Mines - exploitationcontamination

Qui s’occupent des mines?

• Le géologue: cherche les zones propices à la minéralisation:– En fonction des types de roches déjà cartographiées;– En fonction des connaissances génétiques des divers

minéraux (métaux de base et métaux précieux);– En fonction de la connaissance des zones volcaniques et

sédimentaires:• Ex. Vald’Or se situe sur une faille à la limite du Pré-Cambrien

(intrusives) et des métamorphiques du Cambrien;– Ils déterminent les teneurs probables – possibles-

présumées.

Qui s’occupent des mines?• Les ingénieurs géologues et les géologues de mines:

– Déterminent précisément les zones d’exploitation (rentables);– Cartographie de la minéralisation (SIG et autres logiciels

spécialisés - Promine);– Conçoivent le mode d’exploitation;– Préparent les plans des puits;– Font exécuter des travaux préparatoires pour définir la séquence

de production pour obtenir le concentré;– Font exécuter des travaux de chimie minérale pour compléter le

raffinage – pureté finale du métal;– Déterminent les méthodes qui seront les plus compatibles avec les

règles environnementales (MDDEP).

Trouver les zones propices – exemples

• Levés de radiation – uranium ou zones granitiques

• Levés d’anomalies magnétiques – présence de Fe – Ni

• Prélèvements géochimiques de sols– traînées laissées par les glaciers;

• Géochimies de ruisseaux et de lacs – érosion provenant de l’amont.

Vie d’une mine

Réhabilitation planifiée

De la découverte des indices jusqu’à l’exploitationLe temps est de 6 à 15 ans

Durée de vie d’une mine est de 12 à 25 ansMais…On peut allonger sa vie par des découvertes…

Inventaire minérale- avant l’exploitation

6

Inventaire minéral

Potentiel minéral non découvert Ressources

minérales présumées

Spéculatif Hypothétique

Erreur d'estimation (marge d'erreur cibles des estimations des tonnages et des teneurs - niveau de confiance de 90%

100%

Investissement ModéréInvestissements multiples mais croissants

Risque FaibleRisques très élevés mais décroissants d'échecs et de pertes financières

Cycle des risques inhérents à la découverte et l’exploitation d’un gisement

RESSOURCES MINÉRALES DÉLIMITÉES RÉSERVES MINÉRALES

INDIQUÉE INDIQUÉE ET MESURÉE PROUVÉES ET PROBABLES

±50% Indiquée = 50 à ±30%Mesurée = 20 à ±10 %

Prouvée(±10 % = faisabilité± 5% = exploitation)

Respect intégral des normes et des règlements

Investissement multiple plus important et croissant Investissement industriel très

important

Risque d’échec élevé mais croissant Risque industriel – modéré à bas

7

Références : Vallée et Bouchard, MODÈLE GÉNÉRAL DU DÉVELOPPEMENT ET DE L’EXPLOITATION DES RESSOURCES MINÉRALES - Annuaire des minéraux du Canada, page 2, 2001.

Révision faite en 2008 voir questionnaire selon les catégories d’informations requises par Stat. Canada

Dépenses pour l’environnement

Étapes Nouveau site minier à

développer(2000)

Sur un site minier

existant (2000)

Nouveau site minier à

développer(2001)

Sur un site minier

existant (2001)

Exploration 92,1% 7,9 % 86 % 3,1 %

Mise en valeurs du gisement

95,8 % 4,2 % 98,5 % 5,2 %

Exploitation et mise en valeur du gisement

95 % 5 % 90,9 % 9,1 5

Aménagement du complexe minier

- 32,9 % - 59,7 % Restauration incluse

Grand Total (M$)

3 702,7 4 173,1 4 191,7 4 645,6

8Références : Tiré de Exploration, mise en valeur du gisement et aménagement du complexe minier au Canada dans annuaire du Canada, 2001, page 321. Ressources Naturelles Canada

Le pourcentage est fonction des coûts totaux des dépenses annuelles de chacune des étapes. Les coûts environnementaux apparaissent à chaque étape de l’aménagement du complexe minier.

Réserves – diverses Mine LaRondeOr

(g/tonne)Argent

(g/tonne)Cuivre

(%)Zinc(%)

Plomb(%)

Tonnes(milliers)

Onces d’or(milliers)

Réserves prouvées 2,36 55,17 0,26 2,78 0,32 4 838 366

Réserves probables 4,63 23,99 0,28 0,90 0,07 29 892 4 452

Réserves prouvées et probables

4,32 28,33 0,27 1,16 0,10 34 729 4 818

Ressources indiquées 1,89 23,96 0,12 1,36 0,13 6 933 421

Ressources présumées 3,72 12,24 0,27 0,48 0,05 11 526 1 377

EXPLOITATION

http://www.agnico-eagle.com/French/Notre-Entreprise/Mines-en-exploitation/LaRondeMine/Geologie-et-mineralisation/default.aspx

Mine souterraine

Vidéo d’exploitation souterraine

Profondeur peut atteindre 2 kilomètres dans la région de Val d’or

Mine à ciel ouvert

Mine d’uranium à ciel ouvert Saskatchewan à 12%

Schéma d’exploitation

Minerais sous diverses formesOr Uranium

Sulfure de zinc et de cuivre

Avec l’or il y a quasi toujours As.Les sulfures contiennent souvent du Fe (pyrite).Et dans la pyrite, on trouve souvent de l’or.

