Le traitement des eaux usées minières englobe la gestion des eaux de drainage des mines à ciel ouvert/souterraines, des installations de concentration des minerais et des bassins de lixiviation au cyanure. Ce secteur est l'un des domaines les plus difficiles du traitement des eaux usées industrielles en raison du risque de drainage minier acide (AMD) et de polluants toxiques.
Dans les eaux usées minières, le pH varie de 2 à 4 (formation d'acide sulfurique), les métaux lourds (Fe, Cu, Zn, Pb, Cd, As) atteignent des niveaux de 10 à 1.000 mg/L, le cyanure est de 50 à 500 mg/L (dans les mines d'or), et les sulfates atteignent des niveaux de 1.000 à 10.000 mg/L. La composition varie d'une mine à l'autre — les mines de cuivre, de charbon, d'or et de fer nécessitent des approches différentes.
Les solutions minières d'Arsistek comprennent : neutralisation à la chaux, précipitation de métaux multiples, destruction du cyanure (acide INCO/Caro), adsorption de l'arsenic et réduction des sulfates. L'eau de sortie respecte à la fois les normes de décharge et peut être récupérée comme eau de process.
Drainage Acide Minier (AMD)
Le drainage minier acide (AMD) est un déchet acide résultant du contact des minerais sulfurés (pyrite FeS2) avec l'air et l'eau. La réaction se produit naturellement :
2 FeS2 + 7 O2 + 2 H2O → 2 FeSO4 + 2 H2SO4
Ce processus abaisse le pH à 2-3 et permet la dissolution des métaux lourds. L'AMD peut persister pendant des années, voire des décennies — le drainage continue même si la mine est fermée.
Pour le traitement de l'AMD, des méthodes actives (chaux+précipitation) ou passives (zones humides artificielles, drainage oxique) sont utilisées. Les systèmes actifs sont efficaces à haut débit, tandis que les systèmes passifs sont économiques à faible débit.
Précipitation Métallique par Étapes
Chaque métal précipite à son pH optimal. Le fer à 4, le zinc à 9, le cadmium à 10,5. Augmentation progressive du pH permet de précipiter chaque métal séparément et de le récupérer.
Lorsqu'il s'agit de métaux multiples, le pH optimal est précipité à 9-10 sous forme de mélange d'hydroxyde. Dans les mines de cuivre, un précipitation de sulfure (CuS) supplémentaire permet la récupération du cuivre.
Destruction du cyanure
Dans les mines d'or, des complexes de CN libre et de métal-cyanure (Fe(CN)6) se trouvent après le lixiviation. INCO (SO2/air) ou l'acide de Caro (H2O2) permettent de réduire à <0.5 mg/L.
Le thiocyanate (SCN) se forme comme produit intermédiaire. Cela est également décomposé par UV/H2O2. Un taux d'élimination de cyanure total de %99+ est atteint.
Élimination de l'arsenic et des sulfates
L'arsenic se trouve naturellement dans de nombreuses mines. As(III) est d'abord oxydé en As(V), puis précipité par la méthode de co-précipitation avec de l'hydroxyde de fer ou d'aluminium. Une sortie As <0.05 mg/L est obtenue.
Le sulfate est élevé dans l'AMD (1.000-10.000 mg/L). La précipitation standard n'est pas suffisante. Les méthodes suivantes sont utilisées :
- Précipitation de BaCO3 : Coûteux mais efficace (<200 mg/L)
- Processus d'Etriniğit : SAVMIN, COSTECH
- Bactéries réductrices de sulfate (BRS) : Idéal pour les systèmes passifs
- Osmose inverse : Membrane pour un débit élevé
Avantages des solutions pour le secteur minier
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Questions Fréquemment Posées
Bien que l'exploitation minière prenne fin, l'AMD peut durer des dizaines d'années, voire des siècles. L'oxydation de la pyrite est un processus naturel. C'est pourquoi les mines considèrent le traitement de l'AMD comme une obligation à long terme dans la planification de leur fermeture.
Le CN libre peut être facilement éliminé, mais les complexes fer-cyanure (Fe(CN)6) sont très stables. Des méthodes UV/H2O2 ou électrochimiques sont nécessaires. Des traitements supplémentaires coûteux sont nécessaires pour la métallurgie élevée du cyanure.
Les systèmes passifs (zones humides artificielles, drainage oxique, drainage anoxique) sont idéaux pour les drains miniers situés à distance avec un débit inférieur à 50 m³/heure. CAPEX/OPEX faible, entretien minimum. Un système actif est nécessaire pour les eaux usées à fort débit et fortement chargées en métaux.
Les boues d'hydroxyde métallique mélangé sont des déchets dangereux. Trois options : 1) Élimination agréée, 2) Stabilisation + stockage sécurisé (solidification à la chaux), 3) Ceux à teneur élevée (en particulier le cuivre, le zinc) peuvent être vendus à des installations de récupération.
La réglementation sur les déchets miniers et le tableau 14 de la SKKY s'appliquent à l'industrie minière. Le processus d'évaluation des impacts environnementaux (EIE) comprend une évaluation des risques AMD. Le plan de fermeture des mines définit l'obligation de traitement des eaux usées à long terme.
Pour les faibles débits, le réacteur à bactéries réductrices de sulfate (SRB) est le plus économique. Pour les débits élevés et les limites strictes, on utilise RO ou de l'éttringite (BaCO3 très coûteux). Les systèmes hybrides (SRB + chaux) sont courants.