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Mercredi 18 octobre 2017

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D’une pierre deux coups

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En Suède, des lies de liqueur verte servent à recouvrir des résidus miniers

À quelques exceptions près, l'industrie forestière a toujours été concentrée sur ses propres produits : depuis le matériau brut jusqu'à son application finale de produits de papiers et de carton. Cependant, une certaine coopération avec d'autres industries commence à voir le jour comme, par exemple, la collaboration d'usines de pâtes avec l'industrie minière.

Le monde change dans l'industrie forestière, non seulement à cause de la baisse de demande de papier d'impression, d'écriture et de bureau. Également importante est l'augmentation d'une compétition féroce ainsi que la nécessité d'accroître l'efficacité, l'utilisation de l'énergie, la réduction des déchets et des émissions de même que de tirer plus de profit du matériau de bois brut. De préférence, tout cela en même temps.

Franchir la clôture

Les producteurs de pâtes et papier ont traditionnellement été habitués à régler leurs problèmes « à la maison ». Ceci n'a rien d'unique et se retrouve dans beaucoup d'industries de transformation. Cependant, quand les gens commencent à regarder les opportunités « de l'autre côté de la clôture », cela dévoile d'autres possibilités. Une de celles-ci est la coopération très encourageante, en Suède, entre quelques usines de pâtes, universités, instituts de recherche, une société de recyclage, des conseillers techniques et des compagnies minières. L'idée est de créer une méthode pour incorporer des lies de liqueur verte à du till (le terme géologique pour définir le mélange de terre, de sable et de roche déposé par les glaciers lors de leur recul) pour en faire une couverture étanche sur les dépôts de déchets miniers.

L'industrie minière suédoise se trouve concentrée à deux endroits : à Bergslagen, qui est une zone qui se situe dans le centre du pays, et dans sa partie nord. Il existe dans ces zones un certain nombre de mines désaffectées dont les dépôts de déchets ont été recouverts de la façon habituelle avec du till d'argile silteuse. L'université Örebro à Bergslagen et l'université Lulea of Technology, LTU, située près des mines de la zone nord, font actuellement des recherches intensives afin de trouver une nouvelle méthode efficace et économique pour résoudre le problème des dépôts de résidus miniers.

Il y a environ trois ans, la société SP Processum, de concert avec plusieurs usines de pâte, a amorcé un projet destiné à trouver un débouché pour les lies de liqueur verte en tirant avantage de ses propriétés intrinsèques. Le but était d'évaluer la possibilité de son utilisation comme couverture d'étanchéité pour les couches de résidus miniers sulfurés.


Le mélange de lie de liqueur verte et de till constitue une couche d'étanchéité efficace.
Photo : Par Odén, RagnSells

Les chercheurs de l'université LTU avaient observé lors d'essais de laboratoire que la conductivité hydraulique de sept types de lies de liqueur verte répondait aux exigences géochimiques et géotechniques d'utilisation comme couverture des résidus miniers. Un travail de doctorat de Maria Makitaio montrait qu'ajouter environ 10% de lie de liqueur verte au till était suffisant pour tirer tous les avantages de ses propriétés hydrauliques et qu'on pouvait obtenir une compaction suffisante.

Un projet à grande échelle a alors été entrepris dans le nord de la Suède. Il s'agit d'un projet en deux phases mené par SP Processum en collaboration avec Boliden Mineral, Ragn-Sells, MTC, SCA Obbola, Domsjö Fabriker. LTU, Ecoloop et Ramböll.
La première étape a été la construction d'un essai in situ avec un remblai de résidus miniers et de le recouvrir d'un mélange de till et de lie de liqueur verte. Le but de cette couche d'étanchéité est de créer une barrière à l'oxygène afin de minimiser l'oxydation et le futur écoulement des métaux.

 
Préparation du remblai. Photo : Par Odén, RagnSells

Durant l'année 2015, la mesure des infiltrations d'eau a donné des résultats prometteurs. Cependant, le remblai n'a pas encore achevé son service et il continuera à être étudié. Il permettra de fournir de précieuses données durant plusieurs années. La deuxième phase du projet, un essai à plus grande échelle, consiste à recouvrir une étendue de 4,5 hectares de résidus miniers à la mine désaffectée Boliden.

« Les usines de pâtes avaient déjà réalisé le potentiel des boues de liqueur verte, un sous-produit du procédé de récupération chimique, mais n'en avaient jamais trouvé une bonne utilisation » déclare Monsieur Gunnar Westin, chef de projet chez SP Processum. « Les lies de liqueur verte sont un matériau dense avec une bonne capacité de retenir l'eau et sont quelquefois utilisées pour recouvrir les terres de remblai des usines. L'industrie minière, par contre, a des difficultés à trouver un matériau adéquat pour recouvrir ses déchets miniers et empêcher les infiltrations de métaux lourds dans les lacs et les cours d'eau ».


Gunnar Westin montrant un échantillon de lie de liqueur verte séchée

« La lie de liqueur verte a été choisie pour ses propriétés alcalines, pour sa faible conductivité hydraulique et sa forte rétention de l'eau, ce qui en font un matériau de choix pour recouvrir les déchets miniers », dit Monsieur Christian Maurice, chef de projet à Ramböll et LTU. « Suite aux travaux de recherche effectués, la lie de liqueur verte est mélangée à un till de gros calibre où la lie remplit la porosité du till. L'ajout au till d'une petite proportion de lie de liqueur verte donne un matériau de couverture stable. Mais cela signifie aussi que cette fonction doit être maintenue pendant plusieurs décades, voire plusieurs siècles, ce qui veut dire que les compagnies minières doivent calculer leurs coûts par hectare par décades car recommencer le processus plus tard est très coûteux ».

Une autre solution technique d'utilisation des lies de liqueur verte est en cours à l'université Örebro de concert avec SP Processum. Le but en est le même : déterminer une méthode pour empêcher les infiltrations des métaux lourds des résidus miniers. Étant donné que l'industrie minière est une très vieille activité à Bergslagen, la « root Stora » à Stora Enso, par exemple, date d'une mine de cuivre de 1228, il y a des dépôts miniers faits de très vieilles roches résiduelles. Certaines sont même protégées comme patrimoine culturel et leurs surfaces apparentes doivent être préservées. Les chercheurs ont alors créé un système qui comprend des injections de lie de liqueur verte d'une concentration adéquate qui arrête les infiltrations d'eau contenant des métaux lourds. Cette méthode s'est aussi avérée être efficace.

Deux problèmes, une seule pierre

Afin de généraliser les techniques d'utilisation de la boue de liqueur verte comme partie importante du recouvrement des résidus miniers, LTU et SP Processum ont commencé à préparer un manuel de référence sur ce sujet. Un manuel de même type sera préparé pour la méthode d'injection.

Une leçon à tirer de cette collaboration entre deux industries, en plus du problème lui-même, est qu'une situation d'un côté de la clôture d'une industrie peut résoudre celle de l'autre côté, en faisant d'une pierre deux solutions tout en impliquant universités et instituts techniques.


 

 

 
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