Résidus de traitement minéralurgique stockés en tas (Bulgarie)

Valorisation des métaux contenus dans les résidus miniers

Les déchets miniers issus de l’exploitation des mines depuis plusieurs centaines d’années sont essentiellement gérés pour leurs impacts potentiels sur l’environnement. Toutefois, certains de ces résidus miniers restent riches en métaux et représentent une ressource secondaire d’avenir pour l’approvisionnement de certains métaux. La prise en compte de la dimension « retraitement/ recyclage » des déchets lors de la réhabilitation d’anciens sites miniers va dans le sens d’une gestion intégrée et optimisée qu’il convient d’étudier au cas par cas.

Nature et caractéristiques des résidus miniers

La production de métaux d’intérêt à partir de gisements primaires passe par deux opérations principales consécutives :

  • l’extraction du minerai contenant les métaux, généralement présent à hauteur du pourcent (aux extrêmes : 30% pour le fer et 0,01% pour l’or), puis
  • la préparation et le traitement du minerai pour concentrer les métaux.

Chacune de ces étapes génère des déchets miniers, principalement de deux types :

  • des déchets rocheux de type gangue (« waste rock » en anglais), et
  • des résidus issus de traitements minéralurgiques (« tailings » en anglais).

Ces déchets ont des caractéristiques physiques et chimiques différentes.

Ainsi, les déchets rocheux sont les roches encaissantes évacuées pour accéder au minerai à traiter. Is ne sont pas exploités car pauvres en substances de valeur et sont stockés ou utilisés sur site (remblais, par exemple). Les déchets rocheux sont assez grossiers en taille (jusqu’à pluri-décimétriques) et représentent des volumes souvent conséquents.

Les résidus de traitement sont des sous-produits des opérations de traitement du minerai par différentes techniques minéralurgiques (séparation et concentration) après préparation par concassage/broyage. Ils sont stockés sur site en tas ou en lagunes. Ils sont de granulométrie fine à très fine (millimétriques à quelques dizaines de micromètres) et potentiellement générateurs de questions environnementales (relargage de métaux, drainage minier, acide ou non ; poussières) nécessitant une gestion adaptée dans le cadre de l'après-mine.

Citons enfin, les déchets des traitements métallurgiques classiques (pyrométallurgie et hydrométallurgie) que sont les scories et les boues et qui peuvent se rajouter aux deux types de déchets précédents comme une autre source potentielle de métaux.

Contenu en métaux de base et métaux stratégiques

Les résidus de traitement contiennent des métaux de base (tels que Cu, Zn, Pb et Ni) et aussi des métaux rares, associés en faible quantité aux métaux de base dans le gisement (tels que Ga, In, Ta, Ag, W, etc.). Ces métaux rares n’étaient souvent pas extraits par le passé parce qu’économiquement non rentable ou sans application connue, ou étaient exploités au moyen de techniques dont les performances ont largement évolué depuis.

Dans le contexte actuel de tension internationale sur les approvisionnements en matières premières minérales, pour l’industrie de haute technologie notamment, certains de ces métaux rares sont désormais dits « stratégiques » ou « critiques ». Il s'agit de substances dont un pays est très dépendant du point de vue de leur importance dans une ou plusieurs filières économiques ainsi que les risques pesant sur leurs approvisionnements. La liste de ces métaux publiée par la Commission européenne est régulièrement mise à jour.

Cela confère aux résidus de traitement un potentiel de recyclage qu’il convient de considérer au regard des techniques minières, minéralurgiques et métallurgiques actuellement disponibles.

Chiffres et cartes

En France, l’exploitation d’un grand nombre de sites miniers a généré par le passé d’importantes quantités de déchets miniers. Les volumes de résidus de traitement de minerais polymétalliques représentent environ 70 Mt pour une centaine de « petits » dépôts (estimation dans le cadre du projet de recherche « Valodem - Valorisation de déchets miniers » en cours de finalisation au BRGM). En revanche, les informations sur la liste des métaux, les teneurs réellement accessibles et parfois sur les techniques de traitement qui ont été mises en œuvre sont très disparates.

A l’échelle européenne, le projet FP7 ProMine a publié les premières cartes à partir de données capitalisées (consultables sur le visualiseur cartographique de Minéralinfo, rubrique « Concentrations anthropiques »). Des actions de coordination européennes sont en cours ou en projets pour évaluer les stocks de résidus miniers potentiellement disponibles pour le recyclage, en complément de l’évaluation des ressources primaires des métaux. Cela concerne des sites abandonnés mais aussi en activité (soit 917 sites sur 1 872 identifiés en 2000, selon Eurostat 2001).

Actions en cours

En France, le recyclage des métaux concerne pour l’instant uniquement des actions de recherche pour évaluer le potentiel de récupération des métaux de base et de métaux rares dans certains stocks historiques de résidus de traitement.

Des pays tels que l’Afrique du Sud, l’Australie, le Canada et les Etats-Unis, au travers de grands groupes miniers, communiquent sur le sujet du recyclage des déchets miniers. Quelques opérations industrielles sont menées de par le monde, par exemple en Ouganda avec la récupération du cobalt dans un stock de 1 Mt de résidus de pyrite par biohydrométallurgie (Kilembe Mine – Kasese).

Dernière mise à jour le 26.08.2016