Soutenance mémoire
L’eau subit diverses contaminations et pollutions à chaque utilisation. Une mine ne peut pas survivre sans eaux puisque tous travaux dans une mine nécessitent de l’eau depuis l’installation du site jusqu’au traitement des minerais. Or, la plupart des activités sur le site s’avèrent énormément nuisible à cette eau.
L’utilisation de l’eau dans un site minier et sa pollution
Abattage des minerais
a. Lors de l’exploitation du charbon par la méthode d’exploitation souterraine, la présence de poussières de charbon en suspension dans l’air sont inflammables et explosives. Elles peuvent être contrôlées au moyen de jets d’eau pulvérisée. Une autre source de pollution est l’infiltration de ces eaux.
b. Le technique d’abattage hydraulique pour l’orpaillage a l’avantage de pouvoir traiter de grande quantités de matériaux en peu de temps, mais générant un envasement des cours d’eaux en aval, désastreux pour les utilisateurs de l’eau et pour l’environnement.
La minéralurgie ou traitement des minerais
L’extraction, naturellement, consomme beaucoup d’eau. Pour les minerais métalliques, les métaux sont extraits du minerai par chauffage ou grâce à des solvants chimiques. L’extraction par solvants chimiques est utilisée pour dissoudre ou mobiliser les éléments dans le minerai pulvérisé ; elle utilise une grande quantité d’eau. Ainsi, l’extraction par solvants chimiques pollue une grande quantité d’eau.
a. Une méthode courante pour l’extraction de l’or est l’arrosage de piles (superposition verticale d’objet, ensemble d’objets de même sorte places les uns sur les autres) de minerai pulvérisé par une solution diluée de cyanures alcalins : c’est la cyanuration. La solution percole à travers la pile et dissout l’or. Cette solution est alors pompée vers une unité industrielle qui récupère l’or par électrolyse. Une épaisse couche d’argile et une feuille de plastique sous le tas de minerai sont censées éviter la solution de cyanure de contaminer les sols ou les eaux souterraines, mais les fuites sont fréquentes.
La pollution de l’eau peut aussi se produire par rejet accidentel des solutions très acides filtrant à travers les gigantesques accumulations de minerai ou stockées dans les bassins de décantation à l’issu du processus de cyanuration. C’est ce qui est arrivé par exemple en 1997 à la mine de Gold Quarry au Nevada ou l’affaissement de terrils de minerais cyanurés a provoqué l’injection de résidus toxiques dans deux cours d’eaux locaux.
b. Une autre méthode pour l’extraction de l’or pour l’exploitation artisanale est l’utilisation du mercure. Saisissons quelques définitions essentielles d’abord :
– L’amalgamation : c’est l’opération qui consiste à extraire l’or de leurs gangues, en solubilisant par du mercure.
– Le lessivage : c’est l’action de lessiver : verser plusieurs fois de l’eau chaude ou froide sur des matières terreuses ou autres pour extraire les parties solubles qu’elles contiennent.
– La lixiviation : elle vient du mot latin « lixivius » qui signifie « lessive ». C’est un procédé permettant d’extraire les constituants solubles d’une substance solide en y pulvérisant un liquide qui les entraine. Plus précisément c’est une dissolution chimique de certains constituants d’un matériau, utilisée pour extraire d’un minerai les métaux et les minéraux valeureux. (Elle peut se faire sur le minerai extrait ou in situ). Donc le lessivage est aussi une opération de lixiviation vu la terminologie de cette dernière.
Les rejets directs de mercure sous forme liquide au cours des opérations d’amalgamation du concentré d’or dans les sols dont le lessivage par les eaux de ruissellement favorise la mobilisation et la dispersion des métaux lourds dans l’environnement, notamment dans les eaux de surface (fleuves, rivières, lacs, barrages et retenus d’eaux), et dans les eaux souterraines par filtration. En plus, il est démontré que pour chaque gramme d’or obtenu par amalgamation, environ deux (2) grammes de mercure s’échappent dans le milieu ambiant. La méthylation du mercure est favorisée par les conditions physico-chimiques du milieu aqueux, conduisant ainsi à la forme la plus toxique et dangereuse du mercure pour la santé publique (par la pollution de l’eau), etc.
Alors, on est en présence d’une pollution par des produits chimiques. Ce type de pollution arrive quand les agents chimiques (comme le cyanure ou mercure est utilisés pour séparer le minéral du minerai) se déversent ou se filtre dans des étendues d’eau voisine. D’où des volumes d’effluents toxiques contaminent les eaux environnantes et/ou souterraines.
Pollutions par les métaux
Drainage minier acide
Le drainage minier acide (DMA) ou encore drainage rocheux acide (DRA) est une solution minérale acide qui s’écoule régulièrement en conséquence de certain type de mine ou de stockage de déchets miniers. Le drainage d’acide de mine peut provenir de n’importe quelle partie de la mine, y compris des tas de déchets de roches, des résidus, des mines à ciel ouvert, des tunnels souterrains et des coussins de lixiviation. Notons que les terrils cyanurés dans les mines de métaux précieux sont particulièrement dangereux. Le Drainage Rocheux Acide (DRA) est un processus naturel où l’acide sulfurique est produit lorsque le sulfure dans les roches est exposé à l’air et l’eau : de manière lente, il y a une production d’acide sulfurique et solubilisation des métaux présents (du fer, mais aussi des métaux hautement toxiques tels que le plomb, l’arsenic ou le mercure). Les roches réagissent alors avec l’eau et l’oxygène, ce qui créer l’acide sulfurique. Le Drainage Minier Acide (DMA) est pratiquement le même processus mais amplifié. Lorsque l’eau atteint un certain niveau d’acidité, un type naturel de bactérie Thiobacillus ferroxidans peut aider le processus d’oxydation et d’acidification filtrant plus de métaux dans les déchets. L’acide filtrera tant que la roche sera exposée à l’air, et l’eau jusqu’à temps que le sulfure soit entièrement filtré dans la roche. Ce processus peut durer des centaines même des milliers d’années. L’acide se déplace hors des sites des mines grâce à l’eau de pluie ou le drainage et s’infiltre dans les cours d’eaux comme les rivières, lacs et eau souterraine. Le drainage d’acide minier est une préoccupation pour de nombreuses mines métalliques, parce que des métaux comme l’or, le cuivre, l’argent et le molybdène, se trouvent souvent dans des roches contenant des minéraux sulfurés. Le DRA et DMA contribuent localement au phénomène global d’acidification des eaux douces à grande échelle et peut également peuvent alors contaminer des nappes, des cours d’eau ou lacs.
