Conférence sur les minéraux durables ’16

Il s’agissait de la quatrième d’une série de conférences précédemment connues sous le nom de Sustainability, Resource Conservation and Recycling (SRCR), et se tenait au St. Michael’s Hotel Falmouth, Cornwall, Royaume-Uni, immédiatement après Biohydromet ’16 au même endroit. L’événement de deux jours a été parrainé par Genesys International, Zeiss et Outotec, avec les partenaires médiatiques Industrial Minerals et International Mining. Le consultant MEI était le professeur Markus Reuter, directeur du Helmholtz Institute Freiberg for Resource Technology, Allemagne. Il y avait 48 délégués de 15 pays.

Il y avait un conférencier d’honneur très éminent pour commencer la conférence. Le professeur Robin Batterham, professeur d’ingénierie Kernot à l’Université de Melbourne, était, jusqu’à récemment, scientifique en chef du groupe, Rio Tinto Ltd, président de l’Académie australienne des sciences technologiques et de l’ingénierie et président du groupe d’experts de l’Agence internationale de l’énergie sur la science pour l’énergie.. Il a été scientifique en chef auprès du gouvernement fédéral australien de 1999 à 2005. Son discours d’ouverture La mine du futur – encore plus durablea montré à quel point la durabilité est quelque chose qui est toujours important mais pas nécessairement facile à progresser. Sa présentation reflétait son propre parcours de développement durable de nombreuses années en mettant l’accent sur les changements massifs observés dans l’industrie minière. Malgré tous les progrès, beaucoup considéreraient l’exploitation minière durable comme une impossibilité et cette question a été abordée de front. Il a souligné que nous aurons besoin de l’exploitation minière pendant au moins les 50 prochaines années afin que nous puissions être aussi durables que possible. Les réalités sont que le passage à des niveaux plus élevés de durabilité nécessite un leadership dévoué, une compréhension des quatre piliers de la durabilité et, fait intéressant, une volonté de prendre des risques et d’innover. Il a conclu en disant que l’exploitation minière à l’avenir serait très différente de celle d’aujourd’hui, et dans une large mesure invisible, avec une utilisation accrue de la lixiviation in situ d’un large éventail de minéraux.

Malgré le ralentissement économique de l’industrie minière, les innovations technologiques et les technologies émergentes sont de plus en plus disponibles pour l’analyse minéralogique et texturale rapide d’échantillons de roche et de carottes de forage. Une identification minéralogique précise et une documentation systématique peuvent améliorer la connaissance des gisements tout au long de la chaîne minière. Dès les premiers stades de la vie de la mine, une identification minéralogique précise peut également améliorer la caractérisation environnementale qui utilise traditionnellement une gamme d’essais chimiques humides pour prédire la génération d’acide et la neutralisation de l’acide. Une meilleure compréhension de la minéralogie du minerai et de la gangue permet une prédiction précise des caractéristiques géoenvironnementales des futurs déchets.

Petrolab Ltd est un sponsor de la prochaine conférence de MEI, Process Mineralogy ’17, et Chris Brough a montré comment l’analyse de libération par minéralogie environnementale automatisée peut être utilisée dans la simulation de l’altération accélérée, afin de prédire, via un travail de test de cellule d’humidité, le long- comportement à terme des futurs déchets miniers.

L’efficacité des ressources est un concept politique qui vise à maximiser l’approvisionnement en matières premières pouvant être tirées d’une ressource minérale avec une production minimale de déchets. Il est devenu l’un des principaux concepts politiques permettant un développement responsable dans le secteur minier. Sebastian Spuerk, de l’Université RWTH d’Aachen, en Allemagne, a introduit une nouvelle méthode d’évaluation multicritères de l’efficacité des ressources dans les opérations minières et des mesures qui prennent en compte les intensités de consommation des terres, de l’eau, de l’énergie et des gisements minéraux. Ces intensités de ressources ont été évaluées pour plus de 20 grandes mines de cuivre.

Theo Henckens, de l’Université d’Utrecht, aux Pays-Bas, a demandé si la croissance continue de l’utilisation des métaux était durable à long terme. Il a conclu que l’extraction de huit minerais métalliques devrait être réduite de plus de 50% par rapport au taux d’extraction actuel afin d’être durable.

L’héritage minier est souvent dominé par les grandes installations de gestion des déchets et leur impact environnemental associé: métaux lourds et fuites d’acide via le drainage minier acide. Fait intéressant, la toxicité de cette fuite est en partie due à la présence de métaux précieux dans les dépôts de déchets et cet article montre qu’il n’y a qu’une ligne mince entre les déchets et le minerai. Eleonore Lebre du Sustainable Minerals Institute, Université du Queensland, Australie, a discuté des pratiques durables dans la gestion des déchets miniers, en mettant l’accent sur la prévention.