uraninite

Types de minerais • Sulfures de Cu, de Zn, de Pb, de Ni ou de Hg…• Minéraux accessoires : sulfures de fer et Fe-As

(arsénopyrite), sulfures de Cd, et polymétalliques;• Al et Fe sont très souvent sous forme hydroxydes (latérite

– bauxite);• Uranium sous forme d’oxydes, de carbonatites, ou de

sulfates comme le V, Ba, Co, As, Cr, Ni;• Or natif avec inclusion d’argent ou de platine, tungstène

(quartzite, latérite, sulfures mixtes);• Terres rares Monazite : (Ce,La,Nd,Th)PO4 ,argiles.

Teneur d’or

• Goldex : 2,2g/T• LaRonde: 4,3g/T• LAPA : 8,3g/T

http://www.agnico-eagle.com/French/Notre-Entreprise/Reserves-et-Ressources/default.aspx

Quelle quantité de roche faut-il excaver, broyer et traiter pour fabriquer cette chevalière?

Si on extrait l’or de la mine LAPA , on broie et déplace 890 kg de roche aurifère;Si le métal provient de la mine Goldex, il faudra déplace 3,36T de roche.

Chevalière pour homme en or 18 carats

ou 7,40 g d’or.

Teneur – base de la richesse d’un gisement

• Une certaine quantité de métal extractible détermine la rentabilité d’une mine;

• En Saskatchewan, les mines d’uranium contiennent de 10 à 20g/t de U;

• L’exploitation dépend d’une méthode efficace et la moins chère possible permet d’extraire tout le métal présent;

• Causes : grains trop fins, trop grande mixité des métaux, grains (or) inclus dans un grains de Quartz trop petit pour être broyé.

Déterminer une teneur

Pourcentage contenu dans une carotte de forage – Selon les types de roches interceptée.

Séparation minéraux et gangue

• Par gravité: concentration du minerai de fer et l'or, mais aussi pour le tungstène, le tantale et le niobium – concentration aussi de minéraux conne les sulfures.

• Par séparation magnétique : minerai de fer des résidus minéraux, extraire la magnétite (oxyde de fer) et la pyrrhotite (sulfure de fer) de minerais de métaux communs avant la flottation et récupérer la magnétite dans les concentrés de cuivre.

• Flottation : minerais de métaux communs bien qu'il soit aussi utilisé dans les opérations de procédés pour l'uranium et l'or – introduction de fines bulles qui soulèvent jusqu’à la surface les minéraux identifiés - séparation entre hydrophile et hydrophobes.

Équipements – taille

http://concasseurinfo.fr/page/2

Équipements

Procédé extraction Or

Récupération du métal• Cyanuration : or – formation d’un complexe

AuCN – récupération par charbon activé ou poussière de Zn;

• Lixiviation à l’acide sulfurique: uranium et de cuivre – récupération par échange ionique ou par solvant;

• Grillage des sulfures (oxydation exothermique) qui permet la préparation de l’acide sulfurique et la récupération du Zn et du Pb (exemple batteries récupérées)

Extraction de l’or du concentré• Broyage du minerais concassé durant 50h/ 80 t de minerais;• Ajout de solution de cyanure de K à la pâte + chaux (CaOH2)• But: éviter la formation d’acide cyanhydrique qui est mortelle –

maintenir pH >9,5;• S’il reste de l’or, on arrose le résidu avec une plus grande

quantité de solution ou encore en trempe la pâte dans des bassins;

• Au contact de la poudre de zinc ou de charbon activé la solution cyanuré est adsorbée, l'or est récupéré par précipitation de la liqueur. Ce liquide en ensuite mis en électrolyse pour récupérer l'or.

• Certains produits de substitution sont maintenant disponibles:

Cyanure et métaux

Cyanures totaux

Complexes stables avec Fe

WADCyanures (weak)instables

Complexes instables et Modérément stables des métaux suivants: Ag, Cd, Cu, Hg, Ni et Zn- métaux libérés à pH de 4,7

Cyanure libreCN-

HCN

http://www.infomine.com/publications/docs/Botz1999.pdf

Plusieurs métaux sont complexés par CN.L’or et platine ainsi que le fer sont les plus stables.La formation d’acide cyanhydrique HCN (acide prussique) – odeur d’amandes

Équilibre anions CN et molécule HCN - pH

mortel sécuritaire

L’acide cyanhydrique se fixe sur le Fe du sang….à la place de l’oxygène.

