CanmetMINES – Secteur des terres et des minéraux, RNCan

GESTION DES EAUX MINIÈRES ET DES DÉCHETS

• Développement de nouvelles membranes modifiées pour le traitement des flux d'effluents de traitement des minéraux
• Traitement des effluents miniers de sélénium (METS)

EN TRAITEMENT

• Lithium des saumures
• Séparation des éléments de terres rares par extraction par solvant assistée par électrodialyse

ADAPTATION ET ATTÉNUATION DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES

• Séquestration du dioxyde de carbone sous forme de carbonate de magnésium utilisant des résidus et des stériles à haute teneur en serpentine
• Intégration du captage net du CO2 et du processus de récupération écoénergétique du MgO à partir des résidus de chrysotile
• Évaluation de la séquestration du CO2 via le traitement du drainage minier acide
• Impacts du changement climatique sur la performance à long terme des couvertures organiques dans les résidus miniers
• Évaluation multi-omique des impacts des changements climatiques sur les écosystèmes perturbés du Nord canadien

EXAMENS DES ÉVALUATIONS DES RISQUES ÉCOSYSTÉMIQUES ET DES IMPACTS SUR L'ENVIRONNEMENT

• Élaboration d'une base de données nationale sur la qualité de l'eau pour évaluer les niveaux de référence changeants dans un climat changeant
• Poussière fugitive - Une approche recommandée pour la modélisation et la surveillance de la poussière fugitive des sites miniers actifs et abandonnés
• Développement d'une nouvelle technologie de capteur pour les contaminants et les nutriments (GRDI)
• Numérisation des données de géochimie environnementale à l'appui des permis miniers
• Recherche en génomique pour la récupération améliorée des résidus et la durabilité environnementale (GREEN TReES) – Partenariat avec le SCF
• Solubilité, répartition et toxicité des métaux pauvres en données pour l'élaboration de directives et de réglementations environnementales
• Profils sédimentaires historiques des métaux et de l'ADN environnemental pour évaluer les impacts des mines sur les écosystèmes d'eau douce.
• Processus d'examen de l'évaluation d'impact de tous les projets miniers canadiens

Le programme de recherche et de développement sur les éléments des terres rares et la chromite se concentre sur le besoin de concevoir, d’éliminer les risques et de démontrer les technologies requises pour établir ces industries et commercialiser leurs produits. De plus, des technologies seront conçues et évaluées de pair avec les conséquences environnementales, dans le but d’établir des méthodes pour minimiser les risques pour l’environnement et déterminer les méthodes de gestion appropriées.

Information additionnelle :

http://www.reechromite.ca/en/

L’IEME est une initiative pancanadienne qui vise à améliorer le rendement environnemental du secteur minier et à ouvrir la voie à des technologies respectueuses de l’environnement pour les entreprises canadiennes. Au moyen de l’IEME, CanmetMINES travaille à accélérer la recherche, le développement et l’application de technologies et de pratiques d’exploitation minière écologique; améliore l’innovation et la productivité de l’exploitation minière; accroît son rendement environnemental; améliore la compétitivité de l’industrie minière canadienne en positionnant le secteur minier canadien en tant que chef de file mondial des technologies et des pratiques d’exploitation minière écologique.

Le concept de retraitement des résidus ne date pas d’hier. Toutefois, en raison de la complexité technique, politique et réglementaire, les succès ont été limités. La récupération de métaux à partir des résidus est généralement considérée comme le principal incitatif, mais il est peu probable qu’elle soit couronnée de succès à moins qu’elle ne s’accompagne d’une réduction concomitante du passif environnemental et du développement de débouchés en aval pour les produits de résidus. CanmetMINES élabore une initiative appelée « Valorisation des résidus miniers », qui vise à rassembler la communauté canadienne de R-D afin de déployer des efforts plus cohérents et soutenus pour développer des technologies de retraitement démontrables qui permettront de traiter divers résidus miniers. Bien qu’à l’heure actuelle, on s’efforce principalement de s’attaquer à l’énorme passif actuel et historique des résidus miniers, on s’attend à ce que cet effort prenne de l’ampleur et finisse par inclure des possibilités de traitement afin d’éliminer ou de réduire considérablement la production de nouveaux résidus miniers.

L'objectif du projet est de déterminer l'application de câbles synthétiques de fibres haute performance pour l'extraction minière, y compris la détermination des critères de rejet et des méthodes pour les essais non destructifs de ces câbles durant leur vie utile. Les phases du projets sont:

1. preuve de concept en mettant l'accent sur l'enroulabilité sous charge;
2. optimisation à haute vitesse et sous charge de la durée de vie et de l'intégrité de ces câbles;
3. essai dans une mine en opération.

L’objectif de ce projet est de mettre au point des procédés qui permettront à l’industrie minière canadienne de gérer plus efficacement les ressources en eau en maximisant la récupération et le recyclage de l’eau et en augmentant l’efficience et l’efficacité des rejets et de la gestion du traitement de l’eau. Le projet appuie les priorités Stratégie de mobilisation en matière d’innovation propre et Gestion de l’eau du plan de recherche quinquennal de CanmetMINES.

