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By V. Ramachandran

In view of the increasing environmental regulations that have been promulgated in the last 30 years, non-ferrous smelters and refineries have learnt to handle effectively the process waste streams that need to be bled from the system for impurities' control. The cations of concern are copper, lead, zinc, cadmium, mercury, thallium, nickel, silver, sodium and potassium. Anionic species of arsenic and selenium also need to be addressed, Sulfates and chlorides-not a major concern at present-have come under scrutiny in the recent past. The current paper reviews several treatment options with reference to a) types of waste streams processed b)process chemistry c )discharge options and recovery of treated water and d) sludge disposal. The long term goal of any smelter and/or refinery should be to achieve zero liquid discharge from the plant. Methods to obtain zero discharge are discussed.

Jan 1, 2003

By Georgene Renner, William R. Yernberg, Steve Kral

Advanced Terra Testing (ATT)is a full-service geotechnical testing laboratory. It specializes in rock and soil mechanics and geosynthetic materials testing. ATT provides services to the global mining industry. The company has performed more than 1,000 projects for more than 300 commercial and government clients. Services include coal pillar design testing, leach pad material and performance testing, tailings pile consolidation testing and closure and remediation services. Rock and soil mechanics tests include unconfined and triaxial strength, shear and tensile strength, permeability, index testing, consolidation, liquifaction potential, elastic moduli determinations, heap height versus percolation rate, long-term batch testing and dynamic loading tests.

Jan 1, 2003

By S. T. Murray

The European industrial minerals industry and its markets are largely self-sufficient. The companies who are members of the Industrial Minerals Association (IMA-Europe) number around 150 contributing 5 billion Euros to the EU?s GDP and range in size from global publicly quoted corporations to small family owned private companies. Their means and capability to implement sustainable development vary considerably. However the leading companies provide an excellent set of best practices, which IMA as a trade association with recognised core competencies in the field of sustainable development is ideally placed to promulgate throughout its membership. As an active participant in the EU Voluntary Scheme for SDI reporting IMA is not only working to increase the level of response to the SDI questionnaire but is also developing with its members a new sustainable development charter which its members will voluntarily adopt as a guiding principle for their implementation of sustainable development This work will be a consultative process involving all IMA?s section members as well as other trade associations, NGOs and MEPs. Public awareness of the benefits of minerals and their contribution to sustainable development has been raised by IMA?s awareness campaign now being followed by a more targeted programme aimed at MEPs. Further work in the future will consider product stewardship and life-cycle analysis. IMA is already positioning itself with the help of its members to assimilate the minerals industry of the accession territories in the sustainable development process.

Jan 1, 2003

By J. W. Hawkins, K. B. C. Brady, M. W. Smith

The Pennsylvania Department of Environmental Protection (PaDEP) has been issuing surface mining permits since 1984 that authorize remining in areas that will affect preexisting pollutional discharges. These permits require the mine operator to employ best management practices to reduce pollution loading from abandoned mine discharges. A total of 110 completed mining operations with 233 discharges were evaluated to determine the impact to water quality. Overall, acid loading from these discharges was reduced by 7, 200 kg (15, 900 lbs) per day or 61%. Metal loadings were also reduced. For acidity, 49% of discharges improved or were eliminated, 52% showed no significant change and fewer than 1 % got worse. Loading reductions resulted from a combination of reduced concentrations and lower flows.

Jan 1, 2003

By David Christensen

The long-term performance of dry covers is being examined in a research study funded by the International Network for Acid Prevention (INAP). The study was separated into two phases. The two main components of Phase 1 of the study were the identification and research of the processes affecting the long-term performance of dry cover systems and an examination of available numerical models for simulation of long-term cover performance. Identification and research of the physical, chemical, and biological processes affecting long-term performance showed that cover performance could be related to the change in the saturated hydraulic conductivity of cover material, the change in the soil-water characteristic curve, and the physical integrity of the cover system. Seven numerical models were examined to evaluate their effectiveness in predicting the long-term performance of cover systems. VADOSE/W (Online Help v1.01, 2002) was selected for use in cover system modeling in Phase 2 of the project. Phase 2 of the research study is currently in progress and involved the selection of five mine sites with a minimum of three years of performance monitoring data for analysis of cover performance. Two of the mine sites will be analyzed with the two-dimensional VADOSE/W numerical model. In addition, field saturated hydraulic conductivity tests were completed at three mine sites to investigate the change in field hydraulic conductivity of the cover system materials. The objective of the field testing program was to evaluate changes in hydraulic conductivity of cover material with time. Measurements of field hydraulic conductivity were completed with a Guelph permeameter and a pressure infiltrometer at three sites. The field hydraulic conductivity data was used to evaluate whether a change in this key material property had occurred over time. Field observations and the historic performance monitoring data provided the necessary information to develop hypotheses as to the likely processes that led to any change in field hydraulic conductivity. This paper will briefly summarize the research completed in Phase 1. The remainder of the paper will focus on the field testing program completed to measure the field hydraulic conductivity of constructed cover systems.

