Evaluation of oil sands tailings using ultrasonic pulse velocity method

RÉSUMÉ: Les processus d'extraction et d'extraction des sables bitumineux de l'Alberta dans le nord de l'Alberta, au Canada, produisent une quantité considérable de volumes de résidus composés d'eau, de sable, de fines particules d'argile, de produits chimiques et de bitume à un pH généralement compris entre 8 et 9. L'élimination de ce mélange dans le bassin de résidus est l'une des principales raisons, entraînant une ségrégation par gravité. Au cours de ce processus, la suspension stable également connue sous le nom de résidus fins fluides (FFT), est formée, ce qui nécessite de nombreuses années pour se consolider. Ainsi, la remise en état des terres devient un énorme problème environnemental. Par conséquent, une bonne compréhension de la transformation se produit dans la densité et la structuration des résidus miniers peut être importante pour les exploitants de l'industrie des sables bitumineux de l'Alberta afin de mieux planifier l'opération de dépôt dans les bassins de résidus de sorte que la remise en état puisse être effectuée lorsque ces bassins ne sont pas plus longtemps en service. Cet article rend compte des premiers résultats d'un programme expérimental conçu pour surveiller de près les changements de densité et de structure de la FFT en 10 jours à l'aide d'ondes ultrasonores. Les expériences comprennent non seulement l'évaluation des vitesses des vagues (compression et cisaillement) mais aussi les changements d'atténuation des ondes en fonction du temps.

ABSTRACT: The Alberta oil sands mining and extraction processes in Northern Alberta, Canada, produce a tremendous amount of volumes of tailings which are comprised of water, sand, fine clay particles, chemicals, and bitumen at the pH typically ranging from 8 to 9. The disposal of this mixture in the tailings pond is one of the main reasons, causing gravity segregation to occur. During this process, the stable suspension also known as fluid fine tailings (FFT), is formed, which requires many years to consolidate. Thus, land reclamation becomes a huge environmental issue. Therefore, having a proper understanding of the transformation occurs in density and structuration of mine tailings may be important for the operators in Alberta’s oil sands industry to better plan the operation of deposition in the tailings ponds such that reclamation can be done when these ponds are no longer in use. This paper reports on the initial results of an experimental program designed to closely monitor the changes in density and structure of the FFT in 10 days using ultrasonic waves. The experiments include not only the evaluation of wave velocities (compressional and shear) but also the changes in wave attenuation as a function of time.