Le projet vise à étudier et déterminer les possibilités d’améliorer la récupération, le traitement et le recyclage de l’eau dans les opérations d’extraction minière, et à développer, évaluer et atténuer les risques des technologies et des procédés de récupération et de traitement des flux d’eau de traitement dans les opérations d’extraction minière.

Certaines des technologies étudiées et évaluées comprennent les procédés de séparation par membrane sous pression tels que l’osmose inverse, la nanofiltration et l’ultrafiltration, les technologies électriques telles que l’électrodialyse et l’électrocoagulation, les procédés à membrane céramique ainsi que la distillation membranaire sous vide.

L’analyse comparative a été utilisée dans plusieurs secteurs pour déterminer les meilleures pratiques concernant différents sujets tels que le niveau de satisfaction de la clientèle, les coûts ou l’efficacité énergétique. Bien que des outils aient été mis au point pour comparer le rendement énergétique dans certains secteurs industriels, il n’existe aucun outil permettant d’évaluer de façon exhaustive le rendement énergétique des mines. L’objectif de ce projet est de développer un tel outil en collaboration avec les intervenants de l’industrie minière et MiTRAQ, un développeur de logiciels d’analyse comparative.

L’analyse comparative interne consiste à évaluer le rendement énergétique d’une installation au fil du temps et peut servir à déterminer les changements dans le rendement qui pourraient découler de la détérioration de l’équipement, de la modification des procédures d’exploitation ou de la mise en œuvre de mesures d’économie d’énergie. À l’inverse, l’analyse comparative externe d’une installation consiste à comparer son rendement à celui d’un groupe d’installations homologues dans le but de déterminer les meilleures pratiques qui peuvent être utilisées pour fixer des objectifs d’amélioration et motiver les efforts de gestion de l’énergie. Le programme qui a été élaboré comprend ces deux types d’analyse comparative, et tant les mines souterraines et que les mines à ciel ouvert peuvent l’utiliser.

Une plateforme prototype a été développée et est actuellement (2018) en phase d’essai. On prévoit que le programme sera disponible pour diffusion auprès de l’industrie minière à l’échelle internationale à compter de 2019.

Le projet comprend la mise au point d’un nouveau procédé de filtration hybride pour le traitement des flux d’eau de procédé et d’évacuation générés par le traitement in situ des sables bitumineux à des températures élevées. Le but de ce système est de déshuiler et de traiter les flux d’eau des sables bitumineux à haute température (90 °C) et de produire de l’eau propre pouvant être réutilisée, recyclée ou éliminée. Les travaux portent principalement sur la mise au point d’un procédé à membrane céramique et polymère pour l’élimination des sels, des composés détartrants, des particules colloïdales en suspension et des huiles résiduelles, ainsi que des composés organiques dissous de faible masse moléculaire provenant des sables bitumineux.

Le travail comprend également l’étude des mécanismes d’encrassement des membranes et des méthodes d’atténuation, comme la modification de la surface des membranes et les protocoles de nettoyage et de régénération des membranes qui contribueraient à la mise au point de membranes nouvelles et de meilleure qualité pour le traitement de l’eau dans le secteur des sables bitumineux.

Le projet est dirigé par CanmetMINES en collaboration avec Environnement et Changement climatique Canada, CanmetÉNERGIE de RNCan, l’Université d’Ottawa et un certain nombre d’entreprises dans le secteur des sables bitumineux qui ont fourni des échantillons d’eau pour les travaux d’essai.

Les mines possèdent une grande quantité de boulons pour maintenir l’intégrité des ouvertures souterraines. Puisque les gisements sont de plus en plus profonds, les conditions de terrain nécessitent un choix judicieux des systèmes de support de terrain et un meilleur suivi de leur performance autant sur le plan de la sécurité que sur le contrôle des coûts.

Un nouveau concept de senseur ultrasonique développé par le Conseil National de Recherche du Canada (CNRC) permet une grande flexibilité d’utilisation allant d’un mode de lecture sur site à un mode de déploiement en réseau pour l'acquisition en temps réel intégré au système de communication de la mine. Ces nouveaux senseurs à la fois économiques et robustes peuvent fournir des informations telles que, l’intégrité du boulon, la charge totale appliquée dans le boulon ou sur une de ses sections et la présence de déformation élastique et plastique.
 

Il a été établi récemment que le profileur laser 3D constitue la meilleure technologie pour mesurer la distribution de la taille des roches sur un convoyeur à courroie, et ces capteurs sont maintenant distribués par deux sociétés européennes. CanmetMINES a étendu leur application à la mesure de la distribution granulométrique du minerai avant le concassage primaire pour : 1) évaluer avec précision le rapport de réduction à l’étape du concassage primaire et permettre le développement d’un capteur de dureté de la roche; 2) quantifier la qualité de l’abattage avant toute réduction granulométrique; et 3) résoudre le problème des mesures fines associées au système de convoyeur à courroie. Le prototype a été testé avec succès dans un environnement de carrière de roches et a été amélioré sur la base des problèmes constatés, tels que la nécessité d'évaluer en ligne la variabilité de la vitesse en chute libre de la roche.