Nov 1, 2002

By Benoît Demers

Dans ses opérations de traitement de concentré de zinc, l?usine de Zinc Électrolytique du Canada à Valleyfield génère un résidu minier appelé « jarosite ». Jusqu?en 1998, le jarosite était transporté hydrauliquement dans des bassins construits en argile. Le jarosite sédimenté possède une consistance très molle (impossible de circuler à pied sur le résidu consolidé) avec une eau interstitielle acide contenant des teneurs élevées en métaux. Ces caractéristiques particulières au jarosite rendaient très coûteuses la construction et la fermeture des bassins de résidus. En 1998, Zinc Électrolytique du Canada a implanté un nouveau procédé, développé chez Noranda, dont le principal objectif était de stabiliser chimiquement et physiquement le jarosite. Un nouveau concept de déposition a été élaboré pour le nouveau résidu minier appelé « jarofix ». Les grandes caractéristiques du nouveau procédé et du concept de déposition sont : ? Le jarosite est lavé et déshydraté à l?usine avec un système de filtre; ? De la chaux, du ciment et de l?eau sont ajoutés pour former le jarofix; ? Le jarofix est transporté par camions jusqu?à l?aire d?accumulation; ? À l?aire d?accumulation, le résidu est géré selon un concept d?empilement. L?élaboration du concept d?empilement et de l?aire d?accumulation devait tenir compte des caractéristiques de déposition du jarofix, de sa résistance à l?érosion hydrique et éolienne, de la gestion de l?eau de ruissellement, de la faisabilité de construire les digues de ceinture en utilisant du jarofix durci et de la nécessité de restaurer progressivement l?aire d?accumulation. Le déchargement du jarofix se fait à partir d?une rampe qui progresse avec une pente ascendante pour développer un front de déversement de plus en plus haut. La hauteur du tas de jarofix atteindra 30 m au centre du site. L?aménagement initial de 1998 a inclut une digue d?amorce de 3 m de hauteur, une rampe de déversement de 8 m de hauteur et un bassin pour la gestion de l?eau de ruissellement. Les propriétés du jarofix consolidé dans l?aire d?accumulation sont déterminées annuellement. Le jarofix durci possède la consistance et la résistance d?une argile très raide. Sa conductivité hydraulique est similaire à celle d?un silt et il résiste bien à l?érosion éolienne. Après trois années de déposition, la température du jarofix au milieu du dépôt demeure élevée. Le jarofix durci est facile à excaver et à compacter, ce qui en fait un excellent matériau pour la construction des digues de ceinture en périphérie du site.

Nov 1, 2002

By Anne-Marie Dagenais

Un recouvrement de type couverture à effets de barrière capillaire (CEBC) a été mis en place en 1988-1999 sur le parc à résidus de l?ancien site minier Lorraine situé au Témiscamingue. Depuis sa construction, la CEBC fait l?objet d?un programme d?auscultation et de suivi qui vise à évaluer son comportement hydrique et sa capacité à limiter le DMA. Des essais de consommation d?oxygène ponctuels ont également été réalisés sur le site afin de mesurer directement le flux d?oxygène traversant la couverture. Les résultats provenant des relevés de teneur en eau volumique et de succion, pour les années 1999 à 2001, montrent que les effets de barrière capillaire sont présents et que la couche de rétention d?eau demeure dans un état près de la saturation pour l?ensemble de la couverture. Les flux d?oxygène calculés à partir des mesures mensuelles sont en général inférieurs à 10 g/m2an, soit en deçà des valeurs de design de 20 à 40 g/m2an. Les essais de consommation d?oxygène réalisés sur la CEBC donnent également des flux d?oxygène du même ordre de grandeur. Les résultats obtenus de ces différentes méthodes d?évaluation concordent, et ils confirment l?efficacité de la CEBC à inhiber le flux d?oxygène et à contrôler le DMA.

