Laboratory device to characterize electrokinetic geocomposites for fluid fine tailings dewatering

Un dispositif expérimental pour caractériser les géocomposites électrocinétiques pour l'assèchement des résidus fins matures

Bourgès Gastaud, S. ; Stoltz, G. ; Dolez, P. ; Blond, E. ; Touze Foltz, N.

Type de document
Article de revue scientifique à comité de lecture
Langue
Anglais
Affiliation de l'auteur
AFITEX CHAMPHOL FRA ; IRSTEA ANTONY UR HBAN FRA ; CTT GROUP SAGEOS SAINT HYACINTHE CAN ; CTT GROUP SAGEOS SAINT HYACINTHE CAN ; IRSTEA ANTONY UR HBAN FRA
Année
2015
Résumé / Abstract
L'industrie des sables bitumineux produit de grandes quantités de résidus minéraux liquides, sous forme de boues difficiles à stocker. Des géocomposites électrocinétiques (eGCP) installés directement dans les parcs à résidus pourraient en améliorer l’assèchement : les eGCP peuvent à la fois drainer l’eau expulsée durant la consolidation et imposer une ifférence de potentiel électrique aux bornes des couches de boues afin de provoquer la migration de l’eau par électro osmose. Cet article présente un dispositif expérimental développé spécialement pour évaluer les performances des eGCP avec des boues minières. Basé sur les principes d’un œdomètre, le dispositif permet d’étudier la consolidation en fonction des conditions aux limites, le drainage et la conduction électrique étant assurés par deux eGCP positionnés de chaque côté de la couche de boue. Des résultats préliminaires sont présentés : l’expérience a conduit à un assèchement important, la siccité de la boue passant de 42% à 66% et la résistance au cisaillement de 0 kPa à 40 kPa en moyenne. L’énergie consommée durant le traitement a atteint 71 Wh (3,5 kWh par m3 de boue). La filtration a été correctement assurée par l’eGCP : les particules de boue ont été retenues et de l’eau propre s’est écoulée à travers l’eGCP.
The oil sands industry usually leads to the production of large quantities of mineral waste, such as fluid fine tailings (FFT), whose disposal is often challenging. Electrokinetic geocomposites (eGCP) installed into the FFT disposal area could improve in-situ dewatering: they allow draining the water expulsed during FFT consolidation as well as imposing a voltage across FFT to displace water by electro-osmosis. This paper presents a laboratory device specifically developed to evaluate eGCP performance for sludge dewatering. Based on the oedometer principle, the device aims at studying sludge consolidation as a function of boundary conditions (mechanical stress and/or voltage), with drainage and electrical conduction ensured by two eGCPs positioned on both sides of the sludge layer. Preliminary results obtained with one particular eGCP are presented: the solid content was increased from 42% to 66%, which led to a significant improvement of the shear strength from nearly 0 kPa to a mean value of 40 kPa. The energy required for this experiment was 71 Wh (3.5 kWh per m3 of sludge). The filtration performance remained satisfactory; the sludge particles were retained upstream of the filter, with a clean water flowing through.
Source
Canadian Geotechnical Journal, vol. 52, num. 4, p. 505 - 514

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