Upload
caroline-granger
View
103
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Prédiction du potentiel de génération d’acide à l’aide d’essai en cellule humide modifiée :
Dispositif expérimental
Directeur : Mostafa BENZAAZOUA Codirecteur : Bruno BUSSIERE
Eau
Stériles RésidusSulfurés
OxydationAccéléré par bactéries
Oxygène
Les effluents miniers sont caractérisés par : - un pH bas - des Métaux en solution: Fe, Zn, Cu, Cd, Pb, Co, Ni, As, Al, Mn - [SO4] et autres anions élevées.
Drainage Minier Acide
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 10 20 30 40 50
PN (k
g Ca
CO3/
t)
PA (kg CaCO3/t)
PN/PA = 3 PN/PA = 1
Non générateur Zone
d'incertitude
Générateur
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 10 20 30 40 50
PN (k
g Ca
CO3/
t)
PA (kg CaCO3/t)
PN-PA = 20
PN-PA = -20
Générateur
Zoned'incertitude
Non générateur
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 10 20 30 40 50
PN (k
g Ca
CO3/
t)
PA (kg CaCO3/t)
PN/PA = 3 PN/PA = 1
Non générateur Zone
d'incertitude
Générateur
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 10 20 30 40 50
PN (k
g Ca
CO3/
t)
PA (kg CaCO3/t)
PN-PA = 20
PN-PA = -20
Générateur
Zoned'incertitude
Non générateur
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 10 20 30 40 50
PN (k
g Ca
CO3/
t)
PA (kg CaCO3/t)
PN/PA = 3 PN/PA = 1PN-PA = 20
PN-PA = -20
Générateur
Zone d'incertitude
Non générateur
Non générateur
Zone d'incertitude
Générateur
Morin et Hutt (1994) Ferguson et Morin (1991)
Tests statiques :
Prédiction du DMA
Font le bilan entre la production de l’acidité et sa neutralisation
Importance de la prédiction
100 à 250 M$/ha
Coûts de restauration
10 à 25 M$/ha
mois
1234567891011121 jour
Essai cinétique
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 10 20 30 40 50
PN (k
g Ca
CO3/
t)
PA (kg CaCO3/t)
PN/PA = 3 PN/PA = 1
Non générateur Zone
d'incertitude
Générateur
Test statique
Essais cinétiques :
Essais cinétiques : définition
ils permettent de suivre la qualité des eaux de drainage sortant d’un résidu soumis a des lixiviations régulières. Ils peuvent prédire le délai de production d’acide s’il y a lieu
Rinçage H2OAir sec Air humide
Le protocole pourrait ne pas laisser suffisamment de temps aux résidus pour s’oxyder :
(ex. résidus fins avec rétention d’eau et saturation)
3j3j
1j
Le protocole standard de l’essai en cellule humide commence par un :
Essais cinétique en cellule d’humidité
0123456789
0 20 40 60 80 100 120
Temps (j)
0123456789
0 20 40 60 80 100 120020004000600080001000012000140001600018000
Entre le 21 déc 2006 et le 4 janvier 2007
Sou
fre
tota
l (m
g/L)
pH
0123456789
10
0 100 200 300 400 500 600
Temps (j)
0123456789
10
0 100 200 300 400 500 600
Temps (j)
0123456789
10
0 100 200 300 400 500 600
0123456789
10
0 100 200 300 400
pH
Cellule d’humidité
51 cycles d’une durée d’une semaine
13 cycles de 1 mois
Colonne
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 1 2 3 4 5 6 7 8
J ours
Satu
ratio
n Sr
(%)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 1 2 3 4 5 6 7 8
J-1 J-2 à 4 J-5 à 7 J-8
100%
23%
23%
100%
Pour une semaine de l’essai sous le protocole standard, on remarque :
Cas d’un rejet
drainant, ici Selbaie
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 1 2 3 4 5 6 7 8
J ours
Satu
ratio
n Sr
(%)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Cas de rejets non drainants
Selon les travaux de Gosselin M. (2007), la réactivité maximale d’un résidu se situe a environ 50% de saturation
Rinçage H2O6ème jourRinçage
On essayera de modifier le cycle des cellules humides pour maintenir le résidu dans la zone où la réactivité (Kr) du résidu est grande
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 1 2 3 4 5 6 7 8
J ours
Satu
ratio
n Sr
(%)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Optimisation
Zone de saturation optimale
Modification physique de la cellule d’humidité
Réduction de la taille
Saturation (%)
Mesure de la diffusion d’O2
CO2
un essai cinétique sous le protocole standardisé
un essai sous le protocole modifié
Pour un même résidu, on installe
Thèse de Doctorat
Prédiction Prévention
Tests statiques
Chimiques
Minéralogiques
Plante B.
Thèse de Doctorat
Prédiction Prévention
Tests statiques Essai cinétique Amendement
Cellule d’humiditéChimiques
MinéralogiquesColonnes Perméamètres
Plante B. Villeneuve M.
AnhydriteCKD
Diffusion O2 Infiltration H2O
Selbaie Manitou
AnhydriteCKD
20%PN =1,5x PA
20% 20%20%
12%12%
témoin
Duplicata
20% 3 cm
Étude géochimique en colonne
PN=PA
Perméamètre modifié pour mesurer simultanément :
La perméabilité
La diffusion de l’oxyène.
Étude de la conductivité et de la réactivité au perméamètre
… merci de votre attention
à suivre …
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Pyrite Calcite Dolomite chlorite Muscovite quartz
Pro
po
rtio
ns
mas
siq
ues
des
min
érau
x (w
%)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Pyrite chlorite Albite Muscovite quartz Gypse
Prop
orti
ons
mas
siqu
es d
es m
inér
aux
(w%
)
Sulfures 3,5% carbonates 2,5%
Silicates 94%
Manitou
Selbaie
Sulfures 20%
Silicates 77%
Gypse 3%
Résidus miniers
0
10
20
30
40
50
60
quartz
Calcite
Dolomitech
aux
C3S3H
C2S
Anhydrit
e
GoethitePr
opor
tions
mas
siqu
es d
es m
inér
aux
(w%
)Matériaux alcalins
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Anhydrite Gypse Fluorine
Prop
ortio
ns m
assi
ques
des
min
érau
x (w
%)
CKD
Anhydrite
Carbonates 63 %
Liants 26 %
Anhydrite 6 %Quartz 4 %
Anhydrite 86 %
Fluorine 14 %