Acid neutralization and metal mobilization in oil sands froth treatment tailings
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Notice bibliographique
Résumé
Acid generation and metal(loid) release are growing considerations for oil sands mine closure in northern Alberta, Canada. Oxidative weathering of pyrite-bearing froth treatment tailings (FTT) has potential to promote acid generation and metal(loid) release. However, the acid-neutralization reactions and their influence on pore-water pH and metal(loid) mobility have not yet been reported. Laboratory column experiments examined acid-neutralization reactions and metal(loid) release for variably weathered (i.e., non-weathered, partially weathered, highly weathered) FTT samples collected from a commercial-scale beach deposit. Solvent-washed and non-solvent-washed splits of each sample were included to assess the influence of residual hydrocarbons. Acidic influent (i.e., 0.05 M H 2 SO 4 ; pH ~ 1.5) was continuously pumped through each column, and effluent samples were collected for geochemical analysis over time. Effluent pH decreased from ~ 7.0 to 5.5 over the first 5 pore volumes for the non-weathered and partially weathered columns, while gradual pH decreases to ~ 4.5 were observed over the following 30 to 70 pore volumes. Subsequent decreases in effluent pH from ~ 4.5 to < 3.0 occurred over the next 2 to 5 pore volumes for these columns. In contrast, effluent pH consistently remained below 2.0 for the highly weathered columns. We attribute these effluent pH trends to the dissolution of Ca- and Mg-bearing carbonates (pH ~ 6.5 to 6), Fe-bearing carbonates (pH ~ 5.6 to 4.5), Al (oxy)hydroxides (pH ~ 4.5 to 4.0), and silicates (pH < ~ 2). Corresponding increases in effluent concentrations of Fe (< 1 to > 500 mg L − 1 ), Al (< 0.1 to > 10 mg L − 1 ), Si (< 0.1 to > 10 mg L − 1 ), and additional metal(loid)s (e.g., Ni, Zn, V, As) were observed with decreasing pH. Cumulative mass releases (e.g., Ca, Mg, Fe) were greatest for the non-weathered samples and solvent-washed splits. These results offer new insights into relationships between acid neutralization reactions and metal(loid) release that can inform FTT management and reclamation.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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