Le Biochar dans l'Industrie Minière

Par Suzanne E. Allaire

Propriétaire, GECA Environnement

Le biochar peut être utilisé de différentes manières dans l'industrie minière, utilisations qui ont toutes un impact positif important sur l'environnement. Nous utilisons le biochar soit pour réduire l'empreinte carbone et l'impact sur le changement climatique, soit pour nettoyer pendant et après les activités minières. En fait, nous remplaçons le charbon, l'anthracite, le charbon actif et d'autres types de carbone par le biochar dans le cadre de diverses activités minières: production de chaleur, traitement du minerai, épuration de l'eau, prévention de la pollution, recyclage des déchets et réduction des émissions atmosphériques. Voici un aperçu des différentes utilisations du biochar dans les sites miniers.

Production de chaleur

Le biochar peut remplacer plusieurs types d’énergie. Le charbon et l'anthracite sont souvent utilisés pour fournir le maximum d'énergie au moindre coût dans l'industrie minière. Cette industrie utilise des millions de tonnes de charbon chaque année dans le monde uniquement pour l'énergie. Le biochar devrait alors contenir beaucoup d’énergie et être cuit à une température relativement élevée, c’est-à-dire qu’il devrait contenir le moins d’eau possible. Lorsqu'il est utilisé uniquement pour le chauffage, le biochar peut être fabriqué à partir de la source la moins chère et n'est pas spécifique, il s'agit d'un produit de commodité. Actuellement, seuls quelques producteurs de biochar peuvent produire suffisamment de biochar pour désservir les besoins d’énergie de cette industrie. Cependant, dans les prochaines années en Amérique du Nord, le biochar sera produit par plusieurs entreprises en grande quantité comme produit de remplacement du charbon.

Traitement du minerai

Une partie du charbon et de l’anthracite est utilisé pour le traitement du minerai, non seulement pour l’apport de chaleur, mais pour supporter des réactions thermochimiques. Dans ce cas, le biochar devrait être conçu en fonction des réactions chimiques désirées. Il doit alors contenir des quantités spécifiques d’éléments spécifiques et ne pas contenir d’autres éléments susceptibles de provoquer des réactions chimiques indésirables. Cela signifie que le biochar doit être conçu pour chaque usine de traitement du minerai et ne constitue pas une commodité, même si un tonnage important peut être requis. C'est le cas du bouletage du minerai de fer, où il doit fournir de l'énergie. On doit, en plus, considérer d’autres points, dont un contenu en silice aussi bas que possible, un carbone qui doit brûler à la bonne température et doit transférer son carbone au fer.

Nettoyage de l'eau

La plupart des activités minières génèrent des polluants, souvent présents dans les résidus miniers, qui sont ensuite rejetés dans l’eau et dans les sols environnants. Les activités minières peuvent également générer de l’eau pour le refroidissement, le traitement et les réactions durant le processus. Toutes ces eaux doivent être nettoyées. Les polluants dans les résidus miniers entraînent souvent un drainage acide avec un pH très bas et contiennent des métaux lourds. Pour résoudre ce problème, des bassins de rétention sont créés et l’eau peut être traitée avec du charbon actif, une décantation, des précipitations, ou autres. Le biochar a généralement un pH élevé, ce qui contribue à réduire l'acidité. De plus, le biochar pourrait être utilisé pour éliminer les métaux lourds de l’eau du bassin. Le biochar consiste en une alternative au charbon actif beaucoup moins dispendieuse, d’autant plus qu’il sorbe beaucoup mieux la plupart des métaux lourds que ce dernier. À des fins de refroidissement et de nettoyage, d'autres produits chimiques tels que des contaminants organiques (ex: huile) peuvent s'accumuler dans l'eau. Grâce à ses excellentes capacités de sorption des composés organiques, le biochar peut être utilisé pour traiter une telle contamination de l'eau.

Prévention de la pollution

À la fin des activités minières, il est nécessaire de réhabiliter le site par le biais de la végétation et en prévenant la pollution de l’eau et des sols dans les environs. Les résidus présentent souvent un pH très élevé ou très bas, peu ou pas de nutriments, un drainage trop important ou trop insuffisant ainsi que des concentrations de métaux lourds trop élevées pour la croissance des plantes. Ces conditions font en sorte que les plantes ont souvent de grandes difficultés à se développer dans les résidus miniers. L'ajout de biochar aux résidus associé avec d'autres amendements de sol est efficace pour améliorer la croissance des plantes et rééquilibrer le pH. De plus, il apporte des nutriments aux plantes, nutriments qu'il n'est pas nécessaire d'incorporer en tant qu'engrais; ces engrais étant extraits ailleurs. Le biochar est également connu pour sorber les contaminants, réduisant ainsi leur lessivage vers les eaux souterraines. En vue de ces applications, un biochar avec des propriétés spécifiques doit être sélectionné pour chaque environnement minier et pour chaque type de contamination.

Impact global du biochar

Par conséquent, le biochar peut remplacer plusieurs formes de charbon fossile, le charbon actif et les engrais utilisés durant ou après les activités minières.

Le remplacement du charbon par du biochar réduit considérablement les émissions de gaz à effet de serre. En effet, pour chaque tonne de charbon brûlée, on considère l'équivalent de 3 tonnes de CO₂ émis. Cela s'ajoute au CO₂ et au soufre émis par le long transport vers les sites miniers. Comparativement, le biochar est carbone neutre ou meilleur. Il peut séquestrer le carbone et n'émet que très peu de soufre par rapport au charbon. Il pourrait être produit localement dans la plupart des cas et être fabriqué avec des résidus qui autrement émettraient des gaz à effet de serre lors de leur décomposition.

Par conséquent, compte tenu du volume important de charbon et de charbon activé provenant de combustibles fossiles consommés par l'industrie minière, le remplacement par le biochar représente une avancée intelligente vers la résilience au changement climatique.