Optimisation du dosage des polymères superabsorbants (PSAs) dans le processus de densification des résidus miniers fins en pulpe : application au cas de la mine Canadian Malartic

Les millions des tonnes des résidus miniers fins en pulpe générés par l’industrie minière suite à l’exploitation des ressources minérales doivent être gérés de manière sécuritaire, durable et économique tout en respectant les normes environnementales en vigueur afin de limiter les contaminations sur l’environnement. Pour ce faire, les résidus miniers fins sont, selon la méthode conventionnelle, entreposés en surface sous forme de pulpe, dans des parcs à résidus ceinturés des digues de retenue. Cependant, les défaillances récurrentes des digues de retenue, le resserrement de la législation minière, etc. font que l’industrie minière est de plus en plus intéressée à recourir aux méthodes de stockage en surface des résidus miniers fins sous forme densifiée à cause des multiples avantages que procurent cette technique malgré son coût d’exploitation, généralement jugé exorbitant par l’industrie minière. \nL’objectif général de ce projet de recherche consistait à évaluer expérimentalement l'utilisation des polymères superabsorbants (PSAs) comme alternative attrayante à la déshydratation, et par conséquent à la densification des résidus miniers fins en pulpe destinés au stockage en surface dans des parcs à résidus. Les PSAs sont des matériaux ayant la capacité d’absorber et d’immobiliser de grandes quantités d'eau sans se dissoudre dans celle-ci. De façon plus spécifique, les objectifs du projet consistaient à : i) évaluer, par des essais au laboratoire, le comportement d’absorption des eaux des pulpes des résidus miniers fins par les PSAs; ii) établir, par les essais de déshydratation des résidus miniers fins, le rapport entre le dosage des PSAs et le pourcentage solide massique cible (Cw-f) fixé à 68% qui correspond à l’objectif visé par Mine Canadian Malartic; iii) établir le rapport entre le dosage massique des PSAs et le pourcentage solide massique final (Cw-f stable) atteignable par le PSAs fixé entre 70 et 90%. \nLes essais de déshydratation ont été réalisés principalement avec les résidus miniers fins en pulpe de la mine Canadian Malartic (MCM). Les eaux des pulpes des résidus miniers fins de la mine Westwood (MWW) ainsi que celles de la mine LaRonde (MLRD) ont également été prélevées pour raison de comparaison des résultats d’absorption. Six types de PSA, tous de nature synthétique mais de composition chimique et de granulométrie différentes ont été utilisés dans ce projet. Après la caractérisation physico-chimique et minéralogique des échantillons des résidus miniers fins en pulpe, le pourcentage solide massique initial (Cw-i) de ces derniers a été ajustée avec de l’eau de procédé minier afin d’obtenir trois différents pourcentages solides massiques initiaux ajustés : 25%(limite inférieure), 35% et 50% (limite supérieure). Les essais de déshydratation, selon le mode d’ajout indirect, ont été réalisés à partir de ces trois différents Cw-i. Le Cw-f cible, et le Cw-f stable ont été atteint en variant les dosages des PSAs dans les résidus miniers fins en pulpe. \nLes résultats obtenus montrent que le Cw-i des résidus miniers fins en pulpe croit proportionnellement avec l’augmentation du dosage de PSAs. Ainsi, quel que soit le Cw-i, il a été possible d’atteindre le Cw-f de 68% avec des dosages de PSAs variant entre 6,5 et 30 kg PSAs/t résidus miniers en pulpe. Les résultats montrent qu’en augmentant les dosages des PSAs, il a été possible de dépasser la valeur cible de Cw-f = 68%. En effet, quel que soit le Cw-i, un Cw-f stable situé autour de 75% en moyenne a été obtenu avec le dosage des PSAs compris entre 10,4 et 40,3 kg/t. \nLes essais supplémentaires d’absorption ont été réalisés avec les eaux des pulpes des résidus miniers fins des trois mines précitées. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence l’influence de la chimie de l’eau sur le pouvoir absorbant des PSAs. Celui-ci dépend entre autre de la concentration en cations dissous dans l’eau des pulpes des résidus miniers. \nIl est recommandé dans ce mémoire que les travaux de recherche se poursuivent pour étudier davantage cette approche de densification des résidus miniers fins en pulpe via des essais à l’échelle intermédiaire du site minier afin d’anticiper notamment les aspects liés à la régénération, la biodégradabilité, la mise en place de cette approche à l’échelle industrielle ainsi que les coûts qui se rapportent, etc.

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