Février 2012 Prévisions des eaux de drainage & programme d essai de lixiviation des métaux: pratiques actuelles CONFIDENTIEL
Sommaire Mise en contexte sur DMA / LM Objectifs du programme de DMA / LM Composantes du programme d analyse Ressources d information 2 maxxamanalytique.com
Qu est ce que le drainage minier acide? Réaction naturelle àune perturbation du milieu Oxydation atmosphérique (H 2 O, O 2 ) des minéraux sulfurés exposés qui vont générer de l acidité; Implication de bactéries (comme catalyseur) Sulfures d intérêts: pyrite (FeS 2 ) & pyrrhotite (FeS) Si l acidité générée est > capacité de neutralisation (carbonates) il résulte un drainage acide (pouvant inclure une lixiviation métallique) Problématique environnementale majeure de l industrie minière (métaux et charbon) aujourd hui. 3 maxxamanalytique.com
Objectifs du programme d analyse Évaluer ou Prédire le potentiel de drainage chimique Capacité à générer de l acidité Capacité à neutraliser l acidité Déterminer les propriétés et les procédés influents Prédire les changements temporels du drainage chimique DMA = f (Physique Chimique Microbiologie Minéralogique Hydrogéologique) Perméabilité Porosité PGA PN Cinétique Bactéries Taille des particules Type de minéraux Précipitation Température 4 maxxamanalytique.com
Composantes du programme d analyse 1. Préparation de l échantillon 2. Caractérisation Géochimie et Minéralogie 3. Tests statiques 1. Bilan acide base 2. Production d acidité nette 3. Analyse des composantes solubles 4. Tests cinétiques 1. Cellules d humidités 2. Tests «sur mesure» 5 maxxamanalytique.com
Échantillonnage & Préparation des échantillons Échantillonnage: «Action de fournir un échantillon, de taille suffisante pour le test, qui soit complètement représentatif du milieu sous tous les aspects» Description / Préparation / Stockage des échantillons souvent négligées Méthodes convenables: Broyeurs / Diviseurs 6 maxxamanalytique.com
Composantes du programme d analyse 1. Préparation de l échantillon 2. Caractérisation Géochimie et Minéralogie 3. Tests statiques 1. Bilan acide base 2. Production d acidité nette 3. Analyse des composantes solubles 4. Tests cinétiques 1. Cellules d humidités 2. Tests «sur mesure» 7 maxxamanalytique.com
Caractérisation Granulométrie / Géochimie Granulométrie influence la réactivité des minéraux, le mouvement de l eau etc. Détermination de la minéralogie par: Diffraction des rayons X (XRD) Microscope optique Microscope à balayage électronique (SEM) Détermination de la composition: Concentration totale ou quasi totale en métaux ICP ou Fluorescence des rayons X (XRF) Identifier & quantifier la composition minéralogique, mode de minéralisation & liaisons entre les minéraux présents 8 maxxamanalytique.com
Analyse des métaux par ICP CRC MS I N T R O D U C T I O N SOURCE D IONISATION Production d ions dans un plasma Avantages: H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba L Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra A Rf Db Sg Bh Hs Mt Lanthanides Actinides CELLULE À COLLISION Élimination des interférences polyatomiques Large balayage de m/z (6 à 238 uma) Réduction des interférences Faibles limites de détection (ppb) Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Sous vide QUADRUPOLE Séparation des ions selon leur rapport m/z DÉTECTEUR Mesure du courant ionique pour chaque rapport m/z E N R E G I S T R E M E N T 9 maxxamanalytique.com
Composantes du programme d analyse 1. Préparation de l échantillon 2. Caractérisation Géochimie et Minéralogie 3. Tests statiques 1. Bilan acide base 2. Production d acidité nette 3. Analyse des composantes solubles 4. Tests cinétiques 1. Cellules d humidités 2. Tests «sur mesure» 10 maxxamanalytique.com
Composantes des tests statiques Bilan acide base (ABA) avec ou sans spéciation du S Test de production d acidité nette (NAG) Extractions aqueuses 11 maxxamanalytique.com
Tests statiques Bilan Acide Base (ABA) Plusieurs approches existent mais le principe reste le même : Déterminer le potentiel de génération d acide Déterminer le potentiel de neutralisation brut Calculer le potentiel de neutralisation net par différence ABA inclut généralement : ph de la pâte, minéralogie, analyses élémentaires et la spéciation du S 1. Total S = Sulfate S + Sulfure S (spéciation partielle) 2. Total S = Sulfate S + Sulfure S + org. S (spéciation complète) Choisir la méthode selon la minéralogie 12 maxxamanalytique.com
Tests statiques Production d acidité nette Un seul test NAG (SANAG) ph& mesure de l acidité NAG séquentiel SANAG répété sur les mêmes solides NAG cinétique = SANAG mais ph, T, EC = f(t) Courbe des caractéristiques de la neutralisation ph = f (Vol. acide) 13 maxxamanalytique.com
Tests statiques Extractions àl eau MEND Shakeflask Extraction 1:3 S:L 24h <9.5 mm TCLP (EPA 1311) SPLP (EPA 1312) 1:20 S:L 18h <9.5 mm Meteoric Water Mobility Procedure 1:1 S:L 24h <5cm 14 maxxamanalytique.com
Composantes du programme d analyse 1. Préparation de l échantillon 2. Caractérisation Géochimie et Minéralogie 3. Tests statiques 1. Bilan acide base 2. Production d acidité nette 3. Analyse des composantes solubles 4. Tests cinétiques 1. Cellules d humidités 2. Tests «sur mesure» 15 maxxamanalytique.com
Tests cinétiques Tests sur cellules humides 16 maxxamanalytique.com Cycles d air sec (3j.), d air humide (3j.) et d eau (1j.) Étude d érosion àlong terme (>6 mois) qui génère des échantillons aqueux hebdomadaires Examen de la réduction du PN, de l oxydation des sulfures et des cinétiques de lixiviation. Analyses: ph, Conductivité, Acidité, Alcalinité, Sulfates, Métaux, Solides totaux dissous, Anions etc. Mesure des débits de drainage
Tests cinétiques «sur mesure» Tests de lixiviation sur colonne pour simuler des conditions subaériennes ou subaquatiques Conditions variables des tests: aérobie, anoxie, température réduite etc. 17 maxxamanalytique.com
Conclusions Résumé non exhaustif des méthodes disponibles Tests sur site, tests cinétiques avec des bactéries etc. Nombreuses méthodes disponibles Terminologies abondantes Chaque site est différent et unique Importance de connaître vos besoins et les objectifs de l étude 18 maxxamanalytique.com
Ressources http://www.abandoned mines.org/mend e.htm (Prediction Manual for Drainage Chemistry from Sulphidic Geologic Materials; MEND Report 1.20.1, Dec 2009) http://technology.infomine.com/enviromine/ard/home.htm http://maxxam.ca/services/acid rock drainage Tim O Hearn à tohearn@maxxam.ca Julien Rachou à jrachou@maxxam.ca (514 318 7236) 19 maxxamanalytique.com
Questions?