Procédétraitement du Cyanure

Cyanure de ferdestruction

Cyanures instables

(WAD)destruction

Application pour boues

Application pour solution

SO3/Air Ú Ú Ú ÚH2O2 Ú Ú ÚAcide de CaroH2SO5

Ú ÚChloruration Ú Ú ÚPrécipitation du fer

Ú Ú Ú ÚCharbon activé Ú Ú ÚBiologique Ú Ú Ú

Récupération de Cyanure

Ú Ú ÚAtténuation naturelle

Ú Ú Ú Ú

Stockage de résidus • Haldes de stériles – terrils

– Résidus secs avec peu ou pas de minerai donc inexploitable• Étangs de sédimentation ou d’oxydation

– Eaux de traitement miniers – extraction – Boues ou pulpes - suite au traitement d’extraction– Oxydation dans le cas de CN donnant azote et oxyde de

carbone• Effluents

– Eaux usées parfois chargée de CN ou de métaux lourds résiduels qui doivent impérativement être traitées avant le rejet – (loi sur les pêches – fédérale)

Problème principal DMA- sulfures

• DMA = drainage minier acide– Les sulfures produisent de l’acide sulfurique;– Source principal : les pyrites (sulfure de fer);– Sources secondaires: les sulfures de minerai trop fins

pour l’extraction (<250µm);– La finesse des grains = haute surface spécifique:

• Ex. : balles de pingpong dans un seau Vs balles de ballon panier = résultat: le panier est plein mais le contour des objets est beaucoup plus élevé pour les balles de pingpong;

– Eau de pluie pénètre les haldes et draine la solution acide sous les tas d’où le besoin de géotextile.

Actions à prendre - solides• Envoyer autant de résidus dans les anciens puits de

mines;• Procéder à une 2e extraction de résidus fins qui

contiennent encore des métaux (or)– Nécessite un procédé différent à cause de la finesse des grains

• Stockage dans des sites à fond de toile géotextile imperméable et très résistante - – Recouvrir de sols - de calcaire – de boues de désencrage pour

créer une couche meuble permettant l’ensemencement de graminées qui stabilisent

– Éviter les éboulements, le contact avec les eaux des environs

Problèmes liés aux produits fins

• Poussières dans l’air de moins de 10µm sont réglementées - Danger pulmonaire

• Tout le travail se fait donc dans l’eau pour abattre la poussière

• Problèmes : les fines s’écoulent dans les ruisseaux, les lacs et rivières – Problème chimique– Problème de luminosité

• D’où la réglementation environnementale des poussières fines.

Solutions pour l’air

Contaminants• Éléments volatils: As, Hg (CN)• Éléments volatilisés par les traitements

thermiques: C, S, N, V, Se, Pb, Zn,Solutions Captage électrostatique des gaz directement à la cheminée par lavage et abattement des boues – fixation habituellement par du sulfate de Ca, de la chaux ou encapsulation dans le ciment.

Loi sur les effluents des mines de métaux

C.P. 2002-987 6 juin 2002 de la Loi sur les pêches (Canada)

Substance nocive Concentration moyenne

mensuelle maximale permise Concentration maximale permise

dans un échantillon composite Concentration maximale permise dans un échantillon instantané

Arsenic 0,50 mg/L 0,75 mg/L 1,00 mg/L Cuivre 0,30 mg/L 0,45 mg/L 0,60 mg/L

Cyanure 1,00 mg/L 1,50 mg/L 2,00 mg/L Plomb 0,20 mg/L 0,30 mg/L 0,40 mg/L Nickel 0,50 mg/L 0,75 mg/L 1,00 mg/L Zinc 0,50 mg/L 0,75 mg/L 1,00 mg/L

Total des solides en suspension

15,00 mg/L 22,50 mg/L 30,00 mg/L

34

Limites permises pour certaines substances nocives et fréquence de

prélèvement des effluents miniers – directive 019 Industrie minière (Québec)

http://www.minalliance.ca/fr/industrie-minerale?gclid=CJOsz_Xd1a4CFcsAQAodAUJGdg

environnement http://www.minalliance.ca/industrie-minerale/environnement/01/fr

http://www.minalliance.ca/industrie-minerale/videos/04/fr

Traitement des gaz de la poussière et des eaux

Exemples sur vidéos de transformation des équipements miniers pour réduire au maximum les contaminations.Préventions plutôt que traitements.

DIVERS MÉTAUX EXPLOITÉS

Ressources mondiales d’uranium identifiées - 2010

37

Grade supérieur (Canada) - 20% U 200,000 ppm U

Minerai de Haut-grade - 2% U, 20,000 ppm U

Minerai de grade inférieur - 0.1% U, 1,000 ppm U

Minerai très faible* (Namibia) - 0.01% U 100 ppm U

Granite 3-5 ppm URoche sédimentaire 2-3 ppm U

Croute terrestre continentale (av) 2.8 ppm U

Eau de mer 0.003 ppm UPpm = part. par million

http://www.world-nuclear.org/info/inf02.html

Sources d’uranium

Uranium - Saskatchewan• Depuis 1950 – découverte;• 1953 – extraction minière à ciel ouvert;• Brannerite : (U 4+,REE,Th,Ca)(Ti,Fe 3+,Nb) 2 (O,OH) ;• Pechblende : UO2;• Teneur 18% (Cigar Lake) 20% de UO2 à McArthur River;• On congèle le minerai et on l’abat à partir de tunnels au-dessus et

en-dessous;• Grande sécurité obligatoire en conséquence de la radioactivité

mais aussi de grande teneur minérale des mines;• Toxicité de l’uranium particulaire égale au Pb: Uranium 2,0 mg/L

ou 1kBec/kg - (limites à 70mg/kg de poids corporel ou 16.3mg/g de rein);

• Exploitation actuelle par : Areva , Cameco.

