Conclusion 157!

À ce jour, la gestion de l'environnement dans les mines, s'est principalement concentrée sur le problème du drainage acide lié aux résidus et aux stériles miniers. La grande responsabilité que représente le DMA pour l'industrie a, dans une certaine mesure, mis de côté d'autres problèmes de qualité de l'eau liés aux rejets miniers. Pour faire face aux normes concernant le rejet des métaux à l’effluent final, il est nécessaire de développer des stratégies de restaurations spécifiquement adaptées aux sites générateurs de DNC.

Le niveau de réactivité ainsi que la capacité de neutralisation des résidus déterminent les objectifs de conception des recouvrements. En général, lorsque le drainage est acide, cela entraîne des plus hauts taux d’oxydation des sulfures, puisque le Fe3+ participe aussi à l’oxydation. Ainsi, l’augmentation de la dissolution des métaux et de la concentration en éléments potentiellement nuisibles est souvent plus élevée que pour le DNC. Le contrôle du drainage neutre contaminé requiert des méthodes adaptées (techniquement et économiquement) à ses particularités. La présente étude s’est fondée sur l’hypothèse que le DNC ne requiert pas de méthodes de recouvrement aussi performantes à limiter la diffusion de l’oxygène que dans le cas du DMA. À pH neutre, le phénomène à la base de la mobilisation des métaux dans l’eau est l’oxydation des sulfures par l’oxygène. Les sulfures sont présents principalement sous forme de pyrite à 13% dans les résidus Joutel et à et 1,5% dans ceux de Canadian Malartic. D’autres sulfures sont présents en traces dans les résidus (chalcopyrite, pyrrhotite, sphalérite et arsénopyrite) et forme quelquefois des inclusions dans les cristaux de pyrite. Les résidus potentiellement générateurs de DNC faisant l’objet de ces essais, avaient des teneurs initiales en zinc sous forme de traces à des concentrations de ~70 ppm dans les 2 résidus ainsi qu’une concentration de 450 ppm d’arsenic dans les résidus de Joutel. De plus, les précédentes études ainsi que les résultats des caractérisations chimiques et minéralogiques des résidus de Canadian Malartic et de Joutel, considéraient comme faible leurs potentiels de lixiviation en métaux.

Une caractérisation minéralogique détaillée des résidus Joutel, a révélé des traces d’arsenic ∼1% sous forme disséminée dans plusieurs cristaux de pyrite, qui constituent, en partie, la source

d’arsenic observée dans l’eau de lixiviation. La caractérisation a également permis de localiser la source de zinc dans les résidus Canadian Malartic qui se situe à l’intérieur de micro inclusions de sphalérite dans des cristaux de pyrite.

Les essais cinétiques accélèrent les taux d'altération des minéraux dans des conditions de laboratoire étroitement contrôlées fournissant ainsi des données utiles pour les modèles prédictifs de drainage minier. Ils permettent également de simuler plusieurs solutions de restauration et sont en mesure de bien reproduire la précipitation de minéraux secondaires. Les différentes méthodes de restauration expérimentées incluaient deux techniques, ayant déjà démontrées leur efficacité par le passé à contrôler le DMA ainsi que deux scénarios de moindre protection.

Le suivi du comportement hydrogéologique des colonnes, fournit par l’examen des teneurs en eau et des succions, a révélé que les positions basses des nappes phréatiques dans les modèles physiques de laboratoire, ont induits des succions dans les colonnes. Ces succions ont contribué à diminuer les degrés de saturation dans les matériaux ou les couches des recouvrements. Tel que démontré par le suivi, les flux d’oxygène sont directement influencés par cette diminution des degrés de saturation. Sous ces conditions d’expérimentation, les flux d’oxygène mesurés sont élevés comparativement aux flux mesurés dans les recouvrements ayant un degré de saturation > 85%, normalement rencontré dans les recouvrements destinés à contrôler le DMA.

Conformément à leurs faibles degrés de saturation, les flux des colonnes J-1 et J-2 avec 549 mol/m2/an et 232 mol/m2/an respectivement, sont substantiellement plus élevés que pour les

colonnes avec recouvrements. Les colonnes avec CEBC, enregistrent les flux les plus faibles, soient 20 et 24 mol/m2_{/an respectivement. La colonnes CM-1 démontre également le degré de saturation} le plus bas le flux le plus élevé des colonnes Canadian Malartic avec 87 mol/m2/an, la colonne avec CEBC enregistre aussi le plus faible flux soit 37 mol/m2/an.

