Mining and Sustainable Development II - DTIE

Mining
Il est difficile de ne pas faire de rapprochements
entre l’existence de telles sources de pollutions et
l’observation d’une espérance de vie abrégée d’une
dizaine d’années pour les populations locales directement
concernées par rapport aux populations
vivant à quelques dizaines de kilomètres, voire
quelques kilomètres dans des zones préservées de
ces pollutions (Dzhida République Bouriate, CEI
1997 ; Kolonin et alii, 1994 – Subarnarekha Basin,
Etat de Bihar, Inde).
L’objet du présent exposé n’est certes pas de présenter
l’ensemble des problèmes environnementaux
liés aux résidus miniers, mais de montrer comment
la prise en compte des caractéristiques propres à ces
résidus peut dans un certain nombre de cas contribuer
à participer au coût de la mise en sécurité de
ces résidus. Or celle-ci apparaît aujourd’hui indispensable
dans le cadre du développement durable,
non seulement pour la préservation immédiate des
populations concernées, mais aussi pour l’acceptabilité
de la poursuite de l’activité minière, indispensable
au développement de l’humanité.
Figure 1
Schéma global des interaction eaux/roches dans un contexte minier
(d’après R. Fabriol - BRGM - 1977)
Résidus
d'extraction
Ecoulements
modifiés
Extraction
Ruissellement
Exhaure
Traitement
Résidus de traitement
Précipitations
météoriques
Décantation
Infiltration
Captage
Résidus miniers et résidus de
traitement
La plupart du temps on peut distinguer deux types
de résidus miniers :
◆ les résidus miniers proprement dits sont les
roches de teneur en éléments de valeur nulle ou
infra économique (trop faible), extraites du sol
seulement parce que leur extraction est indispensable
pour accéder au minerai lui-même, compte
tenu de la méthode minière choisie. Ces résidus se
présentent le plus souvent sous forme de blocs
rocheux, relativement peu réactifs chimiquement
et de tenue mécanique normale ; parfois il peut
s’agir de recouvrement argileux ou encore du sol
arable superficiel ;
◆ les résidus de traitement sont obtenus à l’issue du
processus d’extraction des éléments de valeur du
minerai (opération de traitement). Ils se composent
de particules relativement fines dont la taille des
plus grosses est de quelques dizaines voire de
quelques centaines de microns. Cette faible granulométrie
résulte de l’opération de broyage des
roches nécessaire aux différentes opérations d’extraction
des minerais. La plupart des procédés de traitement
se réalisant en milieu aqueux, ces résidus se
présentent fréquemment sous forme de particules
solides en suspension aqueuse. Ils sont alors souvent
très réactifs du fait de cette finesse et de leur composition
minéralogique, notamment quand la
minéralisation de valeur économique est sulfurée.
Leur tenue mécanique est fréquemment médiocre.
La principale distinction entre ces deux types de
résidus est leur granulométrie. Il en découle des
caractéristiques géotechniques et une réactivité
physico-chimique très différente qui ont un
impact important sur l’usage que l’on peut en faire.
Ainsi, les résidus ayant subi le processus de broyage
inclus dans un procédé de traitement, bénéficient
déjà d’une certaine valeur ajoutée liée à leur
finesse. Les éventuelles opérations de retraitement
ou d’extraction des valeurs résiduelles seront moins
énergivores. De même les éventuelles réutilisations
comme par exemple en produit de charge en seront
facilitées.
Différentes voies de valorisation des
résidus de l’industrie minière
La valorisation des résidus de l’industrie minière
peut se faire par différentes approches, soit en
s’efforçant, comme s’il s’agissait d’un minerai, d’en
extraire des produits marchands, soit en considérant
le résidu comme un tout valorisable dans son
ensemble, par exemple pour en faire une matière
première de travaux publics ou pour créer un sol
agronomique parfois moyennant l’ajout d’éléments
fertilisants (Cadillon M., Lancar R., 1997).
Une combinaison des deux approches est évidemment
possible : elle permet d’extraire de leur
gangue qui sera ensuite banalisée ou valorisée soit
des minéraux directement marchands comme du
charbon, soit des minéraux potentiellement polluants
comme des sulfures susceptibles de nuire à
la fois à l’utilisation en agriculture et en travaux
publics par relargage d’acide et de métaux lourds.
Cette approche bien développée en Europe occidentale,
en particulier pour les résidus de l’industrie
charbonnière (Delaume M., 1997) doit
obligatoirement prendre en compte le développement
socio-économique local et les besoins qui lui
correspondent. Par exemple, la valorisation de
matériaux pouvant servir de soubassement à des
constructions d’autoroutes ou à des parcours de
golf ou encore comme matière première industrielle
(argiles, calcaires, etc.) ne sera pas la même
dans une région où l’activité de génie civil est
dense et l’extraction de granulats réglementée et
dans une région à faible densité de population et
de développement.
Les résidus miniers ont été produits par des procédés
de traitement correspondant à l’état de l’art
existant sur le site de production au moment de
cette production. Or, les performances technicoéconomiques
des procédés de traitement se sont
améliorées avec le temps, ce qui leur a permis de
satisfaire à des contraintes plus sévères comme
l’appauvrissement des minerais traités (les minerais
les plus riches s’épuisant), ou la baisse généralisée
depuis plusieurs décennies des cours des matières
premières (Lassonde P., 1997) : il apparaît donc
normal que des techniques récentes puissent de
façon économique extraire une nouvelle quantité
de minéral de valeur d’un stérile élaboré quelques
dizaines d’années plus tôt. Parfois même il arrive
que des résidus soient retraités à plusieurs reprises
et à un intervalle de quelques années par des techniques
identiques, mais aux performances si
médiocres qu’à chaque fois ce n’est qu’une fraction
modeste du métal de valeur, mais économiquement
suffisante aux yeux de l’opérateur, qui est extraite :
on explique parfois cette nouvelle récolte par « une
régénération » avec le temps du minéral de valeur !
Procédés physiques et
physico-chimiques
Procédés gravimétriques
L’introduction des séparations par milieux denses,
basées sur une séparation dans une suspension à
base de ferrosilicium ou de magnétite de densité
intermédiaire entre les densités des deux minéraux
à séparer ne sont certes pas très récentes car elles
datent de plus d’une quarantaine d’années, mais
elles ont permis d’extraire des quantités appréciables
de charbon des résidus de traitement effectués
avec des méthodes plus rustiques et elles
gardent certainement un bon potentiel en Europe
centrale et orientale ainsi qu’en CEI (le manque de
disponibilité de pompe de qualité y interdisait leur
emploi). Ces procédés (figure 2) s’appliquent à des
particules de dimensions millimétriques ou centimétriques.
Les séparateurs centrifuges sont des équipements
relativement nouveaux. Grâce au remplacement
de la force de la pesanteur par une force
centrifuge de plusieurs dizaines voire de plusieurs
centaines de g, ils permettent la séparation de particules
fines (quelques dizaines de µm), de poids
spécifiques différents ; initialement développés
pour le traitement des minerais d’or, ils s’adressent
maintenant à de nombreux autres types de minerais
et leur futur apparaît prometteur pour l’extraction
des minéraux lourds contenus dans les
résidus (figure 3).
UNEP Industry and Environment – Special issue 2000 ◆ 79