| Titre | Hydrogeochemistry of mine tailings from a carbonatite-hosted Nb-REE deposit, Oka, Quebec, Canada |
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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 |
| Source | Commission géologique du Canada, Présentation scientifique 154, 2023, 35p., https://doi.org/10.4095/331256  Accès ouvert |
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| Année | 2023 |
| Éditeur | Ressources naturelles Canada |
| Réunion | 29th International Applied Geochemistry Symposium; Vina del Mar; CL; Octobre 23-28, 2022 |
| Document | publication en série |
| Lang. | anglais |
| DOI | https://doi.org/10.4095/331256 |
| Media | papier; numérique; en ligne |
| Formats | pdf |
| Province | Québec |
| SNRC | 31H/12; 31G/09 |
| Région | Oka |
| Lat/Long OENS | -74.5000 -73.5000 45.7500 45.5000 |
| Sujets | hydrogéochimie; résidus; géochimie des résidus; terres rares; géochimie des terres rares; analyses de la roche, éléments de terres rares; carbonatites; niobium; géochimie; hydrogéologie; géologie de
l'environnement; Sciences et technologie; Nature et environnement; minéralogie |
| Illustrations | photographies; cartes de localisation; diagrammes; profils géochimiques; graphiques |
| Programme | Géosciences environnementales Effets cumulatifs des bassin versant de cobalt |
| Diffusé | 2023 01 11 |
| Résumé | (disponible en anglais seulement)
Environmental impacts associated with the mining of carbonatite deposits are an emerging concern due to the demand for critical metals. This study investigates
the chemistry of tailings seepage at the former Saint Lawrence Columbium mine near Oka, Québec, Canada, which produced pyrochlore concentrate and ferroniobium from a carbonatite-hosted Nb-REE deposit. Its objectives are to characterize the mineralogy
of the tailings and their pore water and effluent chemistries. Geochemical mass balance modeling, constrained by aqueous speciation modeling and mineralogy, is then used to identify reactions controlling the chemical evolution of pore water along its
flow path through the tailings impoundment. The tailings are composed mainly of REE-enriched calcite (82 wt. %), biotite (12 wt. %) and fluorapatite (4 wt. %). Minor minerals include chlorite, pyrite, sphalerite, molybdenite and unrecovered
pyrochlore. Secondary minerals include gypsum, barite and strontianite. Within the unsaturated zone, pore water chemistry is controlled by sulfide oxidation and calcite dissolution with acid neutralization. With increasing depth below the water
table, pore water composition reflects gypsum dissolution followed by sulfate reduction and FeS precipitation driven by the oxidation of organic carbon in the tailings. Concomitantly, incongruent dissolution of biotite and chlorite releases K, Mg,
Fe, Mn, Ba and F, forming kaolinite and Ca-smectite. Cation exchange reactions further remove Ca from solution, increasing concentrations of Na and K. Fluoride concentrations reach 23 mg/L and 8 mg/L in tailings pore water and effluent, respectively.
At a pH of 8.3, Mo is highly mobile and reaches an average concentration of 83 µg/L in tailings effluent. Although U also forms mobile complexes, concentrations do not exceed 16 µg/L due to the low solubility of its pyrochlore host. Adsorption and
the low solubility of pyrochlore limit concentrations of Nb to less than 49 µg/L. Cerium, from calcite dissolution, is strongly adsorbed although it reaches concentrations (unfiltered) in excess of 1 mg/L and 100 µg/L in pore water and effluent,
respectively. Mine tailings from carbonatite deposits are enriched in a variety of incompatible elements with mineral hosts of varying reactivity. Some of these elements, such as F and Mo, may represent contaminants of concern because of their
mobility in alkaline tailings waters. |
| Sommaire | (Résumé en langage clair et simple, non publié)
L'émergence des technologies nouvelles a créé une demande croissante pour le niobium (Nb) et les éléments terres rares (ETR) qui sont des métaux
critiques retrouvés dans les gisements minéraux de type carbonatite. Cependant, les risques environnementaux associés à l'exploitation minière des métaux critiques demeurent peu connus. Afin de visé ce manque de connaissances ainsi que les objectifs
de RNCan au niveau du développement durable et des métaux critiques, le Programme de Géoscience Environnementale de la CGC a lancé cette étude géochimique du drainage provenant des résidus à l'ancienne mine Saint Lawrence Columbium près de Oka, au
Québec. La mine produisait un concentré de Nb et du ferroniobium à partir d'une carbonatite riche en Nb et ETR. Les résidus contiennent plus de 60 % de calcite et ne génèrent pas de drainage minier acide malgré la présence de 0.5 % de sulfures.
Cependant, le drainage du parc à résidus contient des concentrations de sulfate, fluorure et molybdène pouvant être toxiques à la vie aquatique. D'autres éléments trace tels que le Nb, les ETR, l'uranium et le zinc sont présents à faible
concentration. Les nouvelles connaissances produites lors de cette étude seront transférables à d'autres gisements de type carbonatite qui pourraient être sujets à des évaluations d'impact environnemental à l'avenir. |
| GEOSCAN ID | 331256 |
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