In no-tillage system the application of animal wastes is made on the soil surface, without incorporation. As such, a common practice is the application of the wastes on oat residues which vary in their C/N ratio, depending on which stage the crop is managed. Few studies have been carried out to assess the effect of applying ammonia-rich pig slurry over the decomposition of crop residues differing in their C/N ratio. The evaluation of this aspect, varying the location of the carbon (oat residue) and nitrogen (pig slurry) sources in soil was the objective of this study, which was conducted during 123 days under laboratory conditions at 25 °C. We evaluated twelve treatments with four replications in a completely randomized design. One treatment (control) contained only the soil while the other eleven treatments contained the soil plus pig slurry and oats straw, either alone or together, varying the soil location (with or without incorporation) of both organic residues and the C/N ratio of the oats straw (31/1 and 61/1). The pig slurry and straw decomposition were measured by the C-CO2 release. The incorporation into the soil not favored the C straw mineralization, regardless the C/N ratio of straw. The cumulated C straw mineralization at the end of the experiment was not affected by the pig slurry addition, regardless the location of straw and slurry in soil and the C/N ratio of straw. The incorporation of the mixture of straw and slurry into the soil promoted a reduction of C straw mineralization, and the magnitude of this reduction was similar between the straw with C/N of 31/1 and 61/1. The application of pig slurry on the soil surface favored the C-CO2 emission in relation to the incorporation of slurry into the soil. / No sistema de plantio direto a aplicação dos dejetos de animais é feita na superfície do solo, sem incorporação. Nessa condição, é comum aplicar os dejetos sobre resíduos culturais de aveia, os quais variam quanto a sua relação C/N, em função do estádio em que a cultura é manejada. Poucos estudos foram conduzidos até o momento para avaliar o efeito da aplicação dos dejetos líquidos de suínos, ricos em N amoniacal, sobre a decomposição de resíduos culturais com diferenças na sua relação C/N. A avaliação desse aspecto, variando-se a localização no solo das fontes de carbono (resíduos culturais de aveia) e de nitrogênio (dejetos de suínos) constituiu o objetivo do presente trabalho, o qual foi conduzido durante 123 dias, em condições de laboratório, a uma temperatura de 25ºC. Foram avaliados doze tratamentos com quatro repetições. Um tratamento (testemunha) continha apenas o solo enquanto os outros onze tratamentos eram constituídos pela aplicação ao solo dos dejetos líquidos de suínos e da palha de aveia, isoladamente ou em conjunto, variando a localização no solo (com e sem incorporação) dos dois resíduos orgânicos e a relação C/N da palha (31/1 e 61/1). A decomposição dos dejetos e da palha foi avaliada através da liberação de C-CO2. A incorporação ao solo não favoreceu a mineralização do C da palha de aveia, independentemente da sua relação C/N. A mineralização acumulada do C da palha ao final do experimento não foi afetada pela aplicação dos dejetos líquidos de suínos, independentemente da localização da palha e dos dejetos no solo e da relação C/N da palha. Com a incorporação conjunta dos dejetos e da palha no solo houve redução na mineralização do C da palha, em relação à manutenção de ambos na superfície, sendo que a magnitude da redução foi semelhante entre as palhas com C/N de 31/1 e 61/1. A aplicação dos dejetos na superfície do solo favoreceu a emissão de C-CO2 em relação à incorporação dos dejetos no solo.

