Automatisation des opérations : Volet environnement

Le réseau national MICA a été mis sur pied pour faciliter la communication entre les PME minières innovantes, les sociétés minières et les investisseurs à travers le Canada. Dès l’an prochain, le MICA commencera à inclure des membres internationaux. En vue d’alimenter la transition verte, il est nécessaire d’ouvrir plus de mines dans des délais plus courts et d’éliminer les délais de 5 à 10 ans nécessaires pour l’approbation des aires de stockage de résidus. Le stockage de 100 % des résidus représente un coût énorme, alors que 80 % de ces matériaux sont totalement inoffensifs et ne nécessitent pas de dépôt subaquatique. Les résidus rocheux inoffensifs bien drainés ne présentent aucun risque de déversement et peuvent améliorer l’agriculture et la foresterie. L’autre 20 % peut être retraité pour être utilisé ou stocké comme matière inerte, éliminant ainsi les risques environnementaux à long terme.

La performance environnementale des opérations minières est une préoccupation importante, d’où son intégration comme thématique dans la programmation de Mission Mines Autonomes 2023. Ainsi, plusieurs projets ont été entamés dans l’axe 3 « plateforme intelligente de valorisation du processus minéral ». Cet axe vise l'utilisation de la géométallurgie, de l'exploration à la restauration, pour valoriser les données menant à une meilleure profitabilité via une approche innovante, systémique et intégrée. Cette présentation vise à exposer deux projets réalisés par des étudiants de l’UQAT à l’intérieur des thèmes de la géométallurgie et des modèles analytiques et prédictifs. Le premier projet visait une caractérisation de la distribution d’un minéral potentiellement contaminant dans les stériles avant même leur extraction de la mine souterraine. L’approche de modélisation spatiale a ensuite été combinée à des essais cinétiques de génération du drainage minier acide pour représenter dans l’espace et dans le temps le comportement des stériles. Le deuxième projet visait à recenser et catégoriser les différents outils de caractérisation rapides ainsi que leur applicabilité dans les évaluations en début de projet minier. Les données recueillies avec ces outils ont été associées aux défis géométallurgiques et environnementaux afin d’optimiser l’interprétation des données.

La viabilité d’un projet d’exploitation minière est déterminée en évaluant, d’une part, les coûts découlant des aspects environnementaux, sociaux et opérationnels du projet et, d’autre part, les revenus calculés à partir du prix des métaux et de l’estimation de la teneur des minéraux contenus dans le gisement. Ce calcul conduira, par l’intermédiaire d’une planification minière à long terme, à la détermination des dimensions de la mine ainsi que la durée de l’exploitation.

L’un des coûts impliqués dans ce calcul est associé à la gestion des résidus miniers, un sous-produit de la roche broyée. Selon leur composition minéralogique, ces résidus sont couramment reliés à des problèmes environnementaux, telle la mauvaise qualité des effluents, et entraînent des répercussions sur la faune et la végétation.

La gestion des résidus nécessite de poser plusieurs gestes durant l’exploitation et la fermeture des mines; le choix de ces activités résulte d’une série d’évaluations de la viabilité des différentes possibilités, par exemple la densification ou la filtration des résidus, la méthode de construction des aires d’entreposage, etc. Pour la restauration, on doit aussi considérer la possibilité d'utiliser différentes couvertures et/ou des techniques pour le contrôle des contaminants.

De nombreuses études montrent que cette gestion doit être planifiée de manière rigoureuse et cohérente entre les activités d’exploitation et de fermeture. Toutefois, les coûts de remise en état des aires d'entreposage des résidus sont calculés de manière indépendante dans le plan de fermeture des mines, sans nécessairement considérer l’influence des choix faits lors de l’exploitation.

Dans cette présentation, nous décrirons le processus envisagé pour développer une méthode de calcul des coûts permettant d’évaluer et de lier les différentes possibilités de gestion des résidus pendant l’exploitation et la fermeture, en considérant les caractéristiques physiques et géochimiques du gisement. Ce travail est réalisé en collaboration avec la mine Raglan, qui nous fournit des échantillons de forages ainsi que l’information touchant les coûts de gestion des rejets par filtration et des activités planifiées pour la restauration.

Nous traiterons aussi de la méthode du cycle de vie de la mine qui guide la conception de cette méthode de calcul, ainsi que de l'avancement des travaux de laboratoire visant à caractériser les échantillons. Une étude bibliographique des coûts typiques des solutions de densification et de filtration des résidus sera aussi présentée.

La minéralogie automatisée par microscopie électronique à balayage est une technique de minéralogie commune permettant la caractérisation texturale des rejets miniers pour les besoins de prédiction environnementale. La microscopie optique en lumière réfléchie constitue une technique alternative et plus accessible permettant l’analyse minéralogique quantitative automatisée. La minéralogie automatisée par microscopie optique utilise l’analyse d’images multispectrales à l’aide de filtres spectraux pour l’identification minéralogique des particules. Cependant, la mesure de réflectance complète nécessaire à une identification minéralogique efficace peut nécessiter l’utilisation de près de 20 filtres spectraux, ce qui rend la procédure de caractérisation minéralogique plutôt laborieuse. La présente étude propose l’utilisation d’un nouvel appareillage expérimental combinant un microscope optique automatisé connecté à une caméra hyperspectrale. Des mesures de réflectance complète ont été réalisées sur plusieurs échantillons de minéraux opaques purs dans le domaine du visible (entre 400 nm et 800 nm) avec un pas de 1 nm afin d’obtenir une base de données de réflectances. Des cubes d’acquisition de données hyperspectrales ont ensuite été acquis pour divers échantillons de minerais et de standards de mélange minéralogiques connus. À partir de ces données brutes et de la base de données de réflectances, une procédure algorithmique supervisée d’identification minéralogique a été développée. Cette nouvelle technique d’imagerie hyperspectrale optique permet une caractérisation minéralogique efficace sans passer par l’utilisation conventionnelle de filtres spectraux.