Nov 1, 2002

By Gilles Tremblay

The legacy of orphaned/abandoned mines, with their associated environmental liability, human health concerns and the financial costs of clean up is a serious issue facing Canada. In 1999 and 2000, a number of stakeholders put forth requests to Mines Ministers to establish a joint industry-government working group, assisted by other stakeholders to review the issue of abandoned mines. The Ministers supported this initiative and asked that a multi-stakeholder workshop be organized to identify key issues and priorities. The Workshop on Abandoned Mines, held June 2001 in Winnipeg, developed consensus, guiding principles and recommendations that were presented at the Mines Ministers? Conference, September 2001. Ministers agreed on the importance of a large-scale program for the rehabilitation of orphaned/abandoned mines sites. A multi-stakeholder Orphaned/Abandoned (O/A) Mines Advisory Committee was formed and a plan was developed to study various issues relating to the implementation of remediation programs across Canada. Three task groups were formed to address the following key areas: Information Gathering; Community Involvement; and Barriers to Collaboration. The presentation will include a summary of the results of the three projects and the future work plan for the program.

Nov 1, 2002

By Bob Butler

Brunswick Mine has been involved in a comprehensive research program investigating site specific aspects of thiosalt management to eliminate its adverse environmental effects. Minimum annual reagent cost estimates for thiosalt treatment using hydrogen peroxide and sodium hypochlorite are $400K and $1.5 million respectively. Also, minimum costs for the use of bicarbonate to buffer the pH depression associated with thiosalt oxidation in the receiving environment is in the order of $400K annually. A design of experiment (DOE) research program identified that natural UV radiation, temperature, DO and water chemistry are key factors influencing the natural oxidation rate of thiosalts within Brunswick?s water management system. A DOE surface response model was used to describe the thiosalt oxidation kinetics, which were then used to develop a predictive oxidation model for thiosalt and pH control of the mill?s reclaim water system.

Nov 1, 2002

By Louis R. Bernier

Most systematic studies carried out on passive treatment systems incorporating the use of limestone drains, under aerobic or anaerobic conditions, essentially deal with the treatment of effluents from mines in the USA. A limestone drain typically comprises a trench filled with crushed limestone rocks surrounded by impervious materials. In the case of anoxic drains, the trench is generally isolated under a geomembrane liner covered with soil. Contaminated mine effluents flow by gravity towards these limestone drains where the passive treatment consists in bringing the carbonates into solution, thus increasing the pH and alkalinity. Factors to be considered in the design are: chemistry of the contaminated mining effluent ([metals, [Al], [sulfates], dissolved oxygen, acidity, pH), desired residence time, nature of the rock, grain size, density, void ratio and mass of the limestone rock used, alkalinity, life span and hydraulic behaviour of the drain. Certain secondary effects (saturation by sulfates, co-precipitation, adsorption) may either be beneficial (lowering the sulphate and metal load) or harmful (armoring the limestone rock and clogging of the drain). This paper gives a brief status report on the available knowledge on the use of limestone drains for passive treatment of mining effluents heavily loaded with metals. Examples given include the old Lorraine mine (Ni-Cu), Témiscamingue, where limestone and dolomite rock drains were installed in 1998 when a cover with capillary barrier effects was placed over the tailings site.