Die Nutzung von verlustmindernden Verfahren im Stickstoff- und Phosphorkreislauf gewinnt aufgrund ökonomischer, ökologischer und sozialer Aspekte immer stärker an Bedeutung und bildet die Grundlage für eine ressourcenschonende Landbewirtschaftung. Gegenstand dieser Arbeit ist die ökologische und ökonomische Bewertung von unterschiedlichen Verfahren zur Minimierung von Nährstoffverlusten im Stickstoff- und Phosphorkreislauf. In diesem Zusammenhang wurden folgende Fragestellungen untersucht: • Welchen Einfluss haben Boden, Applikationstechnik und Nitrifikationsinhibitor auf Stickstoffverluste (NH3 und N2O) und Nmin-Gehalte bei der Gülle- und Gärrestausbringung? • Können durch eine Gülleablage in zwei Bändern vertikal übereinander Stickstoffverluste (NH3 und N2O) reduziert und Erträge im Silomaisanbau gesteigert werden? • Wie können aus Klärschlammaschen P-Recyclingdüngemittel hergestellt werden, die in ihrer P-Löslichkeit, mineralischen Zusammensetzung und Ertragswirksamkeit mit Triplesuperphosphat (TSP) vergleichbar sind? Die Einflüsse unterschiedlicher Applikationstechniken (Schleppschlauch mit Einarbeitung und Injektion in 15 und 20 cm Bodentiefe) von verschiedenen Substraten (Gülle und Gärrest) auf unterschiedlichen Böden (Plaggenesch, Gley und Erd-Niedermoor) unter Anwendung eines Nitrifikationsinhibitors (3,4-Dimethyl-Pyrazol-Phosphat – DMPP) auf die Emissionsfreisetzung (NH3, N2O, CO2 und CH4) wurden in zwei Mikrokosmenversuchen untersucht. In einem Feldversuch wurden die im Mikrokosmenversuch gewonnenen Ergebnisse überprüft. Außerdem wurde in diesem Versuch erstmalig der Einfluss einer Gülleablage in zwei Bändern vertikal übereinander auf Stickstoffverluste und Ertragswirksamkeit im Silomaisanbau untersucht. In den Mikrokosmenversuchen mit ungestörten Bodensäulen wurde festgestellt, dass der Boden (Bodentextur, Bodenfeuchtigkeit, Bodenkohlenstoffgehalt) (P < 0,001), der Zusatz von einem Nitrifikationsinhibitor (P < 0,001) zu Gärrest und die Applikationstechnik (P < 0,01) einen Einfluss auf die N2O-Freisetzung haben können. Die Tiefe der Gülle- und Gärrestinjektion hatte nur bei dem untersuchten Erd-Niedermoorboden einen signifikanten Einfluss (P < 0,01) auf die Höhe der N2O-Emissionen. Bei den Böden mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt (Gley: 1,7 % Corg; Plaggenesch: 2,4 % Corg) und einem geringen Wassergehalt (Gley: 28 % H2O vol.; Plaggenesch: 21 % H2O vol.) hatte die Applikationstechnik einen geringen Einfluss auf die Freisetzung von N2O-Emissionen. Auf kohlenstoffreichen Böden war ein Unterschied (P < 0,5) zwischen den beiden Substraten Gülle und Gärrest auf die N2O-Freisetzung gegeben. Der Einsatz des Nitrifikationsinhibitors DMPP reduzierte die N2O-Emissionen im Mikrokosmenversuch durchschnittlich um 45 % (P < 0,001). Die Wirkung von DMPP (P < 0,001) war unabhängig von der Applikationstechnik und hatte einen statistisch größeren Einfluss auf die N2O-Freisetzung als die Applikationstechniken (P < 0,01). Zur weiteren Reduzierung von Stickstoffverlusten wurde im Feldversuch mit Silomais ein Premaister (Unterfußinjektor - Firma Kotte Landtechnik, Deutschland) so modifiziert, dass in zwei Bändern vertikal übereinander (10 und 20 cm) Gülle ausgebracht werden konnte. Das sollte die Nährstoffbedürfnisse von Mais in mehreren Wachstumsphasen berücksichtigen. Im Feldversuch wurden zwischen den unterschiedlichen Varianten [Schleppschlauch mit sofortiger Einarbeitung (Gülle und Gärrest), Injektion 15 cm (Gülle und Gärrest), Injektion 10 und 20 cm (Gülle), Injektion 15 cm mit DMPP (Gülle) und Kontrolle ohne Düngung und Bodenbearbeitung] hinsichtlich der durchschnittlichen N2O-Emissionen (52 - 153 µg N/h/m²) Unterschiede festgestellt, die aber statistisch nicht absicherbar waren. Die Ablage von Gülle in zwei Bändern