Réinventer le rôle de l’eau et des déchets dans l’exploitation minière
Le traitement du minerai requiert de grandes quantités d’eau et est responsable de plus de 90 % de la masse du flux de déchets générés. Il est indispensable de réduire l’utilisation non responsable de l’eau, notamment en la faisant circuler pour la réutiliser, tout en diminuant le volume des résidus miniers par une meilleure valorisation des déchets. Le consortium ITERAMS, financé par l’UE, a entrepris de développer une validation de principe pour des opérations minières plus respectueuses de l’environnement et plus économiques, en Europe et dans le reste du monde. Le projet visait à rentabiliser le recyclage de l’eau et à valoriser les résidus miniers en transformant les matériaux résiduels en ciment géopolymère destiné à des usages divers tels que le remblayage et le revêtement. «Cela permettra de réduire les coûts et d’augmenter les revenus, en particulier pour les petites mines», explique Päivi Kinnunen, coordinatrice du projet. «Recycler l’eau et utiliser les déchets miniers comme produits de valeur dans les géopolymères permettra de minimiser l’empreinte environnementale globale et d’améliorer les performances et l’image de l’industrie minière.»
Analyse des résidus miniers dans trois pays
Les chercheurs de l’ITERAMS ont collecté et analysé des échantillons d’eau et de résidus provenant de trois mines en Finlande, au Portugal et en Afrique du Sud. Ils ont choisi ces mines car elles présentent diverses conditions saisonnières et hydrogéologiques, telles que la température et la disponibilité, ou la rareté de l’eau douce et traitée. Les membres de l’équipe ont effectué une analyse des données sur l’eau, modélisé des systèmes hydriques, développé des mesures en temps réel et en ligne pour l’eau des mines et amélioré les méthodes de traitement de l’eau. Ils ont eu recours à des analyses en ligne pour détecter les matières premières de faible qualité qui peuvent ensuite être retirées afin d’améliorer les performances de flottation des matériaux. ITERAMS a développé différentes approches de production de géopolymères à partir des échantillons de résidus.
Économiser l’eau et valoriser les déchets miniers
Les partenaires du projet ont développé différentes technologies de traitement de l’eau, notamment des résines échangeuses d’ions, la filtration par polissage, l’électrocoagulation et la flottation à air dissous. Ils ont fait appel à la modélisation mathématique pour trouver les meilleures approches expérimentales permettant de créer des circuits d’eau fermés. L’équipe a développé des capteurs électrochimiques en ligne et en continu qui peuvent différencier les ions tels que les ions calcium, sulfate et thiosulfate pour réaliser des mesures de la qualité de l’eau. Les chercheurs ont utilisé l’analyse microbiologique pour démontrer l’importance de la gestion des microorganismes dans les usines de flottation. «Les évaluations de la durabilité et des points chauds ont confirmé que l’utilisation de l’eau et la fermeture des cycles de l’eau constituent les principales préoccupations urgentes dans le secteur minier, ce qui renforce la pertinence du projet ITERAMS», explique Päivi Kinnunen. «L’un des principaux objectifs du projet est de collecter toutes les informations et de développer un protocole de recyclage de l’eau pour les sites miniers, et ce protocole est actuellement en cours d’élaboration.» Les connaissances générées par le projet seront déterminantes pour aider les sociétés minières à mener leurs activités de manière plus viable sur le plan économique et plus respectueuse de l’environnement.
Mots‑clés
ITERAMS, eau, exploitation minière, résidus, déchets, géopolymères, recyclage de l’eau, traitement de l’eau