L’industrie de transformation du charbon en Afrique du Sud produit chaque année d’importants tonnages de déchets ultrafins, ce qui pose un risque de pollution locale et représente une perte de ressources en charbon. Sue Harrison, de l’Université de Cape Town (UCT), a présenté une évaluation de la performance environnementale de la flottation par mousse pour la récupération du charbon et l’élimination du soufre des déchets de charbon fin.

Le drainage rocheux acide pose un risque environnemental grave, contribuant au caractère non durable des activités minières. Alors que la quantification du risque du «pire cas» pour la génération d’acide est relativement rapide et peu coûteuse, l’étude du délai d’apparition de la génération d’acide et du potentiel de déport des métaux et de niveaux de salinité élevés nécessite des durées expérimentales prolongées de plusieurs mois à plusieurs années. Dans un autre article de l’Université du Cap, Alex Opitz a décrit une étude mettant en évidence l’efficacité de l’utilisation de tests séquentiels de géochimie d’extraction chimique pour identifier les éléments délétères dans un échantillon de déchets d’or qui présentent un risque potentiel pour l’environnement. En outre, la fusion des résultats des tests avec la minéralogie détaillée des échantillons permet d’identifier les minéraux hôtes et les conditions potentielles dans lesquelles le risque environnemental identifié peut être réalisé. La capacité d’obtenir ces informations sur une courte période éclairera le développement de stratégies d’atténuation et de traitement de la DRA.

Le consultant de conférence Markus Reuter, de l’Institut Helmholtz pour la technologie des ressources, en Allemagne, a discuté de la manière dont l’UE a récemment adopté un ambitieux paquet d’économie circulaire (EC). Ce plan CE couvre l’ensemble du cycle de la production et de la consommation à la gestion des déchets et au marché des matières premières secondaires. Le plan d’action vise à «boucler la boucle» des cycles de vie des produits grâce à un recyclage et une réutilisation accrus, et envisage d’apporter des avantages tant pour l’environnement que pour l’économie. Le recyclage est au cœur du système CE. En fin de compte, tous les produits devront être recyclés à leur fin de vie (EoL). Pour ces raisons, trouver des moyens de maximiser la récupération des matériaux des produits EoL tout en réduisant l’empreinte environnementale de notre existence collective et donc en réduisant les émissions de gaz à effet de serre est une priorité vitale pour un CE.

Sue Harrison, de l’Université du Cap, a exploré les possibilités d’applications liées au sol des déchets de traitement du charbon fin en Afrique du Sud, où l’on estime que l’industrie de transformation du charbon produit plus de 14 Mt / an de déchets de charbon fin. Alors que la société évolue vers une économie circulaire avec un cycle de ressources fermé, l’importance de la réutilisation et de la réutilisation des déchets de grand volume est de plus en plus reconnue, et elle a discuté des applications potentielles des déchets de charbon fin comme matière première pour les sols construits ou comme additif aux sols existants dans le contexte sud-africain.

Les éléments de terres rares sont utilisés dans une gamme de technologies d’énergie renouvelable, des éoliennes aux batteries, catalyseurs et voitures électriques, améliorant les performances et l’efficacité de ces technologies. Il existe une gamme de paramètres géologiques qui peuvent former des gisements économiques d’éléments de terres rares, et ceux-ci ont des propriétés très variables. À ce jour, il existe peu de données quantitatives comparant la performance environnementale de ces gisements pendant les étapes d’exploration, de construction et d’exploitation, jusqu’à la valorisation physique et chimique et les étapes de traitement. Robert Pell, de l’Université d’Exeter, au Royaume-Uni, a montré comment une approche d’analyse du cycle de vie permet une comparaison directe entre les types de gisements à chaque étape du cycle de vie, mettant en évidence les différences et indiquant si l’approvisionnement en éléments de terres rares à partir de certains types de gisements est intrinsèquement plus écologique.

Bien que les ressources minérales ne soient pas explicitement mentionnées dans les objectifs de développement durable (ODD) des Nations Unies, elles sont importantes pour soutenir de nombreuses cibles. Les minéraux sont essentiels au développement durable, à la fois en tant que fournisseurs de l’infrastructure matérielle de la société et en tant que secteur important de l’économie dans de nombreux pays riches en ressources. Ben McLellan, de l’Université de Kyoto, au Japon, a examiné les besoins historiques et futurs en minéraux et leurs implications pour le développement durable dans des scénarios qui visent à atteindre les cibles des ODD.

