Relating laboratory geomembrane longevity data to represent field situations in tailings storage

RÉSUMÉ: Les besoins d'installations de stockage de résidus augmentent en raison de l'augmentation de l'extraction de minerais, en particulier de cuivre et des terres rares, pour soutenir l'augmentation rapide du nombre de voitures électriques. L'augmentation des débits miniers pour exploiter les gisements à faible teneur nécessite la gestion de plus grands volumes de résidus tout en maintenant la protection de l’environnement, ce qui peut nécessiter de limiter les infiltrations dans l’environnement et/ou l’oxydation dans les installations de stockage de résidus. Ces défis ont accru l’intérêt pour l’utilisation des géomembranes, en particulier des géomembranes en polyéthylène, comme forme rentable de confinement et de contrôle de l’oxydation. Les revêtements augmentent la sécurité des barrages en réduisant le risque de défaillance des canalisations et en abaissant la surface phréatique à l'intérieur du barrage. Les parcs à résidus sont généralement des éléments paysagers permanents, de sorte que leur rendement et leurs risques à long terme (y compris l’impact de la dégradation des éléments de conception) doivent être pris en compte. Après 30 ans de recherche sur les applications en décharge, l’équipe de recherche de Queen’s dispose de plus d’une décennie de données sur l’exposition des géomembranes aux solutions minières sur une plage de pH de 0,5 à 12,5. Malheureusement, les données minières disponibles sont basées uniquement sur des tests d’immersion. Les recherches précédentes sur les applications en décharge ont montré que le taux d'épuisement des antioxydants d'une géomembrane donnée immergée dans une solution est peut-être 3 à 5 fois plus rapide que pour la même géomembrane dans un système revêtu en contact avec la même solution au-dessus de la géomembrane. Cet article décrit un système adopté pour fournir une comparaison semblable dans une application d'installation de résidus. Les premiers résultats pour les applications minières, en particulier lorsque les géomembranes sont protégées par des résidus au-dessus et une couche de fondation en dessous, seront discutés. L'article décrit une approche collaborative entre KCB et Queen's pour évaluer comment les matériaux adjacents affectent la durée de vie des géomembranes dans les applications minières avec les premières découvertes.

ABSTRACT: The need for tailings storage facilities is increasing due to increased mineral extraction, particularly copper and rare earths to support the rapid increase in the number of electric cars. Higher mining throughputs to mine lower-grade deposits require managing larger volumes of tailings while maintaining environmental protection, which may require limiting seepage to the environment and/or oxidation in tailings facilities. These challenges have increased the interest in the use of geomembranes, particularly polyethylene geomembranes, as a cost-effective form of containment and oxidation control. Liners increase dam safety by reducing the potential for a piping failure and lowering the phreatic surface within the dam. Tailings facilities are typically permanent landscape features, so their long-term performance and risks (including the impact of design element degradation) must be considered. After 30 years of research on landfill applications, Queen’s research team has over a decade of data on geomembrane exposure to mining solutions across a pH range of 0.5 to 12.5. Unfortunately, the available mining data is based solely on immersion tests. The preceding research for landfill applications has shown that the rate of antioxidant depletion of a given geomembrane immersed in a solution is maybe 3 to 5 times faster than for the same geomembrane in a lined system in contact with the same solution above the geomembrane. This paper describes a system being adopted to provide a similar comparison in a tailings facility application. The early results for mining applications, particularly when geomembranes are protected by tailings above and subgrade below will be discussed. The paper describes a collaborative approach between KCB and Queen’s to assess how adjacent materials affect geomembrane service life in mining applications with early findings.