Nov 1, 2002

By Philippe Poirier

Les parcs à résidus miniers représentent un risque environnemental qui nécessite une gestion adéquate. Suite à la publication du « Guide sur la gestion des parcs à résidus miniers » en septembre 1998, les membres de l?industrie minière ont appliqué les éléments de gestion du Guide, permettant ainsi une amélioration continue des opérations. En février 2000, l?industrie minière a indiqué le besoin d?établir des lignes directives plus spécifiques pour l?opération sécuritaire des parcs à résidus. Dans cette optique, l?Association Minière Canadienne a publié, en septembre 2002, un Guide pour l?exploitation, l?entretien et la surveillance (EES) des parcs à résidus miniers. Suite au développement du Guide et à son application sur plusieurs sites miniers, il apparaît que la mise en oeuvre d?un Manuel ESS des parcs à résidus miniers permet : ? d?établir les responsabilités des intervenants; ? de s?assurer que les critères d?opération sont appliqués; ? de mettre en oeuvre le plan de déposition des résidus et de gestion de l?eau; ? de rencontrer les normes et exigences environnementales; ? de définir un programme d?entretien et de surveillance des ouvrages; ? d?identifier les risques et de mettre en oeuvre un plan d?intervention d?urgence; de démontrer une opération diligente.

Nov 1, 2002

By Guohong Yin

Oxidized sulfidic tailings contain significant amounts of accumulated acidity in the form of water-soluble secondary sulfate minerals and thus constitute long-term sources of acid drainage at many metal mining sites. As part of site remediation activities, alkaline amendments are often added to the oxidized tailings to increase the pH and immobilize the metals. This study assessed the advantages and limitations of using lime mud, a byproduct of Kraft pulp mills rich in calcium carbonate (> 90 wt. %), as alkaline amendment. The inorganic and organic constituents of lime mud samples were quantified. Leachable impurities were determined by the TCLP method. The performance of lime mud was compared to that of reagent grade quicklime (CaO) and calcite (CaCO3). Tailings treated with lime mud or calcite have strong buffering capacities and remain at neutral pH conditions (pH ~ 6.7) for long times. In contrast, tailings treated with quicklime have a very low buffering capacity, and their pH decreases with time. Furthermore, lime mud has finer particle sizes and thus a greater specific surface area than most forms of commercially available calcite, which results in enhanced reactivity. Dissolved metal concentrations are similar in tailings slurries treated with lime mud or calcite. This study suggests that lime mud is an environmentally and economically attractive alkaline amendment for oxidized mine tailings.

Nov 1, 2002

By Murray W. Grabinsky

This paper considers thickening mine tailings to dense non-segregating slurry or paste for surface disposal. The driving motivation for this initiative is the elimination of ponds, reduction in containment dams and significant decrease in water being sent to the tailings basin. This inherently reduces risks of environmental and structural failure. Some of the engineering challenges in creating a stable stack of thickened or paste tailings are identified, and possible field and laboratory testing techniques in support of design are discussed. Finally, the integration of monitoring activities into the ongoing management of the surface disposal site is considered.

Nov 1, 2002

By Ann Lamontagne

Le parc à résidus de l?ancienne mine Dunraine contient des résidus générateurs de drainage minier acide. Le concept proposé pour la restauration du site est d?utiliser le fort potentiel alcalin des boues rouges, résidus d?aluminerie, afin de neutraliser les résidus miniers. En appliquant une certaine quantité de boues rouges à la surface du parc, on provoquera une neutralisation de l?acidité. De plus, les alcalis contenus dans les boues rouges vont provoquer la précipitation de minéraux stables (sulfates tel la jarosite). La précipitation de ces minéraux provoquera la formation d?une couche indurée qui rendra difficile la circulation de l?oxygène et de l?eau. Bien que ce concept ait été vérifié en laboratoire, ce sont là des hypothèses qui restent à vérifier dans des conditions réelles d?exposition. Les principales questions soulevées par l?utilisation des boues rouges, mis à part le contexte géochimique, est le contexte technico-économique. En effet, le transport de quantité importante d?un matériel argileux humide présente un défi économique important. Outre le défi économique, la manipulation et l?épandage de ce produit sur des parcs à résidus constituent également un défi important. Cet article présente les conclusions d?une étude technique sur le transport, la manutention et l?épandage de boues rouges sur un parc à résidus situés en Abitibi : le site de Dunraine.

