The effect of flyash addition on the consolidation properties and shear strength of oil sands fluid fine tailings

Louis K. Kabwe, G. Ward Wilson, Nicholas A. Beier, J. Don Scott

In the proceedings of GeoSt. John's 2019: 72nd Canadian Geotechnical Conference

Session: Mining

ABSTRACT: Concern about the growing volume of fluid fine tailings resulted in the Alberta Energy Regulator setting out requirements for the disposal and closing of the tailings ponds through Directive 085, a policy document known as the Tailings Management Framework. The Tailings Management Framework policy requires oil sands companies to reduce their production and storage of fluid fine tailings (FFT) by creating deposits that can be reclaimed in a timely manner. A great number of commercial tailings technologies has been developed, many of which are mature and others are in an advanced development stage. The objective of the research reported in this paper was to investigate the effects of flocculation with flyash addition and thickening treatments by performing large strain consolidation tests and shear strength tests on treated fine tailings. The consolidation and shear strength of the treated FFT was then compared to those of untreated FFT to assess the effects of the treatments. The effect of adding flyash to the flocculent varied, but was not sufficient to achieve the required void ratios. The flyash-treated thickened tailings (TT) were less compressible than untreated TT. It appears that the flyash cements the fine tailings, increasing its resistance to consolidation. The flyash-treated TT had a much larger shear strength than untreated TT, which is an effect of the cementation of the particles.

RÉSUMÉ: En raison d'inquiétudes concernant le volume croissant de résidus fins fluides, le Régulateur de l'Énergie de l'Alberta a établir des exigences relatives au stockage et à la fermeture des bassins de résidus par la directive 085, un document des règles connu sous le nom de structure de gestion des résidus. La politique de structure de gestion des résidus miniers exige des sociétés de sables bitumineux qu'elles réduisent leur production et leur stockage de résidus fins fluides (FFT) en créant des gisements pouvant être mis en valeur rapidement. Un grand nombre de technologies au stade commerciales développement avancé. L'objectif de la recherche présentée dans cet article était d'étudier les effets des traitements de l'ajout de cendre au floculant et d'épaississement en effectuant de tests de consolidation à grande déformation et des tests de résistance au cisaillement sur les résidus fins traités. La consolidation à grande déformation et la résistance au cisaillement de FFT traité ont ensuite été comparés à ceux de FFT non traitée afin d'évaluer les effets des traitements. L'effet de l'ajout de cendres au floculant variait, mais n'était pas suffisant pour atteindre les taux de vide requis. Les résidus épaissis (TT) traités avec des cendres étaient moins compressibles que les résidus épaissis TTs non traités avec des cendres. Il semble que les cendres cimentent les résidus fins, augmentant ainsi leur résistance à la consolidation. Les TTs épaissis traités avec des cendres avaient une résistance au cisaillement beaucoup plus grande que le TTs non traités avec des cendres, ce qui est un effet de la cémentation des particules.

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Cite this article:
Louis K. Kabwe; G. Ward Wilson; Nicholas A. Beier; J. Don Scott (2019) The effect of flyash addition on the consolidation properties and shear strength of oil sands fluid fine tailings in GEO2019. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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