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Lixiviation bactérienne d'un terril de gisement sulfureux à l'aide d'un bioréacteur à ascension pneumatique (BAP): Étude de faisabilité technique.

Barrette, Louis-Marie (1991). Lixiviation bactérienne d'un terril de gisement sulfureux à l'aide d'un bioréacteur à ascension pneumatique (BAP): Étude de faisabilité technique. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 334 p.

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Résumé

Au Québec, il se rejette annuellement plus de 140 millions de tonnes de résidus miniers dans l'environnement. Le volume de ces rejets se situe en première place parmi ceux engendrés par notre société moderne. La nature physique et chimique des terrils est principalement déterminée par les types de mines et de gisements et par certaines phases minières reliées à l'étape de production du gisement. La flottation, qui est l'une des méthodes de concentration les plus employées, produit, à elle seule, près de la moitié des rejets miniers. Les propriétés chimiques des terrils se caractérisent par une teneur élevée en sulfures et en oxydes de même que par la présence en concentration élevée de métaux traces; une granulométrie, variant du silt au sable, une absence de structure et une perméabilité variable sont les principales propriétés physiques des parcs à résidus miniers. Le choix du mode de disposition des terrils demeure un aspect important de la gestion des résidus miniers. Ce mode de disposition détermine le degré de contamination des substances toxiques sur les écosystèmes en place. En effet, les apports de solides en suspension, d'eaux de drainage acides et de métaux traces dissous subissent l'influence de nombreux processus d'étalement. Conséquemment, ces apports interagissent avec le milieu naturel et créent ainsi des perturbations environnementales non négligeables en causant des déséquilibres écologiques aux divers écosystèmes inhérents et adjacents à ces dépôts. Cette contamination affecte donc, localement et en région, les milieux hydriques, terrestres et souterrains de la biosphère. En vue de minimiser les impacts environnementaux issus de cette pollution, plusieurs techniques de stabilisation des terrils ainsi que des techniques de neutralisation des eaux de drainage acides ont été élaborées. Certaines d'entre elles demeurent peu concluantes à long terme tandis que d'autres, toujours en vigueur, nécessitent une surveillance et un entretien continuels. Une revue de littérature axée sur les processus d'extraction biohydrométallurgique montre que la lixiviation bactérienne est apte à solubiliser les composés réduits de soufre et de métaux Plusieurs études démontrent l'emploi, de plus en plus courant, de bioréacteurs, notamment le bioréacteur à ascension pneumatique. Une étude fut donc envisagée en vue de neutraliser les composantes toxiques et acidifiantes de ces rejets. Des résidus miniers, issus d'un terril de gisement sulfureux, furent inoculés avec une culture mixte de thiobacilles (Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans) dans un bioréacteur à ascension pneumatique (BAP) d'un volume de 30 L. Ce milieu fut soumis à des expériences à l'échelle de laboratoire à 20°C. Sept essais, dont trois opérés en mode cuvée d'une durée de 16, 27 et 40 jours et quatre, en mode continu pour des temps de séjour (t₈) de 3, 5 et 7 jours, furent effectués avec des densités de pulpe de 10% et de 20%. L'efficacité fut confirmée pour un temps de séjour de 7 jours par l'enlèvement de 80% du Zn, 55% du Fe, 48% du Cu, 46% du Co et 37% du Ni. En extrapolant les pourcentages de solubilisation de 20°C à 35°C selon l'équation d'Arrhénius, il semble possible d'extraire un pourcentage très élevé des métaux présents dans les résidus et parallèlement d'oxyder les composés inorganiques réduits de soufre. Sans pour autant aborder le côté économique de ces résultats préliminaires, il en ressort que cette approche semble valable comme solution de rechange en regard des mesures de mitigation actuelles.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Couillard, Denis
Mots-clés libres: lixiviation bactérienne; terril minier; gisement sulfureux; bioréacteur; contamination; environnement; mine; métaux; pulpe; résidus miniers
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 04 juin 2013 19:58
Dernière modification: 09 nov. 2015 18:33
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1360

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