Uranium –usages civil et militaire• U est un élément radioactif naturel qui dispose de deux

isotopes utilisés: le U-238 et le U-235;• Seul l'isotope 235, est intéressant pour les centrales

thermiques et pour la fabrication d'une bombe;• U235 est fissile mais naturellement est en proportion

trop faible (0,7%) pour des fins militaires – d’où enrichissement par centrifugeuse (Iran);

• Le taux requis pour les nouvelles centrales thermiques est de 4 à 5% d’isotope 235;

• Pour le militaire il est de plus de 90% pour une utilisation militaire, mais à 20% il est déjà de qualité militaire.

Le recyclage annuel de U2O8 provenant des armements équivaut à 10 600tonnes = 13% des besoins requis pour les centrales thermiques.

Prix 2011 US$Uranium: 8.9 kg U3O8 x $146 $1300

Conversion: 7.5 kg U x $13 $98

Enrichment: 7.3 SWU x $155 $ 1132

Fuel fabrication: per kg $ 240

Total, approx: $ 2770

Courbe des prix de U2O8

Le plomb – mal aimé

• Tout matériel de protection contre la radiation:– Tablier de radiologistes dans les hôpitaux;– Blouson du patient chez le dentistes;– Blindage des zone de manipulation de radium-

potassium radioactifs - produits pour soins contre les tumeurs cancéreuses;

• Provient de zones de sulfures.

Fer et ilménite – Côte-Nord

Mont-Wright Étapes: sautage, concassage et concentreurpar gravité.

Port-Cartier : usine de boulettage,• Enrichissement• Broyage• Filtration• Ajout d’additifs et mélange• Agglomération• Tamisage• Cuisson

Acier – Acelor-MittalIlménite – QIT –Fer et titane du Québec

Exploitation de fer Rio-Tinto

Procédé IOC1. Forage2. Dynamitage3. Excavation4. Chargement du train automatique5. Concassage6. Broyeurs humides7. Cyclones primaires8. Spirales principales9. Séparateurs Sala10. Séparateurs magnétiques11. Tamis12. Spirales secondaires13. Épaississeur de 60’14. Réservoir de filtrage15. Silo – Concentré (spirales)16. Silo – Flux17. Silo – Coke18. Broyeurs19. Broyeurs20. Broyeurs21. Réservoir de coke22. Réservoir de flottation23. Réservoir de flux24. Épaississeurs de 150’25. Réservoir de filtrage26. Filtres no 1 à 2627. Tambours de bouletage no 1 à 2628. Fours no 1 à 629. Tamis30. Empilement des boulettes31. Fines32. Trémie33. Déversement des wagons34. Entassage / Stockage35. Récupération par pelle à godets36. Acheminement par convoyeurs 37. Chargement des navires

3736

35 34

33

32

3130

29

2827

26

25 24

23 22

21

20

171615

14

13

121011

9

8

765

4321

1918

Titane – TiO2

Nickel

Procédés d’extraction des sulfures de nickel

Technologie Pall (Australie) : 360kg d'acide sulfurique chauffé à 250°C sous 4,5 atm sont nécessaires par tonne de minerai broyé. Les métaux sont ensuite récupérés par précipitation ou raffinage.

Procédé Mond : procédé d'extraction du nickel par calcination volatilisante (action du monoxyde de carbone produisant du nickel tétra carbonyle Ni(CO)4). ce gaz est de composition Ni(CO)4 c'est-à-dire le tétra carbonyle de nickel qui se décompose à haute température en nickel et en monoxyde de carbone.

Répartition des débouchés par secteur d'utilisation en 2003 Source : Secrétariat de la CNUCED d'après les données statistiques du Groupe d'étude international sur le nickel

Production canadienne

Mine Raglan au 62e parallèle

• concentrateur, • une centrale d’électricité, • un complexe administratif et résidentiel, • une source d’approvisionnement en eau

douce et une usine de traitement des eaux usées domestiques.

• parc de stockage de pétrole au port de Baie Déception et des réservoirs de stockage de diésel à Katinniq.

• Géologie

Trois mines souterraines qui, à elles seules, fournissent 100 % de la production totale de minerai : Mine 2, Mine 3 et Katinniq.Dans une perspective de croissance interne, Mine Raglan a amorcé les travaux visant la mise en production de la nouvelle mine Kikialik, qui signifie « là où il y a du nickel ». La mine Kikialik devrait amorcer sa production commerciale au cours de l'année 2011.Un autre projet minier d'envergure est sur la table à dessin de la compagnie : Qakimajurq, qui signifie « riche », qui pourrait entreprendre sa production au cours de l'année 2013.

