PA = 1

Non générateur Zone

d'incertitude

Générateur

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50

PN (k

g Ca

CO3/

t)

PA (kg CaCO3/t)

PN-PA = 20

PN-PA = -20

Générateur

Zoned'incertitude

Non générateur

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50

PN (k

g Ca

CO3/

t)

PA (kg CaCO3/t)

PN/PA = 3 PN/PA = 1

Non générateur Zone

d'incertitude

Générateur

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50

PN (k

g Ca

CO3/

t)

PA (kg CaCO3/t)

PN-PA = 20

PN-PA = -20

Générateur

Zoned'incertitude

Non générateur

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50

PN (k

g Ca

CO3/

t)

PA (kg CaCO3/t)

PN/PA = 3 PN/PA = 1PN-PA = 20

PN-PA = -20

Générateur

Zone d'incertitude

Non générateur

Non générateur

Zone d'incertitude

Générateur

Morin et Hutt (1994) Ferguson et Morin (1991)

Tests statiques :

Prédiction du DMA

Font le bilan entre la production de l’acidité et sa neutralisation

Importance de la prédiction

100 à 250 M$/ha

Coûts de restauration

10 à 25 M$/ha

mois

1234567891011121 jour

Essai cinétique

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50

PN (k

g Ca

CO3/

t)

PA (kg CaCO3/t)

PN/PA = 3 PN/PA = 1

Non générateur Zone

d'incertitude

Générateur

Test statique

Essais cinétiques :

Essais cinétiques : définition

ils permettent de suivre la qualité des eaux de drainage sortant d’un résidu soumis a des lixiviations régulières. Ils peuvent prédire le délai de production d’acide s’il y a lieu

Rinçage H2OAir sec Air humide

Le protocole pourrait ne pas laisser suffisamment de temps aux résidus pour s’oxyder :

(ex. résidus fins avec rétention d’eau et saturation)

3j3j

1j

Le protocole standard de l’essai en cellule humide commence par un :

Essais cinétique en cellule d’humidité

0123456789

0 20 40 60 80 100 120

Temps (j)

0123456789

0 20 40 60 80 100 120020004000600080001000012000140001600018000

Entre le 21 déc 2006 et le 4 janvier 2007

Sou

fre

tota

l (m

g/L)

pH

0123456789

10

0 100 200 300 400 500 600

Temps (j)

0123456789

10

0 100 200 300 400 500 600

Temps (j)

0123456789

10

0 100 200 300 400 500 600

0123456789

10

0 100 200 300 400

pH

Cellule d’humidité

51 cycles d’une durée d’une semaine

13 cycles de 1 mois

Colonne

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8

J ours

Satu

ratio

n Sr

(%)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8

J-1 J-2 à 4 J-5 à 7 J-8

100%

23%

23%

100%

Pour une semaine de l’essai sous le protocole standard, on remarque :

Cas d’un rejet

drainant, ici Selbaie

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8

J ours

Satu

ratio

n Sr

(%)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Cas de rejets non drainants

Selon les travaux de Gosselin M. (2007), la réactivité maximale d’un résidu se situe a environ 50% de saturation

Rinçage H2O6ème jourRinçage

On essayera de modifier le cycle des cellules humides pour maintenir le résidu dans la zone où la réactivité (Kr) du résidu est grande

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8

J ours

Satu

ratio

n Sr

(%)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Optimisation

Zone de saturation optimale

Modification physique de la cellule d’humidité

Réduction de la taille

Saturation (%)

Mesure de la diffusion d’O2

CO2

un essai cinétique sous le protocole standardisé

un essai sous le protocole modifié

Pour un même résidu, on installe

Thèse de Doctorat

Prédiction Prévention

Tests statiques

Chimiques

Minéralogiques

Plante B.

Thèse de Doctorat

Prédiction Prévention

Tests statiques Essai cinétique Amendement

Cellule d’humiditéChimiques

MinéralogiquesColonnes Perméamètres

Plante B. Villeneuve M.

AnhydriteCKD

Diffusion O2 Infiltration H2O

Selbaie Manitou

AnhydriteCKD

20%PN =1,5x PA

20% 20%20%

12%12%

témoin

Duplicata

20% 3 cm

Étude géochimique en colonne

PN=PA

Perméamètre modifié pour mesurer simultanément :

La perméabilité

La diffusion de l’oxyène.

Étude de la conductivité et de la réactivité au perméamètre

… merci de votre attention

à suivre …

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Pyrite Calcite Dolomite chlorite Muscovite quartz

Pro

po

rtio

ns

mas

siq

ues

des

min

érau

x (w

%)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Pyrite chlorite Albite Muscovite quartz Gypse

Prop

orti

ons

mas

siqu

es d

es m

inér

aux

(w%

)

Sulfures 3,5% carbonates 2,5%

Silicates 94%

Manitou

Selbaie

Sulfures 20%

Silicates 77%

Gypse 3%

Résidus miniers

0

10

20

30

40

50

60

quartz

Calcite

Dolomitech

aux

C3S3H

C2S

Anhydrit

e

GoethitePr

opor

tions

mas

siqu

es d

es m

inér

aux

(w%

)Matériaux alcalins

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Anhydrite Gypse Fluorine

Prop

ortio

ns m

assi

ques

des

min

érau

x (w

%)

CKD

Anhydrite

Carbonates 63 %

Liants 26 %

Anhydrite 6 %Quartz 4 %

Anhydrite 86 %

Fluorine 14 %