Evaluation of Polymer Feed Rate, Polymer Dose, and Mixing Duration for Flocculation Optimization of Clayey Tailings with Various Solid Contents

RÉSUMÉ: Les résidus fins fluides (FFT) sont des résidus argileux produits lors de l'extraction du bitume du minerai des sables bitumineux. Les FFT sont souvent traitées avec un polymère synthétique pour transformer leur structure dispersée en structure floculée de sorte que leur tendance à la déshydratation et à la décantation est améliorée. Cependant, la qualité de la floculation est influencée par les différents paramètres d'entrée dans le processus de floculation, y compris la composition minérale des FFT, la concentration de floculant, la vitesse d'alimentation du floculant et la vitesse de cisaillement et le temps de cisaillement du mélange. Dans cette étude, une évaluation en temps réel des effets de plusieurs paramètres d'entrée sur la qualité de floculation des FFT a été réalisée. L'étude a testé des FFT avec divers contenus solides variant entre 30 et 35% (p / p) traités avec un polymère synthétique à des vitesses d'alimentation comprises entre 5 et 36 ml / s. Le processus de floculation a été effectué dans un rhéomètre Couette avancé et contrôlé via une technique innovante basée sur la force de couple (TFT). Les résultats préliminaires ont montré que plus la vitesse d'alimentation du polymère est rapide, meilleure est la floculation. Cela a coïncidé avec une meilleure déshydratation immédiate, une déshydratation à plus long terme et des comportements de sédimentation à plus long terme. Le TFT a montré un fort potentiel d'optimisation en temps réel de la vitesse d'alimentation du polymère, de la dose de polymère et de la durée de mélange pour l'amélioration de la floculation des FFT avec divers contenus solides.

ABSTRACT: Fluid Fine Tailings (FFTs) are clayey type of tailings produced during bitumen extraction from oil-sands ore. FFTs are often treated with synthetic polymer for transforming their dispersed structure into flocculated structure such that their dewatering and settling tendency is improved. The flocculation quality, however, is influenced by the several input parameters into the process of flocculation including the mineral composition of the FFTs, the flocculant concentration, the feed rate of flocculant, and the shear rate and shear time of mixing. In this study, real time assessment of the effects of several input parameters on the flocculation quality of FFTs was conducted. The study tested FFTs with various solid contents ranged between 30 and 35% (w/w) treated with a synthetic polymer at feed rates ranged between 5 and 36 ml/sec. The flocculation process was conducted in an Advanced Couette Rheometer and controlled via an innovative feedback Torque Force-based Technique (TFT). The preliminary results showed that the faster the polymer feed rate the better the flocculation. This coincided with better immediate dewatering, longer-term dewatering, and longer-term settling behaviors. The TFT showed a strong potential for real time optimization of polymer feed rate, polymer dose, and mixing duration for flocculation improvement of FFTs with various solid contents.