Terres rares et commerce mondial2009 – La Chine vend 90% des TRRE en industries

L’utilisation des terres rares dans l’industrie de l’automobile pourrait éventuellement avoir un effet encore plus important sur la demande que l’évolution du marché de l’électronique. Par exemple, la fabrication du véhicule Prius, du constructeur automobile Toyota, nécessite de 10 à 15 kg de lanthane pour la batterie, de 1 à 2 kg de néodymium pour le moteur électrique et de petites quantités de dysprosium et de terbium pour diverses composantes. Le fabricant de véhicules Toyota voudrait doubler l’autonomie et les économies de carburants du véhicule hybride Prius. Ceci devrait se traduire par des augmentations importantes de l’utilisation de terres rares par véhicule. Le manufacturier prévoit des ventes qui pourraient atteindre trois millions de Prius par années d’ici à 2014.Mentionnons également qu’environ 0,6 à 0,9 t d’aimants aux néodymium (30 % ETR) par mégawatt sont utilisées dans les éoliennes de nouvelle génération.

Terres rares ou LanthanidesTypes de gisementsOn distingue plusieurs types de gisements de terres rares : • les gisements associés aux carbonatites; • les gisements associés aux complexes intrusifs peralcalins; • les gisements associés aux formations de fer (type fer-oxydes); • les gisements associés à des dépôts alluviaux (placers); • les gisements associés à des veines métasomatiques; • les gisements associés aux complexes intrusifs hyperalcalins.

Groupe du cérium: le lanthane, le cérium, le praséodyme, le néodyme, le prométhéum et le samarium (éléments de numéros atomiques Z = 57 à 63, ou terres cériques); Sous-groupe de l’yttrium, qui comprend l’europium, le gadolinium, le terbium, le dysprosium, l’holmium, l’erbium, le thulium, l’ytterbium et le lutécium (éléments de numéros atomiques allant de Z = 64 à 71, ou terres yttriques).

Minéraux de terres rares• Monazite : (Ce,La,Nd,Th)PO4

• Xénotime: (Yb,Y,HREE)(PO 4) et le groupe Chernovite-(Y) Y(AsO4) Pretulite Sc(PO4)- Wakefieldite-(Ce) Ce(VO 4)-- Wakefieldite-(La) La(VO4) Wakefieldite-(Nd) Nd(VO4) Wakefieldite-(Y) Y(VO4)

• Parisite-(Ce) Ca(Ce,La) 2 (CO3) 3 F- Parisite-(Nd) Ca(Nd,Ce,La) 2(CO 3) 3FNaBaC2(C34 F)- Lukechangite-(Ce) Na3 Ce2 (CO 3 )4- Zhonghuacerite-(Ce) Ba2 Ce(CO 3)3 F Kukharenkoite -(Ce) Ba2 Ce(CO 3) 3 F- Kukharenkoite-(La) Ba 2(La,Ce,Th)(CO 3) 3 F - Cebaite-(Ce) Ba 3 Ce2 (CO 3) 5 F- Cebaite-(Nd) Ba 3 (Nd,Ce) 2 (CO 3 ) - Arisite-(Ce) NaCe 2 (CO3) 3-x F- Arisite-(La) NaLa 2 (CO 3)3-x F-

• Bastnäsite: (Ce) (Ce,La)(CO3)3F 2- Bastnäsite-(La) (La,Ce)(CO3)F - Bastnäsite-(Y) (Y,Ce)(CO 3)F- Hydroxylbastnäsite-(Ce) (Ce,La)(CO 3)(OH,F)- Hydroxylbastnäsite-(Nd) (Nd,Ce,La)(CO 3)(OH,F)- Hydroxylbastnäsite-(La) (La,Nd,Ce)(CO 3)(OH,F)- Parisite-(Ce) Ca(Ce,La) 2 (CO 3) 3F Parisite-(Nd) Ca(Nd,Ce,La) 2 (CO3) 3 F - Röntgenite-(Ce) Ca2 (Ce,La) 3 (CO3)5 F- Synchysite-(Ce) Ca(Ce,La)(CO 3 )2F- Synchysite-(Nd) Ca(Nd,Y,Gd)(CO 3) 2F-

Synchysite-(Y) Ca(Y,Ce)(CO 3)2 F- Thorbastnäsite Th(Ca,Ce)(CO3)2F2.3 H2O - Bastnäsite-(Nd) Nd(CO3)F 5.- Horváthite-(Y) NaY(CO 3)F 2- Qaqarssukite-(Ce) Ba(Ce,REE)(CO 3) 2F - Huanghoite-(Ce)

Matériaux stratégiques Luminophores

Technologies futures

AMES laboratory – Rhone-Poulenc (Rhodia)

Au début de son histoire, AMES lab. a fourni de l’uranium pour le projet Manhattan.Il a continué sur cette voie en développant aussi les Terres rares.Le laboratoire a développé ses capacités de purification à partir d’oxydes . Actuellement, il produit les terres rares les plus pures au monde.

Du Terbium (Tb) et Cérium (Ce) phosphorescent produit le VERT des écrans couleur.L’Europium (Eu) produit les lumières ROUGE et BLEUE.

Après beaucoup de recherches le laboratoire a développé des aimants divers, pas toujours de haut champs magnétiques mais avec des propriétés différentes comme ceux avec des effets magnéto-électriques et magnéto-calorifiques.

