Travaux antérieurs sur les stériles de la mine tio

La mine Tio 

La mine Tio est une propriété de la compagnie QIT – Fer et titane Inc., une filiale de la compagnie Rio Tinto. Elle est située à 43 km au nord-est de la ville de Havre-Saint-Pierre, dans la région de la Côte-Nord, au Québec (Canada) .La compagnie y exploite un gisement d’hématite-ilménite (Fe2 0 3 et FeTi03 respectivement), communément appelé hémo-ilménite, par des opérations à ciel ouvert et ce, depuis 1950. Il s’agit du plus important gisement d’ihnénite massive au monde, avec des perspectives d’exploitation pour les 50 prochaines années.

Dans le minerai, l’ilménite et l’hématite se trouvent associés en exsolution , Après son extraction, le minerai est concassé sur le site de la mine avant d’être acheminé par train au port de la ville de Havre-Saint-Pierre, où il est chargé sur un navire minéralier en direction du complexe minéralurgique de Sorel-Tracy , pour y être transformé en bioxyde de titane, en fonte en gueuse, en acier de haute qualité et en poudres métalliques. La teneur de coupure fut de 72% d’hémo-ilménite jusqu’en 2008, si bien qu’à des teneurs plus faibles, le mélange hémoilménite et anorthosite est considéré non économique et envoyé dans les haldes à stériles. La teneur de coupure est de 82% depuis 2008.

Géologiquement, le gisement Tio consiste en une large bande d’hémo-ilménite encaissée dans un complexe anorthositique. Les stériles sont composés en majorité de gangue anorthositique et de minerai d’hémo-ilménite. Les principaux minéraux composant les stériles sont donc l’hémo-ilménite et l ‘anorthosite (plagioclase calcique proche de la labradorite; Pepin, 2009), mais on trouve aussi du chlorite, micas, pyroxènes, sulfures et spinelle dans les stériles en faibles proportions (de l’état de traces à quelques %). La production annuelle de stériles est d’environ 3,5 millions de tonnes, pour un total d’environ 72 millions de tonnes de stériles produits depuis l’ouverture de la mine. Les stériles sont déposés par camion sur une des 3 haldes à stériles majeures de la mine Tio, soit Puyjalon, Léo et Petit-Pas, ainsi que sur une halde secondaire McCloskey.

Le drainage minier émanant de certaines des haldes de la mine Tio contient des teneurs en Ni dépassant les valeurs prescrites dans la nouvelle Directive 019, qui est de 0,50 mg/L (QITQ:tvfP, 2005; QIT, 2007; Rio Tinto, 2008).

Études antétieures sur le DNC de la mine Tio

Plusieurs travaux se sont penchés sur la problématique du DNC en Ni à la mine Tio avant et parallèlement à la mise en marche du présent projet; la prochaine section se veut une revue de ces travaux.

Essai en plateforme expérimentale (Roche, 2004)

Un essai en plateforme expérimentale a été effectué par le CRIQ (Roche, 2004), consistant à soumettre les stériles à des conditions d’altération naturelles de surface semblables à celles auxquelles sont smnnises les stériles dans les haldes de la mine Tio, sm ùne période de près de 450 joms. Aucune information quant à la masse et au type de stériles (frais ou altéré, riche ou pauvre en hémo-ilménite) soumis à l’essai n’ est disponible.

Essais en cellule humide et mini-cellule d’altération (Bussière et aL, 2005) 

Un échantillon de 2 kg de stériles de la mine Tio a été soumis à un essai en cellule humide (ASTM D5744-96). L’échantillon de stériles soumis à la cellule humide contient environ 60 % d’hémo-ilménite et 0,34% de soufre sous forme de sulfures. On y remarque notamment que le pH là aussi demeure près de la neutralité pour la période de l ‘essai. On constate que des sulfates sont produits durant tout l ‘essai à des teneurs variant entre 5 et 20 mg/L, alors que le Ni demeure à des valeurs près de la limite de détection de la méthode utilisée (0,004 mg/L). Les concentrations en Ca (5-10 mg/L), Si (2-6 mg/L) et K (0-5 mg/L) dans les lixiviats de la cellule humide démontrent que des silicates réagissent pour neutraliser l ‘acide généré par l’oxydation des sulfures.

Il appert donc que l’essai en cellule humide a été incapable de reproduire des teneurs en Ni telles que celles observées sur le terrain à l’échelle des haldes à stériles de la mine, ni celles de l’essai en cellule expérimentale de terrain du CRIQ. Afin d’accentuer les réponses géochimiques, les sulfures de l’échantillon de stérile ont été concentrés par flottation et soumis à un essai en mini-cellule d’altération. Cela a été réalisé avec la prémisse que le Ni est associé aux sulfures dans la minéralisation de la mine Tio. Le rejet de flottation (stérile désulfuré) fut aussi soumis à un essai en mini-cellule d’altération en parallèle. L’essai en mini-cellule d’altération est équivalent à un essai en cellule humide à petite échelle nécessitant environ 67 g d’échantillon, au lieu des 2 kg nécessaires à la mise en place d’une cellule humide. Les réponses géochimiques de ces 2 typès de tests sont du même ordre (Villeneuve et a[, 2003; Villeneuve, 2004).

Les résultats en termes de pH et de concentration ponctuelle en métaux obtenus dans les lixiviats de la mini-cellule d’altération sur le concentré de sulfures sont présentés am Figures 2.7a et 2.7b respectivement. On y remarque que le pH est devenu acide après environ 100 jours, et que les teneurs en métau.x ont augmenté significativement au même moment pour atteindre plus de 1 0 mg!L de Ni, 6 mg!L de Cu, 2 à 4 mg/L de Co et Zn et 0,25 mg!L de Fe. Ces résultats démontrent que les sulfures des stériles de la mine Tio sont responsables de la génération de ces éléments dans les stériles de la mine Tio.