Long-term Consolidation of Two New Polymer Treatments of Oil Sands Fluid Fine Tailings

RÉSUMÉ: Cet article examine les effets de deux nouveaux polymères (cationiques et neutres) sur le comportement de consolidation des résidus miniers fluides par rapport au traitement du polymère anionique A3338. Sept essais de consolidation à grande contrainte ont été réalisés, deux pour chaque type de polymère et un échantillon témoin de résidus non traités. Les propriétés des matériaux des résidus traités et non traités ont également été analysées. Les résultats indiquent qu'à la fin de la consolidation du poids propre, une manifestation de déshydratation efficace plus élevée a été observée sur les résidus traités avec le polymère neutre par rapport aux polymères cationiques et anioniques. Cette manifestation a été déterminée par le changement d’indice des vides de chaque traitement de polymère. À chaque étape de charge, la conductivité hydraulique et la compressibilité des résidus traités à l'aide des polymères neutres et cationiques étaient plus élevées par rapport au polymère anionique et aux résidus non traités. De plus, à une teneur en solides donnée, la résistance au cisaillement des nouveaux traitements des polymères était d'un ordre de grandeur supérieur à celle du polymère anionique. En dessous d'une teneur en solides de 35%, le polymère neutre a produit environ deux fois la résistance au cisaillement des résidus traités avec le polymère cationique, ce qui est attribué à la structure distincte que le polymère neutre crée après le traitement.

ABSTRACT: This paper examines the effects of two new polymers (cationic and neutral) on the consolidation behaviour of FFT compared to A3338 polymer treatment. Seven large strain consolidation experiments were completed, two for each polymer type and one control sample of untreated FFT. Furthermore, the material properties of untreated and treated FFT were analyzed. Results indicate that at the end of self-weight consolidation, a demonstrably higher dewatering efficiency of the neutral polymer on FFT was observed relative to the cationic and anionic polymers determined by the change in void ratio of each treated specimen. At each load step, the hydraulic conductivity and compressibility of FFT treated using the neutral and cationic polymers were higher compared to the anionic polymer and control sample. Moreover, at a given solids content, the shear strength of the new polymer treatments was an order of magnitude higher than the anionic polymer. Below a solids content of 35 %, the neutral polymer produced about twice the shear strength of FFT treated with the cationic polymer, which is attributed to the distinct structure the neutral polymer creates following treatment.