Historiquement, les résidus étaient éliminés de la manière la plus pratique, par exemple dans l’eau courante en aval ou dans les drains. En raison de préoccupations au sujet de ces sédiments dans l’eau et d’autres problèmes, des bassins de résidus ont été utilisés. Le défi de la durabilité dans la gestion des résidus et des stériles consiste à éliminer les matériaux de manière à ce qu’ils soient inertes ou, sinon, stables et contenus, à minimiser les apports en eau et en énergie et l’empreinte de surface des déchets et à rechercher d’autres utilisations.
Barrages à résidus mineuxmodifier
Délimité par des retenues (un barrage est un barrage), ces barrages utilisent généralement des » matériaux locaux », y compris les résidus eux-mêmes, et peuvent être considérés comme des barrages en remblai. Traditionnellement, la seule option pour le stockage des résidus était de traiter une boue de résidus. Cette suspension est un flux dilué des solides de résidus dans l’eau qui a été envoyé à la zone de stockage des résidus. Le concepteur de résidus modernes propose une gamme de produits de résidus parmi lesquels choisir en fonction de la quantité d’eau retirée de la suspension avant son rejet. L’élimination de l’eau peut non seulement créer un meilleur système de stockage dans certains cas (par exemple, l’empilement à sec, voir ci-dessous), mais peut également aider à la récupération de l’eau, ce qui est un problème majeur car de nombreuses mines se trouvent dans des régions arides. Toutefois, dans une description des retenues de résidus en 1994, l’EPA des États-Unis a déclaré que les méthodes d’assèchement peuvent être d’un coût prohibitif, sauf dans des circonstances particulières. Le stockage subaquatique des résidus a également été utilisé.
Les bassins de résidus sont des zones de résidus miniers refusés où les déchets d’origine hydrique sont pompés dans un étang pour permettre la sédimentation (c’est-à-dire la séparation) des solides de l’eau. L’étang est généralement mis en fourrière avec un barrage, connu sous le nom de retenues à résidus ou de barrages à résidus. On estimait en 2000 qu’il y avait environ 3 500 bassins de rétention de résidus actifs dans le monde. L’eau emmagasinée présente un certain avantage car elle réduit au minimum le transport de résidus fins par le vent dans des zones peuplées où les produits chimiques toxiques pourraient être potentiellement dangereux pour la santé humaine; cependant, il est également nocif pour l’environnement. Les étangs de résidus sont souvent quelque peu dangereux parce qu’ils attirent des animaux sauvages tels que la sauvagine ou le caribou, car ils semblent être un étang naturel, mais ils peuvent être très toxiques et nocifs pour la santé de ces animaux. Les bassins de résidus sont utilisés pour stocker les déchets issus de la séparation des minéraux des roches ou de la boue produite par l’exploitation des sables bitumineux. Les résidus sont parfois mélangés à d’autres matériaux tels que la bentonite pour former une suspension plus épaisse qui ralentit la libération de l’eau impactée dans l’environnement.
Il existe de nombreux sous-ensembles différents de cette méthode, y compris les bassins de retenue de vallée, les digues annulaires, les bassins de retenue dans la fosse et les fosses spécialement creusées. Le plus commun est l’étang de la vallée, qui profite de la dépression topographique naturelle dans le sol. De grands barrages en terre peuvent être construits puis remplis avec les résidus. Les mines à ciel ouvert épuisées peuvent être remplies de résidus. Dans tous les cas, il faut tenir dûment compte de la contamination de la nappe phréatique sous-jacente, entre autres questions. L’assèchement est une partie importante du stockage en étang, car les résidus sont ajoutés à l’installation de stockage, l’eau est évacuée – généralement en s’écoulant dans des structures de tour de décantation. L’eau évacuée peut ainsi être réutilisée dans le cycle de traitement. Une fois qu’une installation de stockage est remplie et terminée, la surface peut être recouverte de terre végétale et la végétalisation commence. Cependant, à moins d’utiliser une méthode de capsulage non perméable, l’eau qui s’infiltre dans l’installation de stockage devra être continuellement pompée dans le futur.
Résidus collésmodifier
Les résidus collés sont une modification des méthodes conventionnelles d’élimination des résidus (stockage en étang). Les boues de résidus conventionnels sont composées d’un faible pourcentage de solides et d’une teneur en eau relativement élevée (allant normalement de 20% à 60% de solides pour la plupart des mines de roches dures) et lorsqu’elles sont déposées dans le bassin de résidus, les solides et les liquides se séparent. Dans les résidus pâteux, le pourcentage de solides dans la suspension de résidus est augmenté grâce à l’utilisation d’épaississants pâteux pour produire un produit où la séparation minimale de l’eau et des solides se produit et où le matériau est déposé dans une zone de stockage sous forme de pâte (avec une consistance ressemblant un peu au dentifrice). Les résidus pâteux ont l’avantage que plus d’eau est recyclée dans l’usine de traitement et, par conséquent, le processus est plus économe en eau que les résidus conventionnels et le risque d’infiltration est plus faible. Cependant, le coût de l’épaississement est généralement plus élevé que pour les résidus classiques et les coûts de pompage de la pâte sont également normalement plus élevés que pour les résidus classiques car des pompes volumétriques sont normalement nécessaires pour transporter les résidus de l’usine de traitement vers la zone de stockage. Les résidus de pâte sont utilisés dans plusieurs endroits du monde, notamment le barrage de Sunrise en Australie occidentale et la mine d’or de Bulyanhulu en Tanzanie.