Usages• Moteurs électriques légers : avec aimants de

néodyme-fer-bore (NdFeB) – 1 kilo de T-R, • Générateurs pour des turbines de grande

capacité (plusieurs centaines de kilos); • Aimants à stabilité thermique plus élevés

avec dysprosium (Dy) ou terbium (Tb);

Nd, Pr, Dy et Tb = aussi énergies vertes

Poudre des T-R

Oxydes de Terres-Rares – servent en général de traceurs pour la datation. Sens des aiguilles d’une montre: en haut au centre: praséodymium, cérium, lanthane, néodymium, samarium et gadolinium.[1]

Terre –Rare raffinage

Procédé de réduction

1- Pour le raffinage du tantale on rempli un creuset de cristaux de fluorure de calcium et lanthane purifié - dans une boîte à gants sous argon;

2-Le premier creuset de tantale est placé dans un second creuset chauffant enveloppé d’une couverture de graphite. Le tout est placé dans un four à induction;

3- Cet assemblage de creusets est placé à l’intérieur d’un tube de Silice allant à l’intérieur d’un four à induction. Le courant électrique chauffe calcium et lanthane;

4- Le matériel entre en fusion. Selon la terre rare, le fluorure de calcium et Terres rares fond totalement entre 1500 et 1800C. Le calcium se lie au fluor formant du fluorure de Ca. La terre rare se trouvant purifiée par densité. Voir le métal au fond du creuset.

Note : Gadolinium, terbium and lutétium dissolvent le tantale du creuset. Une étape supplémentaire est nécessaire pour enlever ce qui a été dissout. Ces métaux doivent être préservés de l’Oxygène…sous argon ou azote probablement.

Donc• Dans les résidus, on trouve : Ba, F, V, As, PO4, Nd, parfois U et Th;• La base minérale est CO3 ce qui fait qu’en théorie, on pourrait

dissoudre facilement l’ensemble du minéral (acide sulfurique ou chlorhydrique – Chine)

• L’opération concentration des terres rares suit;• Et la séparation des terres rares et purification de chacune =

opération finale;• Pour les luminophores, la pureté requise est de 99,999%;• Dans les téléviseurs LCD et plasma, la couleur rouge est t obtenue

à l'aide de luminophores Y2O3:Eu3+ ou (Y0,65Gd0,35)BO3:Eu3+. Le bleu est obtenu à l'aide d'europium II dans une matrice BaMgAl10O17, le vert par le terbium III dans une matrice YGdBO3.

17 métaux utilisés pour les iPod, écrans plats ou voitures électriques

Pourquoi ne pas les recyclés?

Les paysans vivant près de la décharge de 10 km2, dans le nord-ouest de la Chine, disent qu'ils ont perdu leurs dents et que leurs cheveux ont blanchi, tandis que des études ont décelé que l'eau et le sol contenaient des matières radioactives cancérigènes. Paysans sans terre!

IndiumIndium est habituellement un sous-produit mineur des concentrateurs et des raffineries de zinc métal. Le maximum produit en 2007 est de 600t avec un déclin en 2009 aux alentours de 520t. Les applications principales pour l’ indium sont l’oxyde d’étain et d’indium (ITO), des alliages à bas point de fusion et des composés pour semi-conducteurs. L’ITO qui sert dans la fabrication d’électrodes transparents pour les écrans à cristaux liquides (LCD) a été la principale source de demande des 10 dernières années: • écran ordinateurs et de télévision, • écrans de téléphones cellulaires , • lecteurs informatiques,• autres appareils portables.

Les prix ont gonflés en 2010 suite aux achats massif des fabricants japonais de LCD, jusqu’à épuisement des stocks et un prix de US$630/kg en mai 2010.

Selon les prévisions la demande d’indium croitrait à un rythme de 15% d’ici 2015, la production devrait maintenir son allure. Selon ce scénario le prix de l’indium pourrait atteindre US$850/kg en 2013.

TantaleLe tantale provient en majorité du coltan (columbite-tantalite) - (Nb et Ta) exploité illégalement en Afrique central (Congo) et vendu à bas prix aux militaires rebelles. Le marché est actuellement très bas. Le marché dépasse la demande.Cette situation politique empêche l’installation de nouveaux producteurs.

Recyclage de déchets électroniques

• Récupération dans les aimants , batteries et réfrigérant magnétiques (40% plus d’efficacité);

• Développer un procédé efficace pour récupérer les T-R des mélanges ce qui difficile pour la production métallifère;

• Modifier le procédé actuel pour l’adapter à la récupération de T-R phosphorescentes, de celles des lasers, et des matériaux optiques .

En général les déchets actuels ne contiennent pas assez de T-R pour rentabiliser la technologie.Cependant, beaucoup de fabricants d’aimant produisent des gammes d’aimants avec différentes concentrations qui pour le moment sont mélangés par soucis économie, lorsqu’ils son défectueux souvent brisés. Le potentiel de récupération augmente avec le volume de production.

Prix terres rares

Récupération?

Lithium pour les piles

Avril 2009, Canada Lithium a signé un contrat de Marketing avec Mitsui Corp pour la distribution de carbonate de lithium de qualité pour batteries au Japon, en Chine et en Corée.Comté de Lacorne, 60km au nord de Val-D'Or.