Les pH des eaux de lixiviation mesurée lors essais pour les 10 colonnes se sont maintenus entre 7 et 8,3 jusqu’à la fin des essais. Sous ces conditions géochimiques, les lixiviats se situaient dans le domaine de stabilité des hydroxydes de fer. Les calculs d’équilibre thermodynamiques, effectués d’après les résultats d’analyses chimique des eaux de lixiviation, ont aussi démontré une sursaturation pour ces (oxy)hydroxydes auxquels s’ajoutent, des (oxy)hydroxydes d’autres métaux (Mn, Al, Co, Cu, Mg), des sulfates, ainsi que des silicates et un carbonate.

Les observations macroscopiques et microscopiques au démantèlement, ont effectivement démontré la précipitation de minéraux secondaires dans l’ensemble des colonnes mais à différents degrés. Généralement, plus le flux d’oxygène est élevé et plus l’hydrolyse et la précipitation des métaux est augmentée. La précipitation de métaux et d’éléments, sous forme de minéraux secondaires, diminue leurs concentrations dans les eaux de lixiviation et celle-ci s’est produite de façon plus intensive dans les colonnes témoins.

Les taux d’épuisements des principaux éléments participants à l’oxydation et à la neutralisation ont été calculés avec les charges cumulées issues de la lixiviation des résidus pour la durée totale des essais. Les épuisements pour les colonnes Joutel vont de 6,3% pour la colonne témoin à 1,8% pour une CEBC. Alors que pour les résidus Canadian Malartic, ces épuisements sont plus considérables et se situent entre 15,9% pour les colonnes CM-1, CM-2 et CM-3 et 12,4% pour la CEBC.Pour les résidus Canadian Malartic, ces hauts taux d’épuisement peuvent être attribués, en partie, à la présence de nombreuses inclusions et micro inclusions de sphalérite (Zn) dans la pyrite, qui affaiblissent le réseau cristallin et augmente la réactivité de la pyrite. De plus la proximité de différents minéraux sulfurés à l’intérieur de la pyrite peut produire des réactions galvaniques, ce qui constitue un autre facteur probable pour expliquer ces forts taux d’épuisement.

Tel qu’attendu, cette étude a permis de vérifier que les flux d’oxygène à atteindre, avant d’observer un relâchement de métaux dans les lixiviats à des concentrations supérieures aux critères, sont plus élevés que pour ceux des résidus potentiellement générateurs de DMA. Ainsi, pour les résidus de Canadian Malartic, ce flux se situe autour de 40 mol/m2_{/an et, dans le cas de Joutel, il se situe} autour de 35 mol/m2_/an.

L’estimation des temps d’épuisement classe les résidus Joutel potentiellement générateurs d’acidité à long terme puisque, selon les calculs, le contenu en carbonates sera épuisé avant le contenu en sulfures. La colonne témoin démontre des temps avant épuisements similaires pour les carbonates et des sulfures, mais cela semble attribué à une précipitation accrue du Mg et du Mn sous forme d’(oxy)hydroxydes et de carbonates dans cette colonne. À long terme, une diminution de pH est probable et la qualité du drainage pourrait se détériorer avec l’augmentation des concentrations lixiviées de de zinc et d’arsenic. Les résidus de Canadian Malartic se classent potentiellement non générateurs d’acidité à long terme. Pour ces résidus la capacité de neutralisation demeure

suffisante pour qu’il n’y ait pas d’augmentation significative des concentrations en métaux à long terme.

Les facteurs contrôlant le taux de production d'éléments chimiques sont nombreux, parmi ceux-ci il y a le pH, le rapport liquide/solide, la distribution granulométrique des particules et les processus de surface y étant reliés (phénomènes de sorption, d'échange ionique, etc.), les mécanismes de transport du liquide et les équilibres thermodynamiques entre les substances. Cette étude démontre que la neutralisation exerce un contrôle important sur la mobilité des espèces en solution.

Ces résultats laissent présager que pour des résidus potentiellement générateurs de DNC, possédant des caractéristiques similaires, les solutions de restauration à mettre en place sur ces sites nécessitent des techniques moins performantes que pour les résidus générateurs de DMA. Chaque résidu possède des caractéristiques hydrogéologiques et une composition minéralogique uniques, les flux visés peuvent alors différer pour d’autres résidus potentiellement générateurs de DNC.