Une version de laboratoire du balayeur laser 3D a été construite en parallèle pour mesurer le volume total des fragments de roche et calculer pour la première fois la distribution granulométrique basée sur une mesure directe du volume des fragments de roche. Le capteur 3D de la taille de la roche du laboratoire permettra également de caractériser la forme des fragments de roche dans un grand échantillon, et d’étudier l’impact du facteur de forme sur l’efficacité du broyeur.

Les deux technologies sont visées par la même demande de brevet, qui a été déposée le 15 février 2018.

• Méthodes de mesure des propriétés des fragments de roche, brevet PCT n^o 1702530.5, qui concerne et revendique l’avantage prioritaire de la demande de brevet n^o 1702530.5 déposée le 16 février 2017 au Royaume‑Uni.

Le broyage est un processus énergivore. Plus de 45 % des coûts énergétiques d’une mine sont dus au circuit de broyage. Ainsi, s’il était possible d’accroître la taille du broyat, on pourrait grandement réduire les coûts d’énergie (moins d’énergie consommée), la quantité de contaminants dans l’environnement (une aire surfacique plus faible entraîne moins de contaminants lessivés), et les coûts CAPEX et APEX (capacité accrue du concentrateur). Par conséquent, grâce à ces avantages, un minerai à plus faible teneur pourrait être traité de façon économique.

La récupération du métal varie en fonction de la taille du broyat. Habituellement, la flottation fonctionne bien pour des particules de l’ordre de 20 à 150 µm. En dehors de cette plage, la récupération des métaux diminue. Les facteurs qui influent sur la récupération des particules grossières sont l’hydrophobicité des particules (des collecteurs plus puissants permettent une plus grande hydrophobicité et une meilleure flottabilité), l’environnement de mélange dans la cellule de flottation (une turbulence élevée tend à détacher les particules des bulles), les agents moussants (des agents moussants plus forts sont nécessaires pour soutenir les particules grossières récupérées), etc.

Une autre technique, qui permet de remplacer la flottation classique et peut être utilisée pour la flottation de particules grossières, est l’appareil Hydrofloat. Il s’agit d’un réacteur à lit fluidisé aéré, qui combine l’avantage de la flottation à la séparation par gravité. Plus de 50 unités de ce type ont été installées dans le monde. Idéalement, une plus grande hydrophobie et un environnement moins turbulent dans les cellules de flottation sont nécessaires pour augmenter la flottation des particules grossières. Selon la présente proposition, il s’agira de tester ces concepts en utilisant la flottation éclair et l’appareil Hydrofloat. Les minerais de 2 à 3 concentrateurs seront testés. On testera par exemple des minerais de nickel, des minerais de cuivre-molybdène, etc.

Depuis 2011, le Nickel Institute et d’autres associations du secteur des produits métalliques collaborent très étroitement avec plusieurs instituts de recherche, dont CanmetMINES, afin de mettre au point une différente méthode d’évaluation de la classification des dangers environnementaux chroniques dus aux métaux. La méthode actuellement établie dans le Système général harmonisé de classification (SGH) de l’ONU est basée sur la dégradabilité des produits chimiques organiques et n’est donc pas applicable aux métaux et aux substances inorganiques. La méthode mise au point dans le cadre de ce projet est une extension d’un protocole de l’OCDE et peut être utilisée par les organismes de réglementation et l’industrie pour assurer une classification scientifiquement correcte des dangers posés par les métaux et les composés inorganiques.

De nombreuses zones minières actives et abandonnées au Canada sont vulnérables aux conditions météorologiques extrêmes causées par les changements climatiques. Selon les modèles, la production de poussières pourrait s’aggraver, ce qui entraînerait des impacts plus importants sur l’environnement. Les effets potentiels de la poussière sur la qualité de l’air représentent un défi pour la gestion des déchets dans la plupart des sites miniers modernes. Ce projet vise à mettre au point des outils pour surveiller et gérer la poussière et améliorer notre capacité d’atténuer les effets cumulatifs des changements climatiques sur les mines de métaux au Canada.

La contamination passée des sols et des sédiments dans les milieux entourant les sites miniers constitue une menace environnementale potentielle dans un climat changeant. Des efforts d’assainissement ont été déployés, dont bon nombre comportent le chaulage afin d’augmenter le pH des sols et des sédiments, et l’oxydation des cours d’eau pour limiter la mobilité des métaux. Bien que ces efforts d’assainissement aient eu des effets positifs importants sur l’environnement, la contamination sous-jacente par les métaux demeure. Dans un climat changeant, il existe un potentiel de remobilisation des métaux. Cette étude porte sur les effets de l’assèchement des sédiments (en raison des longues périodes de sécheresse) et des inondations subséquentes sur la mobilité, la biodisponibilité et la toxicité des métaux liés aux sédiments. Cette recherche portera également sur les divers facteurs biogéochimiques en cause dans la remobilisation des métaux et sur la façon dont ces facteurs sont touchés par les changements climatiques.