übereinander führte tendenziell zu den höchsten N2O-Emissionen (153 µg N/h/m²). Durch die Ablage von zwei Güllebändern übereinander bildeten sich verstärkt „anoxic hot spots“, welche Nitrifikation und Denitrifikation förderten. Im Vergleich zur Gülleinjektion ohne DMPP (64 µg N/h/m²) konnte die Gülleinjektion mit DMPP (71 µg N/h/m²) N2O Emissionen nicht reduzieren. Im Vergleich zu allen gedüngten Varianten konnte DMPP die N2O-Emissionen um durchschnittlich 33 % reduzieren. Die freigesetzten NH3-Emissionen aller Varianten lagen unter der Bestimmungsgrenze. Die unterschiedlichen Applikationstechniken zeigten keinen Einfluss auf die Nmin-Gehalte. Die Nmin-Gehalte waren in den mit DMPP behandelten Varianten am höchsten. Der Nitrifikationsinhibitor DMPP reduzierte die Umwandlung von NH4-N zu NO3-N und erhöhte den Nmin-Gehalt im Boden um durchschnittlich 16 %. Zwischen den Erträgen (537 - 620 dt/ha FM und 197 - 225 dt/ha TM) und den Erntequalitäten der Versuchsvarianten konnten im Feldversuch keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden. Ein Nitrifikationsinhibitor kann nach der Wirtschaftsdüngerapplikation die Umwandlung von NH4-N zu NO3-N verlangsamen und die Freisetzung von N2O-Emissionen reduzieren. Gegenüber der Schleppschlauchausbringung mit sofortiger Einarbeitung (141 €/ha) hat die Injektion (82 €/ha) eine höhere monetäre Vorzüglichkeit. Zur Steigerung der Verfahrenseffizienz bei der Gülle- und Gärrestapplikation ist auf Böden mit einem geringem Kohlenstoff- und Wassergehalt der Einsatz der Injektionstechnik (Injektion in 12 - 15 cm) kombiniert mit Nitrifikationsinhibitoren zu empfehlen. Auf Böden mit einem Kohlenstoffgehalt über 5 % und einer Feldkapazität von über 60 % sollte die Schleppschlauchapplikation kombiniert mit einem Nitrifikationsinhibitor eingesetzt werden. In einem zweiten Teil dieser Arbeit wurde das P-Recyclingpotential von thermochemisch aufbereiteten Klärschlammaschen untersucht. In einem Laborversuch wurden verschiedene Produkte aus der thermochemischen Klärschlammaufbereitung (Klärschlammasche + Na, Ca, Si und Klärschlammasche + Konverterschlacke) auf ihre P-Löslichkeitsformen (analog zur DüMV, ANONYM 2012) und auf ihre mineralische Zusammensetzung untersucht. Außerdem wurden die Produkte auf ihre Düngewirkung überprüft. Durch die thermochemische Behandlung von Klärschlammasche werden die enthaltenen schlecht pflanzenverfügbaren Phosphate (Ca3(PO4)2) in gut pflanzenverfügbare Calcium- und Natrium-Silico Phosphate (Na2Ca4(PO4)2SiO4 und Ca2SiO4 x 0,05Ca3(PO4)2) umgewandelt. Die unbehandelte Klärschlammasche hatte eine relative Neutralammoniumcitratlöslichkeit von 54 %. Mit ihrer NAC-Löslichkeit von über 85 % lagen die aufgeschlossenen Klärschlammaschen deutlich höher. In einem anschließenden Gefäßversuch mit Mais wurden verschiedene thermochemisch aufbereitete Klärschlammaschen (Klärschlammasche + Na, Ca, Si und Klärschlammasche + Konverterschlacke) im Vergleich zu einer nicht aufbereiteten Klärschlammasche und TSP, in drei Stufen, auf ihre Düngewirkung untersucht. Die Düngung mit thermochemisch aufbereiteteten Klärschlammaschen (45 - 55 g/Gefäß TM Ertrag) führte im Vergleich zur unbehandelten Variante (8,35 g/Gefäß TM Ertrag) zu signifikant (P < 0,05) höheren Erträgen. Die Ertragswirkung der thermochemisch aufbereiteten Klärschlammaschen ist mit der von TSP (48 g/Gefäß TM) vergleichbar. Die RAE der thermochemisch aufbereiteten Klärschlammaschen (102 %) liegt deutlich über der von unbehandelten Klärschlammaschen (21 %) und ist vergleichbar mit der von TSP (100 %). Die Marktpreise für thermochemisch aufbereitete Klärschlammaschen zur Nutzung als Düngemittel liegen zwischen 2,50 - 3,50 €/kg P (Aufschluss von Klärschlammasche mit Na, Ca und Si) und 2,15 €/kg P (Klärschlammasche + Konverterschlacke).

