Nouveaux minerais, nouveaux défis de gestion des résidus

Par: Stéphanie SOMOT, PhD. Géosciences, Chargée de projets.

La forte augmentation de la demande en terres rares (ETR) donne l’opportunité au Canada, et en particulier au Québec, de mettre en valeur plusieurs gîtes connus de longue date (Fig. 1).

Ceci soulève cependant de nombreuses questions quant aux choix des méthodes d’exploitation et d’extraction les plus rentables. En parallèle, l’historique de l’exploitation de gisements d’ETR dans les pays producteurs nous met en garde quant à la gestion à long terme des résidus miniers et des eaux de procédé [2]. L’expérience des exploitants à travers le monde permettra de guider la recherche appliquée future dans ce domaine et d’orienter l’industrie vers les pratiques environnementales les mieux adaptées.

Quels sont les risques connus, spécifiques à l’exploitation des ETR?
Outre les risques potentiels associés à tout résidu de traitement de minerais (ex. instabilités géotechniques, drainage de métaux), les résidus de traitement d’ETR comportent un risque associé à la radioactivité naturelle des minerais et un risque chimique spécifique qu’il faut considérer pour un développement durable de l’industrie.

Aperçu des risques spécifiques et pistes de solutions à valider et à appliquer ou à adapter
Risques chimiques: Ils dépendent de la solubilité des divers minéraux constitutifs des minerais, puis des résidus, qui seront en contact avec les réactifs propres au traitement et avec des réactifs dégradés résiduels.

Figure 1 Carte de localisation des principales minéralisations en ETR au Québec d’après [1]. Gîtes et indices: 1- Eldor, 2- Strange Lake, 3– Misery Lake, 4- Kwyjibo, 5-Montviel, 6– lac Shortt, 7– Grande Valée, 8– Haltaparche, 9– Kipawa, 10-Baie-Mercier, 11– Wares, et 12– mine St-Lawrence et le gîte Niocan

Risques radioactifs: Ils dépendent en premier lieu de la minéralogie et donc du contexte géologique varié des minerais (Fig.1). Au cours du traitement, ce risque est accru, en particulier, lors de la comminution des minerais (génération de poussières) puis lors du traitement hydrométallurgique (séparation des radionucléides et des ETR). Au cours de cette dernière étape, c’est le devenir des divers radionucléides problématiques qui va permettre de contrôler si ceux ci seront stabilisés sous forme solide ou mobilisés vers les eaux de procédé, à court et à long terme.

Lors du stockage à long terme des résidus, s’ajoute l’effet de la percolation d’eau et de l’activité microbiologique qui créent des conditions, soit de stabilisation, soit de déstabilisation des réactifs chimiques résiduels et des métaux (dont les radionucléides), selon le type de gestion de résidus sélectionné. La bonne connaissance de ces conditions apporte des solutions durables de gestion des résidus, et est à la base du développement de solutions innovatrices. C’est l’enrichissement des connaissances à la fois en traitement de minerais (réactifs verts et/ou procédés physiques améliorés) et en environnement qui permettront le développement durable des exploitations d’ETR.

Implication du CTRI: Parce qu’il vaut mieux prévenir que guérir et que l’impact de l’extraction des ETR reste encore peu documenté à plusieurs égards, le CTRI dans le cadre d’Éléments08, propose d’inclure des études sur le cycle de vie de ces minerais et projette de travailler au développement de solutions pour gérer de manière durable les rejets générés lors de l’extraction des ETR.

[1] Sappin A.A. et Beaudoin G (2015) Classification des principaux indices de terres rares au Québec (Canada): Contexte géologique et évaluation de leur intérêt économique. MB 2015-10, 2015. 76 pages. https://sigeom.mines.gouv.qc.ca
[2] EPA (2012) Rare Earth Elements: A review of Production, Processing, Recycling, and Associeted Environmental Issues. EPA 600/R-12/572. www.epa.gov/ord