Nov 1, 2002

By Bruno Bussière

Le drainage minier acide (DMA) provenant de la circulation des eaux à travers les rejets miniers sulfureux est sans doute le principal problème environnemental auquel est confrontée l?industrie minière. Afin de prévenir les problèmes environnementaux reliés au DMA, on doit restreindre la présence de l?une et/ou de l?autre des principales composantes menant à la production d?acide, soit l?eau, l?air et les sulfures. Pour ce faire, différentes techniques ont été proposées au cours des dernières années, dont la désulfuration environnementale et les couvertures avec effets de barrière capillaire (CEBC). Dans ce papier, on propose d?utiliser ces deux techniques en combinaison. Ainsi, on produirait un rejet désulfuré à l?usine de traitement qui pourrait, par la suite, être utilisé comme matériau pour la couche de rétention d?eau de la CEBC. Dans un premier temps, on présente les résultats d?une étude de laboratoire qui montre qu?il est possible de désulfurer les rejets de concentrateur à l?aide de la flottation non sélective jusqu?à l?obtention d?un résidu non générateur d?acide. Par la suite, des essais en colonne ont permis de démontrer qu?il est possible de limiter la production de DMA d?un résidu sulfureux à l?aide d?une CEBC dont la couche fine est constituée de résidus désulfurés. Des prédictions théoriques estiment même que la présence de sulfures résiduels dans la fraction désulfurée utilisée comme matériau pour la rétention d?eau peut avoir un effet bénéfique en réduisant la migration d?oxygène. En effet, les sulfures contenus dans la couche de rétention d?eau peuvent consommer l?oxygène qui tente de migrer vers le bas et, ainsi, réduire les flux d?oxygène qui atteignent les rejets réactifs.

Nov 1, 2002

By William A. Price

The objective of this paper is to outline the approaches used in British Columbia to address the challenges posed by metal leaching and acid rock drainage (ML/ARD). Challenges include the large financial costs, the need for site-specific assessments, the large information requirements, the need for mitigation measures to be designed and financed in a manner that permits long-term performance, the lack of long-term operating experience, the ongoing changes in many important processes, the need for pro-active detection and resolution of concerns, difficulties in predicting the potential for ARD or significant metal leaching, the need for new tools, and the multidisciplinary, highly specialized nature of the work. Consequently, mines must be planned, operated and closed in a manner that permits regular review, detailed monitoring and adaptive management. Proper consideration of the challenges involved, including a plan of how all outstanding concerns will be addressed, studies to address areas of significant uncertainty and caution in the absence of the required understanding, should ensure environmentally safe practices in the future.

Nov 1, 2002

By Richard Maurice

RÉSUMÉ La restauration du site minier Poirier, à Joutel s?est déroulée entre 1998 et 2001. Le principal élément des travaux a été la restauration du parc à résidus et des zones d?épanchement qui totalisaient 4,5 millions tonnes de résidus répartis sur une superficie de 74 hectares. Les résidus sont fortement générateurs de drainage minier acide. La première partie de la présentation consiste en un bref rappel du concept de restauration suivi d?une description des principaux éléments de travaux avec l?emphase sur les leçons apprises de l?exécution des travaux. La deuxième partie de la présentation est axée sur les résultats du programme de suivi en cours depuis la fin des travaux en 2001. Les éléments de suivi se rapportent à la baisse du niveau de la nappe phréatique à l?intérieur de la cellule, au tassement des résidus dans la cellule, aux mesures de température et d?oxygène à l?intérieur de la cellule et finalement à l?amélioration dans la qualité de l?eau de surface. ABSTRACT The reclamation of Poirier Mine, in Joutel, was carried out between 1998 and 2001. The main component of the works has been the reclamation of the tailings basin and tailings spill area which contained a total of 4,5 million tonnes of tailings and occupied some 74 hectares of ground surface. The mine tailings are highly acid-generating. The first part of the presentation will deal with a brief review of the reclamation plan followed by a short description of the main work components laying emphasis on experience gained during construction. The second part of the presentation will deal with the results obtained from the environmental monitoring program still in progress since the end of reclamation work in 2001. The aspects discussed include the drawdown of pore water inside the covered tailing pile, the settlement of mine waste material, the monitoring of moisture, temperature and oxygen underneath the liner and finally, the reduction of loadings in surface water.