Empilagemodifier
Les résidus ne doivent pas être stockés dans des étangs ni envoyés sous forme de boues dans les océans, les rivières ou les ruisseaux. On utilise de plus en plus la pratique de l’assèchement des résidus à l’aide de filtres à vide ou à pression afin que les résidus puissent ensuite être empilés. Cela permet d’économiser de l’eau, ce qui réduit potentiellement les impacts sur l’environnement en termes de réduction des taux d’infiltration potentiels, de l’espace utilisé, laisse les résidus dans un arrangement dense et stable et élimine la responsabilité à long terme que les étangs laissent une fois l’extraction terminée. Cependant, bien qu’il y ait des avantages potentiels à sécher les résidus empilés, ces systèmes sont souvent coûteux en raison de l’augmentation du coût en capital pour l’achat et l’installation des systèmes de filtration et de l’augmentation des coûts d’exploitation (consommation d’électricité généralement associée et consommables tels que les tissus filtrants) de ces systèmes.
Stockage dans des travaux souterrainsmodifier
Alors que l’élimination dans des fosses à ciel ouvert épuisées est généralement une opération simple, l’élimination dans des vides souterrains est plus complexe. Une approche moderne courante consiste à mélanger une certaine quantité de résidus avec des agrégats de déchets et du ciment, créant ainsi un produit qui peut être utilisé pour remblayer les vides et les chantiers souterrains. Un terme commun pour cela est HDPF – Remplissage de pâte Haute Densité. Cependant, il présente de nombreux autres avantages – non seulement environnementaux, mais il peut augmenter considérablement la stabilité des excavations souterraines en fournissant un moyen de transmettre le stress au sol à travers les vides – plutôt que d’avoir à les contourner – ce qui peut provoquer des événements sismiques induits par l’exploitation minière comme celui subi précédemment lors de la catastrophe de la mine de Beaconsfield.
Résidus fluviauxmodifier
Habituellement appelé RDT – Élimination des résidus fluviaux. Dans la plupart des environnements, ce n’est pas une pratique particulièrement respectueuse de l’environnement, elle a connu une utilisation significative dans le passé, entraînant des dommages environnementaux aussi spectaculaires que ceux causés par la Mount Lyell Mining and Railway Company en Tasmanie à la rivière King, ou l’empoisonnement de la mine de Panguna sur l’île de Bougainville, qui a conduit à des troubles civils à grande échelle sur l’île et à la fermeture définitive de la mine.
En 2005, seules trois mines exploitées par des sociétés internationales continuaient d’utiliser l’immersion en rivière: La mine Ok Tedi, la mine Grasberg et la mine Porgera, toutes sur la Nouvelle-Guinée. Cette méthode est utilisée dans ces cas en raison de l’activité sismique et des dangers de glissements de terrain qui rendent les autres méthodes d’élimination impraticables et dangereuses.
Résidus sous-Marinmodifier
Communément appelé STD (Immersion de Résidus sous-marins) ou DSTD (Immersion de Résidus en Haute Mer). Les résidus peuvent être acheminés à l’aide d’un pipeline puis évacués de manière à éventuellement descendre dans les profondeurs. Pratiquement, ce n’est pas une méthode idéale, car la proximité des profondeurs hors étagère est rare. Lorsque la MST est utilisée, la profondeur de rejet est souvent ce qui serait considéré comme peu profond, et des dommages importants au fond marin peuvent en résulter en raison de la couverture par le produit des résidus. Il est également essentiel de contrôler la densité et la température du produit résiduel, pour éviter qu’il ne se déplace sur de longues distances, voire ne flotte à la surface.
Cette méthode est utilisée par la mine d’or de l’île de Lihir; son élimination des déchets a été considérée par les écologistes comme très dommageable, tandis que les propriétaires affirment qu’elle n’est pas nocive.
Phytostabilisationmodifier
La phytostabilisation est une forme de phytoremédiation qui utilise des plantes hyperaccumulatrices pour la stabilisation et le confinement à long terme des résidus, en séquestrant les polluants dans le sol près des racines. La présence de la plante peut réduire l’érosion éolienne, ou les racines de la plante peuvent empêcher l’érosion hydrique, immobiliser les métaux par adsorption ou accumulation, et fournir une zone autour des racines où les métaux peuvent précipiter et se stabiliser. Les polluants deviennent moins biodisponibles et l’exposition du bétail, de la faune et de l’homme est réduite. Cette approche peut être particulièrement utile dans les environnements secs, soumis à la dispersion du vent et de l’eau.
Méthodes différentesdit
Des efforts et des recherches considérables continuent d’être déployés pour découvrir et affiner de meilleures méthodes d’élimination des résidus. La recherche à la mine d’or de Porgera se concentre sur le développement d’une méthode de combinaison de produits de résidus avec des stériles grossiers et des boues résiduaires pour créer un produit qui peut être stocké à la surface dans des décharges ou des stocks de déchets d’apparence générique. Cela permettrait de cesser l’utilisation actuelle de l’élimination riveraine. Un travail considérable reste à faire. Cependant, la cogestion a été mise en œuvre avec succès par plusieurs concepteurs, dont AMEC, par exemple, à la mine Elkview en Colombie-Britannique.