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TitreGeoenvironmental characterization of ferroniobium slag, Saint Lawrence Columbium Mine, Oka, Québec
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LicenceVeuillez noter que la Licence du gouvernement ouvert - Canada remplace toutes les licences antérieures.
AuteurDesbarats, A JORCID logo; Percival, J BORCID logo; Pelchat, P; Sekerka, J; Bilot, I; Girard, IORCID logo; Gammon, P
SourceCommission géologique du Canada, Dossier public 8752, 2020, 69p., https://doi.org/10.4095/327565 Open Access logo Accès ouvert
LiensErratum
Image
Année2020
ÉditeurRessources naturelles Canada
Documentdossier public
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.4095/327565
Mediaen ligne; numérique
Référence reliéePhoto(s) de RNCan dans cette publication
Référence reliéeCette publication est reliée à Geoenvironmental characterization of carbonatite tailings, Saint Lawrence Columbium Mine, Oka, Québec
Liensreadme
Formatspdf; rtf; xlsx (Microsoft® Excel®)
ProvinceQuébec
SNRC31G/08; 31G/09; 31H/05; 31H/12
RégionOka
Lat/Long OENS -74.1333 -73.9500 45.6000 45.4333
Sujetsressources en eau souterraine; pollution de l'eau souterraine; qualité de l'eau; effets sur l'environnement; gisements minéraux; métaux; niobium; exploitation minière; traitement des minerais; concentrés (de minerai); résidus miniers; déchet radioactif; scorie; pyrochlore; altération; météorologie; précipitation; lessivage; substances polluantes; uranium; thorium; roches hôtes; géologie du substratum rocheux; lithologie; roches ignées; roches intrusives; carbonatites; analyses des éléments en trace; levés géophysiques; levés radiométriques, sol; radioisotopes; climat; physiographie; Complexe d'Oka ; Industrie minière; Eaux usées; Exploitation des ressources; atténuation; Atténuation; Changement climatique; Méthodologie; effets cumulatifs; Approvisionnement en eau; géologie de l'environnement; hydrogéologie; géochimie; géophysique; minéralogie; géologie économique; Nature et environnement; Sciences et technologie; Économie et industrie
Illustrationsphotographies; tableaux; images satellitaires; cartes géolscientiques généralisées; graphiques; profils
ProgrammeGéosciences environnementales Effets cumulatifs des bassin versant de cobalt
Diffusé2020 11 19; 2021 01 08
Résumé(Sommaire disponible en anglais seulement)
Between 1961 and 1976, the St. Lawrence Columbium mine produced pyrochlore concentrate from a niobium-bearing carbonatite deposit near Oka, Québec. Beginning in 1971, the pyrochlore concentrate was converted into ferroniobium alloy through an aluminothermic reduction process, which also yielded slag as a waste product. Uranium and thorium occurring as impurities within the pyrochlore were preferentially sequestered in the slag. As a result, the slag represents Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Material (TENORM) requiring a long-term management solution.
Slag at the mine was deposited on the surface and has been exposed to the elements for approximately 45 years. Much of the slag exhibits an advanced degree of weathering. The slag consists of an assemblage of high-temperature mineral phases including hibonite, grossite, and perovskite, as well as amorphous glass. The minerals deviate significantly from their ideal compositions as they incorporate rare earth and other trace elements including uranium and thorium. Geochemically, the slag is composed mainly of aluminum, calcium, and sodium from reagents, and impurities from the pyrochlore concentrate including titanium, silicon, zirconium, uranium, thorium, and rare earth elements, as well as unrecovered niobium.
A ground-based spectral radiometric survey was conducted on a longitudinal transect through the slag disposal area. Equivalent uranium concentrations ranged between 455 and 1616 ppm, with a median value of 1069 ppm. Equivalent thorium concentrations ranged between 607 and 5059 ppm, with a median value of 2101 ppm. Assuming secular equilibrium within the decay series, total activity concentrations of the slag varied between 126 and 417 Bq/g, with a median of 304 Bq/g. These results are consistent with detailed radiological analyses for U-238, U-235, Th-232 and their daughter products performed on three selected slag samples.
An on-site field-scale leach test was conducted on three 220 L barrels of coarse vesicular slag open to natural precipitation. The experiment ran from June of 2017 to November of 2018 during which time collected leachate was sampled six times. The leachate had a near constant pH of 9.2 while specific conductance values varied between 1191 and 3280 µS/cm. Leachate chemistry did not stabilize during the test, likely because seasonal freeze-thaw cracking of the slag was regularly exposing fresh surfaces to chemical weathering. The main solutes were sodium and bicarbonate. Fluoride concentrations varied between 16.8 and 45.6 mg/L. Dissolved aluminum and uranium concentrations reached as high as 8173 and 65 µg/L, respectively. Although uranium is hosted by most minerals in the slag, it is released mainly by the weathering of unstable glass phases.
This investigation of slag geochemistry at the former St. Lawrence Columbium mine, provides new geoscience data and knowledge useful for the environmental assessment of future carbonatite-hosted niobium mining projects. The information will allow proponents and other stakeholders to anticipate potential environmental impacts associated with new resource development and to plan appropriate mitigation measures accordingly.
Sommaire(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Avec l'émergence des technologies nouvelles, il y a une demande croissante pour les métaux critiques tels que les éléments terres rares et le niobium retrouvés dans les gisements minéraux de type carbonatite. Cependant, les caractéristiques environnementales des rejets miniers liés à l'exploitation de carbonatites sont peu connues. Ce manque de connaissances est visé ici par l'étude de la minéralogie, de la géochimie, et de la radioactivité de scories provenant du traitement de minerai de niobium (Nb) à l'ancienne mine Saint-Lawrence Columbium, près d'Oka, au Québec. Le Nb est retrouvé dans le pyrochlore, un minéral qui contient aussi de l'uranium (U) et du thorium (Th). La conversion du concentré de pyrochlore en alliage de ferroniobium produit des scories enrichies en U et Th. Ces scories contiennent assez de U et de Th pour être classifiées comme matière radioactive dangereuse. Le lixiviat de scories contient des concentrations élevées en aluminium et en fluorure dissous. Les résultats de cette étude représentent des données de références essentielles pour l'évaluation des impacts environnementaux associés à l'exploitation de gisements de type carbonatites dans le futur.
GEOSCAN ID327565

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Date de modification :
2021-03-02

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