| Titre | Geoenvironmental characterization of ferroniobium slag, Saint Lawrence Columbium Mine, Oka, Québec |
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| Licence | Veuillez noter que la Licence du gouvernement
ouvert - Canada remplace toutes les licences antérieures. |
| Auteur | Desbarats, A J ;
Percival, J B; Pelchat, P; Sekerka, J; Bilot, I; Girard, I; Gammon, P |
| Source | Commission géologique du Canada, Dossier public 8752, 2020, 69p., https://doi.org/10.4095/327565  Accès ouvert |
| Liens | Erratum
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| Image |  |
| Année | 2020 |
| Éditeur | Ressources naturelles Canada |
| Document | dossier public |
| Lang. | anglais |
| DOI | https://doi.org/10.4095/327565 |
| Media | en ligne; numérique |
| Référence reliée | Photo(s) de RNCan dans cette publication |
| Référence reliée | Cette publication est reliée à Geoenvironmental
characterization of carbonatite tailings, Saint Lawrence Columbium Mine, Oka, Québec |
| Liens | readme
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| Formats | pdf; rtf; xlsx (Microsoft® Excel®) |
| Province | Québec |
| SNRC | 31G/08; 31G/09; 31H/05; 31H/12 |
| Région | Oka |
| Lat/Long OENS | -74.1333 -73.9500 45.6000 45.4333 |
| Sujets | ressources 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 |
| Illustrations | photographies; tableaux; images satellitaires; cartes géolscientiques généralisées; graphiques; profils |
| Programme | Géosciences environnementales Effets cumulatifs des bassin versant de cobalt |
| Diffusé | 2020 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 ID | 327565 |
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