Le recyclage de l’eau est un élément essentiel des opérations minières durables. À mesure que la disponibilité de l’eau douce devient de plus en plus limitée, les mines subissent une pression croissante pour réutiliser l’eau de traitement afin de supprimer la poussière, de laver le charbon, de séparer les minéraux et de fournir des services publics sur le site.
Cependant, en pratique, de nombreux systèmes de recyclage de l’eau minière ne parviennent pas à obtenir des performances de réutilisation stables. La cause profonde n’est souvent pas un manque d’infrastructures, mais l’absence de contrôle continu et précis de deux paramètres fondamentaux de la qualité de l’eau : le pH et la turbidité .
Sans une gestion cohérente de ces variables, l’efficacité du traitement s’effondre, les coûts d’exploitation augmentent et l’eau recyclée devient impropre à la réutilisation.
Les conséquences d’un mauvais contrôle du pH dans l’eau des procédés miniers
Le pH est un facteur décisif régissant le comportement chimique des métaux dissous dans les eaux usées minières. Elle détermine directement si les métaux lourds restent solubles ou peuvent être efficacement éliminés par précipitations.
Différents hydroxydes de métaux nécessitent des plages de pH spécifiques pour précipiter :
- Fer (Fe³⁺) : Précipite complètement à environ un pH de 3,7. Si le pH descend en dessous de 3, le fer reste dissous, ce qui entraîne des concentrations excessives de fer dans l’effluent.
- Manganèse (Mn²⁺) : Il faut un pH ≥ 9,8 pour une précipitation complète. Dans le drainage acide des mines (typiquement pH 3–5,5), le manganèse reste soluble et il est extrêmement difficile à éliminer.
- Plomb, zinc, cadmium et autres métaux lourds : Dans des conditions acides (pH < 6), ces métaux existent principalement sous forme d’ions solubles, rendant la précipitation chimique conventionnelle inefficace.
Si le pH n’est pas ajusté et stabilisé dans une plage de fonctionnement appropriée (souvent pH 6,5–8,5 pour des objectifs de traitement combinés), les métaux lourds ne peuvent pas être éliminés de manière fiable. En conséquence :
- L’effluent ne respecte pas les normes réglementaires de rejet
- L’eau recyclée est dangereuse à réutiliser
- Les concentrations de métaux fluctuent de manière imprévisible, déstabilisant les processus en aval
De plus, Conditions acides (pH < 6) Accélérer la corrosion des conduites, pompes, vannes et réservoirs, augmentant considérablement les coûts d’entretien et les temps d’arrêt des équipements.
L’impact d’un contrôle inadéquat de la turbidité
La turbidité dans l’eau des procédés miniers est principalement causée par des solides en suspension tels que les particules d’argile et la matière minérale fine. Ces particules présentent plusieurs défis de traitement :
- Taille de particule extrêmement petite
- Faible densité
- Taux de tassement naturel très lent
Sans intervention adéquate, la séparation gravitationnelle seule est inefficace.
Risques opérationnels d’une forte turbidité
Lorsque la turbidité n’est pas efficacement contrôlée :
- Inefficacité chimique : Les solides en suspension adsorbent et consomment des produits chimiques de traitement, réduisant ainsi l’efficacité de coagulation et de neutralisation.
- Défaillance des procédés en aval : Une forte turbidité bouche les milieux filtrants, bloque les membranes et réduit le flux membranaire, rendant les processus de traitement avancés (filtration par membrane, adsorption au charbon actif) inefficaces.
- Blocage de l’équipement : Les solides en suspension non traités peuvent entraver les systèmes de réutilisation tels que les buses de suppression de poussière et les circuits de lavage du charbon.
Sans coagulation efficace (par exemple, en utilisant Coagulants polymériques à base de fer ou d’aluminium ) et des technologies de clarification telles que les lamelles ou les déposateurs tubulaires, les solides en suspension restent dans l’eau, ce qui entraîne :
- Effluent trouble
- Niveaux de couleur surélevés
- Défaut de respect des exigences de qualité de l’eau de réutilisation
Effets combinés : pourquoi la récupération des ressources devient impossible
Lorsque le pH et la turbidité ne sont pas contrôlés de manière cohérente, les eaux usées minières ne peuvent pas être réutilisées de manière fiable, ce qui compromet toute la stratégie de recyclage de l’eau.
Les conséquences typiques incluent :
- Limitations de réutilisation : L’eau à forte turbidité et à forte concentration de métaux lourds ne peut pas être utilisée pour la suppression de poussière, le lavage du charbon ou l’irrigation du site.
- Inhibition biologique du traitement : Les conditions acides suppriment l’activité microbienne, restreignant l’application des processus de traitement biologique.
- Instabilité du système : De fortes fluctuations de pH perturbent les systèmes automatisés de dosage, entraînant des surdoses chimiques, des sous-dosages et des performances de traitement instables.
Une qualité de l’eau irrégulière élimine finalement la viabilité économique de la réutilisation de l’eau, obligeant les mines à augmenter les volumes de consommation d’eau douce et les rejets d’eaux usées.
Contrôle constant du pH et de la turbidité : une condition préalable au recyclage réussi de l’eau
Le recyclage efficace de l’eau des procédés miniers n’est pas possible par des ajustements intermittents ou un traitement réactif. Elle exige :
- Surveillance continue du pH et tampon
- Coagulation stable et performance de clarification
- Stratégies de contrôle intégrées qui répondent à la variabilité de l’eau brute
Ce n’est qu’avec un contrôle soutenu du pH et de la turbidité que les opérations minières peuvent obtenir :
- Conformité réglementaire
- Réutilisation fiable de l’eau
- Coûts d’exploitation réduits
- Avantages environnementaux et économiques à long terme
Dans le traitement minier de l’eau, La stabilité n’est pas optionnelle — elle est la base du recyclage réussi de l’eau de procédé .