Résumé - Abstract
Dans un contexte de demande mondiale croissante pour le lithium (Li), portée en particulier par l'électrification des transports, son extraction à partir du spodumène (LiAlSi2O6) connaît un regain d'intérêt. Le spodumène est un minéral trouvé principalement dans les pegmatites à métaux rares, un type de roche composée surtout de quartz et de feldspaths et souvent enrichie en éléments rares ou dits « incompatibles » (e. g. Be, Rb, Nb, Ta). Bien que le spodumène soit exploité pour son contenu en Li depuis plus d'un siècle, la littérature scientifique concernant les rejets miniers que cela génère demeure rare. Il est connu que les rejets miniers sulfureux forment, lorsqu'ils peuvent s'oxyder, un profil vertical d'altération comprenant des séquences géochimiques et minéralogiques typiques. Cependant, de telles connaissances restent à acquérir dans le cas des rejets miniers pegmatitiques issus de l'extraction du Li et pauvres en sulfures. L'objectif général de cette étude est de mieux comprendre les processus d'altération des résidus miniers provenant de pegmatites à spodumène à partir d'une étude de cas. De 1955 à 1965, la mine Québec Lithium, située à La Corne en Abitibi-Témiscamingue (Québec, Canada), a généré environ 750 000 tonnes de résidus de concentrateur et de récupération chimique du Li à partir d'un minerai de pegmatite à spodumène. Après la fermeture du site, le parc à résidus d'environ 4 ha n'a fait l'objet d'aucune modification ou mesure de restauration, à l'exception de travaux de végétalisation de la surface au tournant des années 2000. Une campagne de carottage des résidus a été réalisée en 2020 afin d'étudier 5 profils verticaux. Plusieurs analyses ont été effectuées pour déterminer les propriétés physiques et géochimiques des résidus, de la surface jusqu'à une profondeur de 9,75 m, ce qui permet notamment de comparer l'état des résidus dans la zone vadose et sous le niveau de la nappe phréatique. La distribution granulométrique des résidus est hétérogène et semble marquée par différentes séquences de déposition hydraulique. Le pH de pâte, entre 5 et 6 près de la surface, croît généralement avec la profondeur jusqu'à dépasser 8 sous le niveau phréatique et au sein de strates à granulométrie plus fine. Selon des résultats partiels, la composition chimique est surtout liée à la minéralogie (validée par QEMSCAN et par diffraction des rayons X [DRX]) encore primaire et aux traitements subis par le minerai plutôt qu'à la profondeur ou au positionnement par rapport à la nappe phréatique. Du Li résiduel est retrouvé partout ; par exemple, les concentrations sont comprises entre 0,12 et 0,96% Li2O (570 à 4 450 mg Li/kg) le long du profil 4. D'autres analyses, portant notamment sur la mobilité et la rétention des éléments chimiques, seront nécessaires afin de valider ces conclusions préliminaires. Ces résultats donnent néanmoins un premier éclairage sur la géochimie encore méconnue des aires d'entreposage de rejets de pegmatites lithinifères.