Treatment of sulfide contained deposits by passivation of surfaces: application to the prevention of the acid mine drainage
Traitement des rejets sulfurés par passivation de surfaces : application à la prévention du drainage acide
Résumé
The aim of this work is to seek the inhibitors of the bacterial dissolution of sulfides and gangue minerais to slow or stop the undesirable chemical reactions during conservation of the mining wastes. Comparative tests of the passivation of the surface of sulfide minerais and waste of flotation were performed with using of conventional reagents (CaO, NaOH, phosphates, silanes, acetyl acetone, etc.) and original reagents for this purpose (alkyl dithiocarbamates). Leach tests of reference samples and samples treated with different reagents were carried out in percolation columns (68 weeks) and in stirred reactors (3 to 49 weeks). A single treatment with carbamate inhibits the bacterial oxidation of the pyrite and the other sulphides, and totally prevents the formation of acid waters (the stabilised pH was 5.3-5.8). Treatment of drainage water resulting from the heap makes it possible to obtaining a total precipitation of heavy metals: the residual concentrations of Fe, Cu and Zn are lower than 0,1 mg/l. The passivation of sulfides is the result of the formation wilh carbamate so much on the surface of the pyrite than in the solution, of organometallic compounds, which are stable in acidic medium. The adsorption layer formed leads to a considerable reduction in the hydratation rate of surface by avoiding the possible corrosion of the pyrite. Phosphates support the dissolution of aluminosilicates followed by a crystallization of kaolinite in the liquid phase. The results of the SEM and X-ray diffraction analyses of the sol id phase after 68 weeks of leaching showed that the surface of the treated pyrite was unaffected by the biodegradation process, whereas the control samples were considerably degraded.
L'objectif de ce travail est de rechercher les inhibiteurs de la dissolution météorique et bactérienne des sulfures et des minéraux de la gangue permettant de ralentir ou de stopper les réactions chimiques gênantes lors de conservation des rejets miniers sulfurés. Les tests comparatifs de lixiviation des minéraux sulfurés et des stériles de flottation ont été réalisés avec les réactifs classiques (CaO, NaOH, phosphates), les réactifs déjà décrits dans la littérature (silanes, acétyle acétone, etc.) ainsi que des réactifs originaux (alkyldithicarbamates). La lixiviation des échantillons de contrôle et de ceux traités avec différents réactifs ont été réalisés dans des colonnes de percolation (68 semaines) et dans des réacteurs agités (de 3 à 49 semaines). Un seul traitement aux carbamates permet d'inhiber l'oxydation bactérienne de la pyrite et des autres sulfures et de stopper la formation des eaux acides. Le traitement des eaux de drainage issues du tas permet d'avoir une précipitation totale des métaux lourds: les concentrations en Fe, Cu et Zn sont inférieures de 0,1 mg/l. La passivation des sulfures est le résultat de la formation avec le carbamate tant sur la surface de la pyrite que dans la solution, de composés organométalliques qui sont stables en milieu acide. La couche d'adsorption formée conduit à une diminution considérable du taux d'hydratation de la surface en évitant la corrosion éventuelle de la pyrite L'utilisation des phosphates favorise la dissolution des aluminosilicates suivie d'une cristallisation de la kaolinite dans la phase liquide. Les analyses de la phase solide après 68 semaines de lixiviation au MEB et à la diffraction des rayons X montrent que la surface de la pyrite traitée par carbamates n'est pas touchée par le processus de biodégradation, tandis que les échantillons de contrôle se sont considérablement dégradés.