Défis rencontrés dans la modélisation hydrogéochimique des dépôts de résidus en pâte en surface

Thomas Deschamps, John W. Molson, Mostafa Benzaazoua, Michel Aubertin, Bruno Bussière

In the proceedings of: GEO2010 Calgary: 63rd Canadian Geotechnical Conference & 6th Canadian Permafrost Conference

Session: T3-C

ABSTRACT: Hydro-geochemical modelling is a common approach for helping to solve problems related to mining and the environment and to mine waste management. However, modelling of surface paste tailings (mill tailings dewatered by thickening and filtration) involves new challenges. In the first part of this paper, a review of different numerical models for simulating paste tailings-like materials will be presented. In the second part, the authors will discuss the difficulties in modelling such deposits and the challenges to improve hydro-geochemical modelling. In the last part, a model is proposed to simulate the oxidation of sulphide minerals within a paste tailings deposit containing a discrete fracture network. 1 INTRODUCTION La technique des résidus miniers en pâte déposés en surface (appelée ici DPS, pour dépôt en pâte de surface) constitue une approche récente de stockage des résidus. Cette technique consiste à déposer les rejets de concentrateurs sous forme de pâte, de laquelle une partie de l'eau du procédé minéralurgique a été retirée par épaississement et/ou filtration. Même si la modélisation hydrogéochimique est assez couramment employée pour analyser et prédire le comportement environnemental de rejets miniers réactifs (e.g. Bain et al., 2000; Jurjovec et al., 2004; Molson et al., 2004; Molson et al., 2005), il existe pour l'instant peu de tentatives de modélisation de DPS prenant en compte les particularités de cette méthode. Simms et al. (2005; 2007; 2008) ont mené une série d'essais en laboratoire (modèle physique et colonne) ainsi que sur le terrain (à la mine de Bulyanhulu, de la compagnie Barrick Gold, en Tanzanie) pour étudier l'évaporation et les écoulements non saturés dans des résidus sulfureux entreposés en surface selon la méthode des DPS ; ces travaux n'ont pas pris en compte l'aspect géochimique. Ils se sont servis des données récoltées sur le terrain (teneur en eau et albédo) et en laboratoire (albédo, changement de volume, degré de fissuration, succion matricielle, teneur en eau et vitesse de séchage) pour effectuer des simulations numériques en utilisant un modèle d'écoulement non saturé unidimensionnel. Leurs résultats montrent que le comportement des résidus est influencé par la consolidation, l'évaporation et le changement de volume, ce qui affecte leurs propriétés hydriques. Ces auteurs ont aussi noté qu'il se formait progressivement une croûte de sel à la surface du dépôt de résidus sulfureux, ce qui semble ralentir le taux d'évaporation. De plus, les résidus étudiés ont montré une grande susceptibilité à la fissuration ; ceci est confirmé par les résultats de Saleh-Mbemba et al. (2010). La grande majorité des modèles numériques existants ne prennent pas en compte les phénomènes précités. Molson et al. (2006) ont proposé deux approches pour modéliser la génération et le transport de drainage minier acide en milieu poreux fracturé. Dans ces deux approches, on combine un modèle cinétique pour l'oxydation des sulfures et l'équilibre géochimique pour les autres minéraux (notamment les carbonates). Dans le premier modèle, les fentes de dessiccation sont représentées par une ouverture d'une largeur de quelques millimètres, sur une profondeur pouvant 112

RÉSUMÉ: rencontrés dans la modélisation hydrogéochimique des dépôts de résidus

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