Genesys International est un leader de l’industrie dans le développement et la fabrication de produits chimiques antitartre et de nettoyage spéciaux pour les systèmes de membranes d’osmose inverse, de nanofiltration et d’ultrafiltration. La technologie des membranes est devenue largement utilisée dans diverses industries ces dernières années, mais a été lente à être adoptée dans l’industrie minière toujours conservatrice. L’un des principaux avantages de la technologie des membranes est qu’elle fonctionne sans ajout de produits chimiques et avec une consommation d’énergie relativement faible. Stephen Chesters de Genesys a identifié plus de 300 mines susceptibles d’utiliser la technologie des membranes. Il y a 61 usines à membranes opérationnelles et 51 d’entre elles ont été mises en service au cours des dix dernières années, dont 65% dans des mines d’or et de cuivre. Dans les mines de métaux précieux, les eaux usées peuvent être concentrées à l’aide d’une usine à membrane afin de récupérer des métaux supplémentaires à partir de la liqueur stérile. Le drainage minier acide est de plus en plus traité, puis réutilisé ou envoyé hors site comme approvisionnement en eau potable pour les communautés environnantes.

Le drainage minier acide (DMLA) est souvent traité à l’aide d’un traitement à la chaux active, qui génère une quantité importante de boues contenant principalement des précipités d’hydroxyde métallique, du gypse et de la chaux n’ayant pas réagi. Des travaux antérieurs ont montré que les boues peuvent avoir des propriétés géotechniques et géochimiques intéressantes, à utiliser, en combinaison avec un sol limoneux, comme partie de couvertures (barrières à oxygène) pour empêcher la génération de DMLA à partir des stériles et des bassins de résidus. Isabelle Demers, de l’Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Canada, a montré que la réutilisation des boues peut réduire le volume de sol naturel nécessaire à la remise en état du site et que le mélange sol-boues est une barrière efficace contre l’oxygène.

La deuxième journée a commencé avec Mike Battersby de Maelgwyn Mineral Services, un directeur de la Coalition for Eco-Efficient Comminution (CEEC), qui a prononcé un discours liminaire. Le traitement des minerais consomme jusqu’à 50% de l’énergie électrique sur un site minier et une utilisation d’énergie optimisée est cruciale pour un traitement durable des minerais. Le CEEC a lancé une étude mondiale pour comparer la consommation d’énergie de broyage sur différents sites miniers, garantissant l’anonymat de ces données détaillées et jusque-là non documentées spécifiques aux mines. L’énergie de broyage par unité de métal produite est étalonnée et présentée sous une forme graphique similaire à une courbe de coût. La courbe d’énergie met en évidence les avantages d’une utilisation efficace de l’énergie en tant que réduction des coûts en déplaçant «le long de la courbe» vers des régimes de fonctionnement plus rentables. L’application des courbes à la durabilité dans le traitement des minéraux a été présentée dans cette conférence, ainsi que des études de cas.

À Kvalsund, dans le nord de la Norvège, un permis pour l’élimination des résidus miniers sous-marins dans le fjord, Repparfjorden a récemment été délivré pour une mine de cuivre dont l’exploitation est prévue à partir de 2019. Une mine de cuivre était active dans la même zone dans les années 1970 et a également déposé des résidus miniers dans le fjord. Des enquêtes sur la liaison des métaux dans les résidus miniers historiques et nouveaux (produits à partir du substratum rocheux de la région) ont été entreprises dans une étude décrite par Kristine Pedersen d’Akvaplan-niva AS, Norvège, qui indique qu’il existe un potentiel pour extraire plus de Cu du nouveaux résidus miniers.

Comme la DMLA est un problème environnemental si grave, Guzide Kalyoncu Erguler de la Direction générale de la recherche minérale et de l’exploration, Turquie, a fait valoir que, afin de fournir des données représentatives suffisantes pour développer des techniques de restauration, ce processus géochimique dépendant du temps devrait être étudié sur la base de la cinétique. des principes.

Les réactions d’oxydation de certains mélanges de minéraux sulfurés peuvent générer un auto-échauffement qui, s’il n’est pas contrôlé, peut entraîner des perturbations sur le lieu de travail, la création d’environnements dangereux et un risque potentiel pour les infrastructures et la sécurité humaine. Réduire ou retarder efficacement le processus d’oxydation est une approche pour faire face à ces risques. Frank Rosenblum, de l’Université McGill, Canada, a discuté d’une étude qui s’est concentrée sur l’identification et le test des traitements chimiques qui ont le potentiel de supprimer ou de bloquer les réactions chimiques qui conduisent à l’auto-échauffement.

Le mouvement des matières premières peut être l’une des tâches les plus difficiles de l’exploitation minière à ciel ouvert, le transport par camion représentant le facteur le plus important des coûts miniers et entraînant d’importantes émissions de gaz à effet de serre (GES). Dans une étude présentée par Tobias Braun de l’Université RWTH Aachen, en Allemagne, les méthodes de transport des matériaux en vrac dans les mines à ciel ouvert de roches dures allemandes ont été étudiées. Les résultats ont montré que 90% des opérations utilisent des méthodes de transport par camion, le reste reposant en partie ou entièrement sur des systèmes à convoyeurs continus. L’installation de convoyeurs continus par rapport aux camions représente une réelle alternative en raison de la réduction du poids mort, de la sécurité accrue, de la réduction des émissions de GES et, dans de nombreux cas, même de la réduction des coûts. Ainsi, des substitutions technologiques durables existent pour le transport en fosse dans les carrières qui n’ont pas encore été adoptées par l’industrie allemande des carrières.