Prévisions Li ions pour batteries(p.6)

Production Li mt (p.19)

LithiumLe lithium (Li) possède des propriétés particulières qui en font un matériau de prédilection pour les systèmes de stockage énergétique que l'on trouve dans les téléphones et ordinateurs portables, ou encore pour la mobilité électrique. Il est par exemple le plus léger des métaux avec une masse volumique de 0,53g/cm3, c'est un élément très électropositif et au potentiel électrochimique élevé [1].Si les applications dans les batteries sont les plus connues, elles ne représentent d'après le US Geological Survey que

• 23% du marche du lithium, tandis que 31% de la production est utilisée dans le verre et les céramiques (résistance aux chocs thermiques).

• 9% dans des graisses lubrifiantes et 6% dans de l'aluminium.• 40% de la production annuelle de lithium pour fabriquer batteries électriques dès 2020

[3] 100 à 150 millions de vélos à assistance électrique et en produit 20 millions de plus chaque année [1];

• 5% des voitures vendues en Chine fin 2011 devraient être électriques (soit environ 600 000 par an) [4];

• Incitation du président OBAMA (E-U) à ce qu'un million de voitures électriques soit en circulation en 2014 [5].

Prix : de 2004 à 2008 juste sous US$5,500/t.http://www.roskill.com/reports/minor-and-light-metals/lithium.

Restauration d’un site minier– travaux visés

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Références : Guide et modalités de préparation du plan et exigences générales en matière de restauration des sites miniers au Québec, page 11,Ministère des ressources naturelles, 1997. suivant la loi des mines M13.1.1

• Déplacement de matériel de plus de 10 000 m3 ou 10 000 m2;• Échantillonnage de surface si plus 500 Tm;• Aménagement d’aires d’accumulation (haldes et parcs à résidus);• Tous les travaux souterrains;• Les exploitations à ciel ouvert;• Les traitements de minerais ou de résidus miniers;• Tout travail sur les matériaux accumulés;• Aménagement à l’égard des activités de fonderie.

Les travaux d’exploration et d’exploitation sont régis par la loiqu’ils soient à ciel ouvert ou souterrains. Plan de restauration à soumettre avant le début de tous les travaux.

Plan de restauration

• Méthodes de mesure et techniques d’analyse comprenant: Guide et modalités de préparation….2e version 1997

Essais de prévision statistique de génération d’acidité (PPA et PNA) : Annexe 3;Essais de prévision cinétique – méthodes suggérées.

• Méthode d’évaluation des diverses options de restauration des aires d’accumulation comprenant:

Critères de sélection et de pondération: Annexe 4Analyses comparatives des diverses méthodes de restauration envisagées.

• Requête d’échantillonnage en vrac (art. 69 loi des mines).Liste des lois et règlements à satisfaire: aménagement et environnementales, du secteur de l’énergie des forêts , de Pêche et Océan…: Annexe 6 http://www.mrn.gouv.qc.ca/publications/mines/restauration/restauration-guifrmin.pdf

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Restauration de sites 2010

Législation fédérale touchant l’exploitation minière

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Directement liées • Loi sur le ministère des Ressources

naturelles • Loi sur les levés et l’inventaire des

ressources naturelles • Loi sur les explosifs• Loi sur l’exportation et l’importation des

diamants bruts• Loi sur la Société de développement du

Cap-Breton • Loi sur le ministère des Affaires indiennes

et du Nord canadien

Basées sur l’économie :• Loi sur la taxe d’accise• Loi sur la statistique • Loi de l’impôt sur le revenu

Basées sur les enjeux environnementaux et sociaux • Loi canadienne sur l’évaluation environnementale

(LCEE)• Loi canadienne sur la protection de l’environnement,

1999• Loi sur la Convention concernant les oiseaux

migrateurs, 1994• Loi sur les espèces en péril • Loi sur les pêches• Loi sur la protection des eaux navigables• Loi sur les océans• Loi sur les aires marines nationales de conservation

du Canada• Loi sur les parcs nationaux du Canada • Projet de loi sur la gestion des ressources au Nunavut• La Loi sur le contrôle d'application de lois

environnementales (2010) – Fonds pour dommages environnementaux

• LOI SUR LES MINES (L.R.Q., c. M-13.1) modifiée par L.Q. 2004, c. 20 et 1ier août 2008.Le Ministre des Transports est chargé de l'application des dispositions de cette loi qui concernent les chemins miniers autres que secondaires: Permis d’exploration, droits du Ministre, bureaux régionaux, réservoirs souterrains, gaz, hydrocarbures, saumure. Gestion du règlement sur les produits miniers autres que les hydrocarbures, le gaz. Loi consolidée avec la loi fédérale.

• Cette loi est sur le point d’être modifiée par le projet de loi 79 déposé à l’Assemblée nationale 2 déc 2009- S. Simard, Ministre.

• Voir Consultation publique à la commission d’étude.

• LOI SUR LA SOCIÉTÉ NATIONALE DE L'AMIANTE (L.R.Q., c. S-18.2) Loi fédérale

• LOI SUR LES PÊCHESRèglement sur les effluents des mines de métauxC.P. 2002-987 6 juin 2002: rejets, résidus, résidus spéciaux, effluents et suivi, mines fermées; modification 18-10 2006 sous le titre Le règlement sur les effluents de mines et métaux. DORS/2006-239.