Contamination par le métal et filtration
La contamination par les métaux est causée par l’arsenic, le cobalt, le cuivre, le cadmium, le plomb, l’argent et le zinc contenus dans la roche exposée dans des mines souterraines, lorsqu’elles sont en contact avec l’eau. Les métaux sont filtrés et l’eau qui se déplace en aval nettoie le dessus des roches. Les métaux peuvent devenirs stables lorsque le taux de pH est neutre. Par contre, le processus de filtration est accéléré lorsque le taux de pH est bas comme lors du drainage minier acide (DMA). C’est ainsi que les métaux polluent l’eau, tant les eaux de surface que les eaux souterraines.
Les huiles usagées, hydrocarbures des moteurs et les produits chimiques
Les travaux étaient initialement manuels pour l’extraction des minerais, puis, des moteurs diesels, des engins de terrassement et de chargement, grue, bulldozers, des camions spéciaux, … sont utilisés en vue de l’obtention de bon rendement et en même temps pour faciliter les travaux. Ces pollutions ponctuelles d’origines accidentelles (rupture de cuves de stockage d’essence, de fioul, de mazout, accident d’engin et épanchement d’hydrocarbure, produits chimiques le plus probablement) ont des effets variant selon la viscosité du produit renversé et la perméabilité des terrains traversés.
|
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
Partie 1. ORIGINES ET IMPACTS DE LA POLLUTION DES EAUX D’UN SITE MINIER
1.1. L’utilisation de l’eau dans un site minier et sa pollution
1.1.1. Abattage des minerais
1.1.2. La minéralurgie ou traitement des minerais
1.1.3. Pollutions par les métaux
1.1.4. Les huiles usagées, hydrocarbures des moteurs et les produits chimiques
1.1.5. L’érosion et la sédimentation
1.2. Impacts de la pollution des eaux usées d’une mine
1.2.1. La qualité des eaux polluées d’une mine
1.2.2. Impacts et dangers des pollutions des eaux minières
Partie 2. TRAITEMENTS ET RECYCLAGE DES EAUX POLLUEES
2.1. Généralités sur le traitement et recyclage des eaux usées
2.1.1. Buts du recyclage des eaux
2.1.2. La nécessité des traitements des eaux
2.1.3. Les principaux composants des eaux brutes et des eaux usées
2.1.4. Qualité de l’eau
2.1.4.1. Généralités sur la qualité de l’eau
2.1.4.2. Les normes
2.2. Le traitement des eaux
2.2.1. Définitions
2.2.2. Principe
2.2.3. Les trois étapes de traitement des eaux brutes
2.2.3.1. Le prétraitement
2.2.3.2. Le traitement primaire
2.2.3.3. Le traitement secondaire ou traitements biologiques
2.2.3.4. Le traitement tertiaire
2.3. Autre méthode de traitement des eaux usées : ELECTROCOAGULATION
2.3.1. Principe du procédé d’électrocoagulation
2.3.2. MISE EN ŒUVRE DU PROCEDE
2.3.3. LES ESPECES EN SOLUTION
2.3.3.1. Les formes de l’aluminium dans l’eau
2.3.3.2. Les cations Al3+ et les hydroxydes d’aluminium
2.3.3.3. Les complexes aluminium-matières organiques
2.3.4. Avantage et inconvénient du traitement par électrocoagulation
2.3.4.1. Les avantages du procédé d’EC
2.3.4.2. Les inconvénients de l’utilisation de l’EC
Partie 3. Application du recyclage des eaux : cas des sous-mentionnés
3.1. Généralités
3.2. Traitements appropriés pour les sous mentionnés
3.2.1. Eaux issues de l’extraction de l’or par solvant chimique (cas de la pollution par cyanuration)
3.2.1.1. Cyanuration
3.2.1.2. Traitement des déchets
3.2.2. Pollution par les métaux lourds : traitement des métaux lourds en amont de la STEP
3.2.2.1. Eliminations des métaux lourds
3.2.2.2. Performances de quelques méthodes d’élimination
3.2.3. Pollutions par les huiles, hydrocarbures et produits chimiques
3.2.3.1. Traitement de l’eau polluée par les huiles usagées
3.2.3.2. Elimination des hydrocarbures dans l’eau
CONCLUSION GENERALE
Annexe 1 : Quantité seuils de divers produits pétroliers présents dans l’eau
Annexe 2 : Appareils de dégrillage
Annexe 3 : Types de décanteurs
Annexe 4 : Matériels de tamisage
Annexe 5 : Origine et évolution du procédé d’électrocoagulation
Annexe 6 : Les étapes de la reaction éléctrochimique
Annexe 7 : Obtention du charbon actif
Annexe 8 : Solutions et préventions pour mieux gérer la pollution de l’eau
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
RÉFÉRENCES WEBOGRAPHIQUES