Les scories produites à partir de la fusion du cuivre sont siliceuses contenant des métaux précieux tels que Cu et Fe ainsi que des éléments délétères tels que As et Sb. Courtney Young, de Montana Tech, USA, a décrit un processus de récupération carbothermique qui a été développé pour séparer les objets de valeur des silicates, produisant ainsi des produits à valeur ajoutée et réduisant simultanément les préoccupations environnementales.

Le minerai de la mine Raglan est traité pour l’enrichissement du Ni en utilisant le processus de flottation. Le concentrateur produit des résidus générateurs d’acide contenant de la pyrrhotite étroitement couplée à une gangue serpentine. Les résidus sont filtrés avant dépôt en surface dans le but d’intégrer le matériau dans le pergélisol. Mostafa Benzaazoua de l’Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Canada, a montré comment la désulfuration partielle des résidus totaux produits à l’extrémité du circuit a été étudiée pour évaluer l’option d’utiliser un matériau désulfuré comme composant d’une couverture pour contrôler la génération de DMLA. L’efficacité de la couverture a fait l’objet d’une des présentations d’affiches associées à la conférence.

L’industrie minière est globalement critiquée pour la production de grandes quantités de déchets solides souvent avec un impact environnemental potentiel. Yassine Taha, de l’Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Canada, a présenté le premier article de la session finale, avec une étude sur le recyclage en briques d’argile de différents types de déchets miniers, provenant des industries de traitement de la calamine, du charbon et des phosphates.

L’eau de procédé des usines de traitement des minéraux peut contenir une quantité importante d’ions métalliques dissous, qui peuvent être recyclées en tant qu’eau de procédé ou rejetées dans l’environnement en tant qu’effluent. S’ils sont rejetés dans l’environnement, ils peuvent causer des problèmes importants pour la flore et la faune locales. Hao Ma, de l’Université McGill, Canada, a décrit une méthode d’élimination des ions métalliques des systèmes aqueux qui a suscité un intérêt considérable au cours des dernières années, la technique de la membrane liquide en émulsion, qui incorpore l’extraction au solvant et le stripping.

L’exploitation aurifère a occupé une place prépondérante dans l’économie sud-africaine pendant plus de 120 ans et sa baisse de la production et son épuisement imminent des ressources ont entraîné de graves problèmes environnementaux. La perturbation des terres pour permettre l’extraction de minéraux précieux a provoqué des effets secondaires de pollution hydrologique tels que la DMLA. Palesa Diale, de l’Université du Witwatersrand, a montré que le fer (Fe (II)) s’est avéré être le métal lourd dissous le plus dominant dans le bassin ouest du Witwatersrand, où a lieu une importante extraction d’or. L’élimination efficace du Fe (II) sera importante pour contrôler les courants d’eau contaminant la DMLA qui en découlent. Les microalgues indigènes constituent une solution d’assainissement potentielle à long terme, durable et respectueuse de l’environnement, en raison de son influence significative sur la DMLA. Il peut non seulement éliminer activement les métaux lourds toxiques des cours d’eau contaminés et améliorer ses niveaux de pH, mais il ne se forme pas non plus de boue non toxique. L’étude a donc examiné l’efficacité de l’utilisation de microalgues vertes immobilisées (Desmodesmus sp.) En mettant l’accent sur le mécanisme, l’équilibre et la cinétique pour éliminer le Fe (II) des solutions aqueuses.

Les stratégies d’assainissement les plus courantes du drainage rocheux acide (DRA) aboutissent à la neutralisation des eaux usées, à la précipitation de la majorité des métaux lourds et à la réduction de la charge en sulfate. Cependant, la concentration résiduelle en sulfate dépasse toujours les spécifications de rejet. Dans un autre article d’Afrique du Sud, Rob Huddy, de l’Université du Cap, a discuté du processus de réduction biologique des sulfates en tant qu’option alternative et potentiellement plus durable pour réduire la charge élevée en sulfate, précipiter les métaux lourds et neutraliser les effluents ARD traités.

On espère que Sustainable Minerals ’18 se tiendra à Windhoek, en Namibie, en juin 2018 en conjonction avec Biohydromet ’18.

Les projets de documents de la conférence sont disponibles auprès de MEI et les auteurs ont été invités à soumettre leurs documents finaux à Minerals Engineering, pour un numéro spécial sur les minéraux durables qui sera publié au début de l’année prochaine.