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Préparer l’avenir du secteur minéral québécois - 2009

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•L'accélération du développement minéral du Nord québécois; •L'optimisation du potentiel minéral des régions; •La diversification des ressources minérales exploitées. •La Création de L'Institut national des mines – éducation

• Le fonds du patrimoine minier (200M pour 10 ans) :- de réaliser des travaux afin de mieux connaître le potentiel minéral; -

d'appuyer les projets de recherche et le développement de nouvelles technologies; - de favoriser la diversification des substances exploitées au Québec; - de soutenir le développement de l'entrepreneuriat québécois

• Environnement – restauration des sites abandonnés avant 2017- Normes plus exigeantes pour l’exploitation minière

• Participation des communautés locales au développement minier

Ce projet comprend le développement du NORD

Réactions au projets de loi 79

• Barreau du Québec: pas de mécanisme pour gérer le développement des mines vs le développement durable de la forêt.

• La Fédération des municipalités du Québec : Le développement minier échappera encore aux MRC et aux municipalités…

• Les mines ont mauvaise presse…

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Loi 79 - principales modifications

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• Le Ministre a plus de pouvoir que dans la loi M13-1 entre autre pour la définition des zones interdites à l’exploration – arbitrer les conflits d’utilisations du territoire – refus pour motif d’intérêt publique – pour la conservation de la faune et protection des eskers (eau potable).

• Ouvre la porte à l’exploration et l’exploitation des fonds marins et du gaz et du pétrole.• Un concessionnaire doit aviser les propriétaires des lieux dans les 60 jours. • Personne ne peut refuser un droit de passage pour fins d’exploration.• Une fois le permis donné par le Ministère, les personne ne peut s’opposer, sous peine

d’amende, à l’exploration du territoire.• La divulgation de la présence de 0,05% ou plus d’uranium est obligatoire dans les 60

jours.• 60 jours avant la demande de bail minier, le concessionnaire doit faire une consultation

publique. • Dépôt de 70% du montant de réhabilitation par annuités lors de l’ouverture de

l’exploitation minière.• Diminution du dépôt lorsque la mine construit une unité de traitement des eaux.• Réhabilitation acceptée avec l’accord du MDDEP.

IRIS – Soutien gouvernemental à l’industrie minière - 2010

Le rôle de l’industrie minière au sein des économies canadienne et québécoise est constamment présenté comme capital dans la sphère publique. Les retombées alléguées du secteur justifieraient le maintien d’une importante structure gouvernementale d’appui à l’industrie. C’est dans cette logique que le gouvernement concède au secteur minier un soutien financier important, par l’entremise de diverses mesures fiscales et allocations de toutes sortes, et qu’il maintient de longue date un cadre juridique accommodant à son égard. Dans cette étude, l’Institut de recherche et d’informations socio-économiques (IRIS) analyse globalement les coûts et bénéfices attribuables aux secteurs canadien et québécois des mines métallifères, non seulement du point de vue économique, mais également selon une perspective environnementale et sociale. Cela dans le but de déterminer l’intérêt réel d’une telle libéralité à l’égard des régimes miniers fédéral et provincial, tant pour les contribuables que pour les collectivités concernées par les activités minières. L’Institut remet ainsi en question la pertinence du maintien d’un soutien public financier et juridique aussi substantiel pour cette industrie.

http://www.iris-recherche.qc.ca/publications/Voir 29 avril 2010

IRIS - Bilan : coûts- avantages et cadre légal

• Évaluation des impacts économiques de l’industrie des mines métallifères, selon une analyse coûts-avantages;

• Analyse des enjeux socio-économiques associés à l’emploi dans l’industrie des mines métallifères;

• Répercussions d’un cadre légal libéral dans l’industrie minière.

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IRIS – mars 2012

Le gouvernement investira entre 16,5 et 23,1 G$ et d’Hydro-Québec dans le Plan Nord atteindra47 G$ au cours des 25 prochaines années.Le retour annoncé de ces investissements, (retombées fiscales), semble relativement faible, à 14,2 G$ soit: 0,8 % du budget annuel de dépenses du gouvernement québécois. L’investissement de l’entreprise privée se limitera vraisemblablement à une somme compriseentre 9,9 et 16,5 G$ avec compensation par un taux très préférentiel sur l’électricité consommée.Développement économique régional très aléatoire, puisque l’équilibre économique du Nord sera étroitement assujetti à la valeur boursière des minerais exploités. La création d’emplois risque d’être moindre que celle annoncée et assujettie à un modèle de développement régional peu efficace.La protection efficacement 50 % du territoire sera compromis.La hausse de l’immigration (interne et externe du Québec) dans le Nord du Québec et l’augmentation des dépenses publiques et environnementales afférentes risquent d’engendrer des coûts supplémentaires de près de 6,15 G$ sur 25 ans. Au total, ces coûts non considérés, qui s’élèveront à près de 246 M$ annuellement, viendront gruger plus de 43 % des retombées fiscales annoncées.Au final, le Plan Nord, dans son montage actuel, nous exagérément favorable à l’entreprise privée en faisant porterLa plus grande part des risques aux contribuables québécois en échange de faibles retours sur leur investissement collectif.

Dépenses au chapître de l’environnement (Stat Canada - 2008)