Hydraulic conductivity and consolidation response of mixtures of mine waste rock and tailings

Hydraulic conductivity and consolidation behaviour are examined for an alternative mine waste disposal technique. One type of waste rock, one type of tailings, and mixtures of the same waste rock and tailings were tested in benchscale and column studies. Specimens 150 mm in diameter were tested for hydraulic conductivity by falling-head method alternated with one-dimensional consolidation, specimens 300 mm in diameter were tested for one-dimensional consolidation response, and specimens 1 m in diameter were tested for self-weight consolidation behaviour in 6 m high columns. Deformation of mixtures under one-dimensional loading was similar to that of waste rock alone and much less than that of tailings alone. Hydraulic conductivity of mixtures was similar to that of tailings alone and independent of specimen diameter. Mixture behaviour was attributed to a homogeneous structure including waste rock in particle-to-particle contact and a continuous, saturated matrix of tailings. The results indicate that mixing waste rock and tailings can produce dense deposits with values of hydraulic conductivity that are orders of magnitude lower than those of waste rock alone, thereby limiting fluxes through the waste and the associated potential for acid rock drainage. Mixture deposits will also have less consolidation-related settlement than tailings, thus improving stability and aiding reclamation. Key words: co-disposal, hydraulic conductivity, consolidation, tailings, waste rock. La conductivite hydraulique et le comportement en consolidation sont examines dans le cadre d'une technique alternative de deposition des residus miniers. Des essais a petite echelle et en colonnes ont ete effectues sur un type de roches steriles, un type de rejets de concentrateur, ainsi qu'un melange de ces deux materiaux. La conductivite hydraulique a ete evaluees pour des echantillons d'un diametre de 150 mm a l'aide de la methode a charge variable en alternance avec de la consolidation unidimensionnelle. Des echantillons d'un diametre de 300 mm ont ete testes en consolidation unidimensionnelle. Le comportement en consolidation sous son propre poids d'echantillons de 1 m de diametre a ete evalue dans des colonnes de 6 m de haut. Les deformations des melanges rejets-steriles en consolidation unidimensionnelle etaient semblables a celles des steriles seuls, et beaucoup plus faibles que pour les rejets seuls. La conductivite hydraulique du melange etait semblable a celle des rejets seuls et etait independante du diametre de l'echantillon. Le comportement du melange est decrit comme une structure homogene qui comprend des roches steriles en contact entre elles ainsi qu'une matrice de rejets de concentrateur continue et saturee. Les resultats indiquent que le fait de melanger les roches steriles et les rejets de concentrateur peut produire des depots denses avec des valeurs de conductivite hydraulique de plusieurs ordres de grandeur sous les valeurs des steriles seuls, ce qui permet de limiter les flux a travers le depot et le potentiel de generation de drainage minier acide. Les depots mixtes presentent aussi moins de tassements relies a la consolidation que les rejets de concentrateur, ainsi la stabilite est amelioree et la restauration du site est plus facile. Mots-cles : co-deposition, conductivite hydraulique, consolidation, rejets de concentrateur, roches steriles. [Traduit par la Redaction]
Introduction Hydraulic conductivity and consolidation response of mixtures of mine waste rock and tailings are investigated in laboratory and column studies. Mixing mine wastes is an alternative mine waste disposal [...]