L'utilisation des coulis d'hydrates comme Fluides Frigoporteurs Diphasiques (FFD) permet de réduire l'impact environnemental des systèmes frigorifiques car ces fluides possèdent une densité énergétique élevée. Leur application pour le stockage d'énergie thermique serait une réponse à une problématique industrielle de distribution de froid (climatisation, procédés de refroidissement). Ce projet propose d'étudier le couplage entre un dispositif de stockage et un système de distribution par coulis d'hydrates. Un réacteur bi-étagé a été conçu pour simuler le procédé. L'étude des conditions d'équilibres d'hydrates simples et mixtes dans un milieu poreux montrent la possibilité de faire varier la température d'équilibre sans dégradation de l'enthalpie de changement de phase. La cinétique de formation/dissociation des hydrates a été étudiée selon des théories de cristallisation et un modèle empirique a été obtenu. L'étude rhéologique des coulis d'hydrates simples et mixtes a mis en évidence le comportement rhéofluidifiant des coulis avec une forte tendance à l'agglomération pour le coulis d'hydrates mixtes. L'analyse de la distribution de tailles de particules a montré que le coulis a une répartition bimodale des cristaux. La caractérisation du réacteur a pu montrer l'impact de paramètres opératoires sur le temps d'induction. Un outil numérique 2D, intégrant les différents résultats empiriques obtenus, a été développé pour simuler le profil de température dans le réacteur et a été validé en première approche. / The use of hydrate slurries as two-phase secondary refrigerants (FFD) reduces the environmental impact of refrigeration systems because these fluids have a high energy density. They can be used for cold storage will be a solution at an industrial problem of cold distribution at various temperature levels (air-conditioning, cooling process or preservation temperature). In this work, we study the coupling between a storage device and a cold distribution system by hydrate slurries. For achieve this objective, a two-stage reactor has been built for simulate the process. Equilibrium conditions studies for single and mixed hydrate showed an equilibrium temperature shift in porous media without deterioration of latent heat fusion. Hydrates formation/dissociation kinetics have been studied according to crystallization classical theories and an empirical model was obtained. Rheological studies of hydrate slurries emphasized a shear-thinning behavior for both, but a high propensity for agglomeration for mixed hydrate slurry. Particle size analysis showed the slurry has bimodal crystals distribution. Experimental set-up characterization showed process parameters effect in induction time. A 2D numerical tool integrating various empirical relations was developed for modelling temperature profile in the reactor and was validated in a first approach.

Avaliação da aderência de chapiscos em substratos de concretos estruturais. Com o objetivo de aprimorar a microestrutura da zona de interface argamassa/concreto e aumentar a resistência de aderência do revestimento, utilizou-se chapisco com baixa relação água/aglomerante e adição da sílica ativa extraída da casca de arroz como tratamento da zona de interface da argamassa e substrato. Para avaliar a aderência do revestimento realizaram-se ensaios de determinação da resistência de aderência à tração. Utilizou-se a técnica de microscopia eletrônica de varredura associada à espectrografia por dispersão de energia para analisar a microestrutura da zona de interface do chapisco e concreto. Os resultados do programa experimental evidenciaram que, quando se utiliza a sílica extraída da casca de arroz no chapisco, em teores de 5% em relação à massa de cimento, há aumentos significativos de resistência de aderência do revestimento. Nos estudos microestruturais, foi possível observar que devido às ações físicas e químicas da sílica da casca de arroz, formou-se uma microestrutura densa, de baixa porosidade e com a presença de produtos hidratados pouco cristalinos na interface chapisco/concreto. A implementação de uma ponte de ligação constituída por chapiscos com sílica ativa, entre os substratos e as argamassas de revestimento, mostrou-se eficiente em superfícies muito lisas ou em materiais pouco porosos, como no caso das estruturas de concreto armado. / The present thesis evaluates the adherence of slurry mortars in substrates of structural concretes. To optimize the microstructure of the interfacial transition zone of mortar and concrete and to improve the adherence of mortar renderings, slurry mortars of lower water/cement ratio with silica obtained from rice husk were used as treatment of interfacial transition zone. In order to evaluate adherence, bond strength tests were realized. The microstructural characterization of the interfacial transition zone of slurry mortars and concrete was performed by scanning electronic microscopy. The results indicate that adding silica obtained from rice husk into the slurry mortars increases the bond strength. Moreover, the formation of a dense microstructure is observed in the interfacial transition zone of slurry mortar and concrete due to the microfiller effect and high pozzolanic activity of the silica obtained from rice husk. The implementation of a connection bridge constituted by slurry mortars with the addition of the silica obtained from rice husk between the substrate and the mortar rendering showed to be efficient in the substrates with low porosity, as in the case of concrete structures.

