Freeze-thaw dewatering of Albian mature fine tailings

CIM Journal, Vol. 5, No. 1, 2014

Y. Zhang
AMEC Americas, Edmonton, Alberta, Canada

D. C. Sego
University of Alberta, Department of Civil & Environmental Engineering, Markin/CNRL Natural Resources Engineering Facility, Edmonton, Alberta, Canada

This paper evaluates the potential of freeze-thaw dewatering using Albian mature fine tailings (MFT). Freezing tests were first performed to study the effect of freezing rate on dewatering efficiency. Lower freezing rate resulted in higher thawed solids content and shear strength. Subsequently, large strain consolidation tests were conducted to investigate consolidation behaviour and how it is affected by freeze-thaw. The consolidation behaviour was presented in terms of effective stress versus void ratio and permeability versus void ratio. The results can be used to predict the field behaviour of Albian MFT and optimize the application of freeze-thaw for MFT dewatering.

Résumé: Le présent article évalue le potentiel de déshydratation par gel-dégel des résidus fins matures (RFM) de la mine Albian. Les premiers essais de gel étudiaient l’effet du taux de gel sur l’efficience de la déshydratation. Un taux moindre a conduit à un contenu plus élevé de solides dégelés et une plus grande résistance en cisaillement. Par la suite, des essais de consolidation à grande déformation ont été effectués pour étudier le comportement de consolidation et sa réaction au gel-dégel. Le comportement de consolidation est expliqué en termes de contrainte effective par rapport à l’indice des vides et de perméabilité par rapport à l’indice des vides. Les résultats peuvent servir pour prédire le comportement sur le terrain des RFM de la mine Albian et optimiser l’application des cycles gel-dégel pour déshydrater les RFM.

Keywords: Freeze-thaw, Dewatering, Oil sands tailings, Mature fine tailings (MFT), Large strain consolidation