Nov 1, 2002

By Réal Marcotte

L'industrie minière représente un apport économique important pour le Québec ; cette production est très diversifiée et répartie dans plusieurs régions. Hormis les forges du St- Maurice au XVIIe siècle, l'industrie minière québécoise commence en 1862 dans la Beauce avec l'exploitation de placers aurifères dans les affluents de la rivière Chaudière; à la même époque, on met en production les mines de cuivre Eustis, Albert et Capelton, près de Sherbrooke1; à partir de 1881, les mines d'amiante et de chromite au voisinage d'Asbestos et de Thetford commencent à voir le jour. Dans les années ?20, l'extraction de métaux précieux et usuels débute en Abitibi- Témiscamingue; durant les années '50, le fer et l'ilménite de la Côte Nord, ainsi que le cuivre de Murdochville et Chibougamau, commencèrent à être mis en valeur. Plus récemment, soit durant les années '80, le sel des Iles-de-la-Madeleine et le graphite des Hautes Laurentides s'ajoutèrent aux produits que nous commercialisons. Finalement, soit en 1998, le Québec devenait un important producteur de nickel avec le démarrage de la mine Raglan, au Nunavik. L'exploitation d'une mine peut nécessiter l'extraction de grandes quantités de roches stériles, particulièrement lorsque la production se fait à partir d'une fosse à ciel ouvert. De plus, étant donné que les minéraux et les métaux mis en marché ne constituent qu'une fraction du minerai extrait, il faut le concentrer : on se retrouve alors avec des proportions plus ou moins importantes de résidus finement broyés. Ces deux types de rejets totalisent bon an mal an environ 100 millions de tonnes. Lorsque cela est possible, ceux-ci sont, soit valorisés comme matériaux de construction ou retournés dans leur lieu d'origine afin de soutenir les murs des excavations. Toutefois, une bonne partie est accumulée en surface dans des aires aménagées spécifiquement à cette fin ; comme le montre la figure 1, la superficie utilisée à cette fin a progressé parallèlement aux booms miniers que nous venons de mentionner pour atteindre actuellement environ 15,600 hectares, dont environ la moitié sont situés sur des aires encore en activité.

Nov 1, 2002

By Louise Grondin

Laronde Mine has been working for a number of years to identify substances that could contribute to process water toxicity and to find an effective way of removing these contaminants from the water. Initial studies have identified ammonia, nitrite, cyanide, thiocyanate, cyanate, dissolved organic carbon, copper and zinc as potential toxicants. Bench-scale tests were carried out with Lakefield Research to find a water treatment process that could effectively remove the suspected toxicants. Nine treatment processes were evaluated: 1) granular activated carbon (GAC) filtration followed by zeolite, 2) zeolite filtration followed by GAC filtration, 3) aeration followed by GAC filtration, 4) multi-stage GAC filtration, 5) chlorination followed by dechlorination, 6) addition of clay based polymer, 7) treatment with peroxide and ultra-violet light, 8) bulk addition of GAC and zeolite powder, 9) treatment with bacteria. This article presents a summary of the test results and of the problems associated with the evaluation of technologies for the treatment of toxicity.

Nov 1, 2002

The Environmental Excellence in Exploration (E3) project is driven by the recognition that the minerals industry can only maintain its long term viability by ensuring its continued access to lands to explore for, and develop, new mines. Widespread implementation of sound environmental management practices by the exploration community and improved education and understanding of that by stakeholders will help substantially in accomplishing this, and E3 is designed to meet these needs. Exploration crews are now viewed as ambassadors for the global mining community. Their performance in managing the environmental aspects of an exploration program can demonstrate a commitment on the part of the international mining sector to environmentally responsible exploration and mining. We have all observed that failure to behave responsibly can alienate local residents, encourage anti-mining NGOs and jeopardize development. As the saying goes, ?you don?t get a second chance to make a first impression?, and we want to make a favourable first impression. The E3 project is focused on creating an electronic manual, the e-manual, which will provide rapid access to the most up-to-date information on environmental management practices for minerals exploration globally. The e-manual will reflect current thinking and practices in environmental management. It will be richly illustrated with actual examples that reflect the realities of exploration. It will strive to identify the key environmental issues and concerns that apply to most exploration projects, and identify other sources of relevant information useful to field practice. It is our belief that E3, or something very like it, is central to ensuring that the industry survives the current challenges to its viability. E3 will be a cornerstone of the mining industry?s drive to sustainability simply stated, if we are not permitted to explore for mines, there will be none of them at some point in the relatively near future.

May 1, 2002