La mobilité de l'aluminium et les déchets miniers
L'aluminium (Al) est l'un des principaux éléments que l'on retrouve dans les eaux affectées par le drainage minier acide, dans des lacs mal protégés par des zones tampon qui réceptionnent les pluies acides, ainsi que dans les eaux interstitielles des sols sulfato-acides. Dans ces environnements, Al joue un rôle clé dans la mobilisation d'autres éléments potentiellement polluants qui ont un impact grave sur les écosystèmes et même sur la santé humaine (par exemple dans la maladie d'Alzheimer). Les risques posés par l'exposition à l'Al sont contrôlés par la réactivité des minéraux porteurs d'aluminium. En conséquence, le projet RASMIN (Reactivity of aluminium sulphate minerals in mine wastes) a étudié le comportement des deux principaux minéraux sulfatés qui contrôlent la mobilité de l'aluminium. Il s'agit de l'alunite (KA13(SO4)2(OH)6) et de la felsobanyaite (Al4(SO4(OH)10.4-5H2O). Les partenaires du projet ont étudié la stabilité des minéraux, la vitesse à laquelle ils se dissolvent et libèrent l'aluminium dans l'environnement et l'importance de la température sur leur dissolution et sur le taux de dissolution. Ils ont également étudié ce qu'il se passe pour la composition de l'alunite et la felsobanyaite solides lors de leur dissolution et comment cette dissolution se déroule (à l'échelle moléculaire). Pour répondre à ces questions, les chercheurs ont effectué des expériences en laboratoire reproduisant la dissolution des deux minéraux dans les conditions que l'on retrouve le plus couramment dans les systèmes naturels. L'évolution de la composition des minéraux et de la solution au cours des expériences a ensuite été déterminée à l'aide d'un ensemble de techniques. Les résultats ont été étudiés en utilisant deux simulations informatiques de modélisation géochimique et atomique. Les taux obtenus pour l'alunite et la felsobanyaite ont été incorporés dans des expressions mathématiques qui ont permis aux scientifiques de calculer leurs taux de dissolution et la libération d'aluminium associée. Ces expressions ont également été utilisées pour évaluer le comportement de l'aluminium sur une large gamme de pH et de températures, représentatifs de ceux que l'on retrouve dans la plupart des eaux naturelles riches en sulfates. Les résultats suggèrent que des valeurs de pH autour de 4,5 et de faibles températures réduiraient la dissolution de l'alunite et de la felsobanyaite, favorisant leur préservation et limitant les rejets d'aluminium dans l'environnement. Ces résultats permettront de mieux comprendre la stabilité environnementale des minéraux et le comportement de l'aluminium au cours de la dissolution. Le projet RASMIN permettra de combler des lacunes concernant la compréhension des facteurs qui contrôlent la mobilité de l'aluminium dans l'environnement et les risques posés par l'exposition à l'aluminium. Cela contribuera au développement de nouvelles mines et à la protection de l'environnement et de la santé humaine.
Mots‑clés
RASMIN, déchets miniers, sulfate d'aluminium, alunite, felsobanyaite, géochimique, taux de dissolution, pH, température