The purpose of this thesis is to assess the current state of production of ceramic shells in MESIT Foundry, a.s. and optimize it. The shells are evaluated in terms of their bending strength, gas permeability and microstructure. Subsequently, castings produced using the shells are evaluated with regard to number of non-conforming products and presence of defects. The final part seeks to compare different shells and outlines a possible new approach to the development of ceramic shells.

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With the Paris agreement calling to limit global warming to 2°C below pre-industrial levels, with further efforts to ensure it stays below 1.5°C, the Finnish government passed the Lakihiilen energiakäytön kieltämisestä (416/2019), i.e., Act of Prohibition of Coal Energy,which stipulates that the use of coal as a fuel for heat/electricity production to be bannedfrom 1 May 2029. This affects Helsinki’s energy industry and a key concern to this work is the Salmisaari Combined Heat and Power plant, which is set to be decommissioned. This plant currently generates heat and electricity by using wood pellets and coal to cater toaround 25-45% of the District Heating consumption of the city of Helsinki. To compensate for this decommissioning, there arises a need for more heat production,around 300-500MW of capacity. One alternative is the heat recovery of seawater by utilising the phase change heat of freezing. The present project investigates a technical feasibility study of a system to generate ice slurry, which is then used to extract heat fromseawater at ~0°C via a heat pump. The competitiveness of an ice-slurry based system to state-of-the-art water or ice-based storage is analysed as well. The proposed system is then modelled in Aspen Plus, and the pressure drop characteristics of the generated ice slurry are studied. Finally, a sensitivity analysis of the pressure ratio of the compressor on the performance of the system is studied. Based on prior works, level of commercialisation and technical feasibility, it was found that a vacuum ice generation method, in combination with heat pumps, is a viable solution to cater to the district heating demand of the city. Further, it is concluded that the pressure drop occurring during transport of the ice slurry is quite minimal – less than 0.5% of the total power consumed whilst producing 300MW of district heat. The COP of the system varies between 2.6-2.8 depending on the pressure ratio of the compressor and thus is energy efficient. Overall, the proposed solution seems to be promising and with further socio-techno-economic analysis, this could be the potential alternative to bridge the deficit. / Med Parisavtalet som kräver att den globala uppvärmningen ska begränsas till 2 °C under förindustriella nivåer, med ytterligare ansträngningar för att säkerställa att den håller sigunder 1,5 °C, antog den finska regeringen Laki hiilen energiakäytön kieltämisestä (416/2019), dvs. Förbud mot kolenergi, som föreskriver att användningen av kol som bränsle för värme-/elproduktion ska förbjudas från och med den 1 maj 2029. Detta påverkar Helsingfors energiindustri och en central fråga för detta arbete är Salmisaarikraftvärmeverk, som är planlagt på att avvecklas. Denna anläggning genererar för närvarande värme och elektricitet genom att använda träpellets och kol för att tillgodosecirka 25–45 % av Helsingfors stads fjärrvärmeförbrukning. För att kompensera för denna avveckling uppstår ett behov av mer värmeproduktion, cirka 300-500MW kapacitet. Ett alternativ är värmeåtervinning från havsvatten genom att utnyttja fasförändringsvärmen från frysning. Detta projekt skall undersöka genom en teknisk förstudie olika system för att generera isslurry (en blandning av is och vatten), som sedan används för att utvinna värme från havsvatten vid ~0°C med hjälp av en värmepump. Konkurrenskraften hos ett isslurrybaserat system jämfört mot toppmoderna vatten- eller isbaserad lagrings system analyseras också. Det föreslagna systemet modelleras sedan i Aspen Plus, och tryckfallsegenskaperna hos den genererade isslurryn studeras. Slutligengörs en känslighetsanalys av kompressorns tryckförhållande och dess påverkan på systemets prestanda. Baserat på tidigare arbeten, kommersialiseringsnivå och teknisk genomförbarhet fann denna rapport att genom en metod för att generera vakuumis, i kombination med värmepumpar att en hållbar lösning för att tillgodose stadens fjärrvärmebehov finns. Vidare dras slutsatsen att tryckfallet som inträffar under transport av isslurryn är minimalt- mindre än 0,5 % av den totala energiförbrukningen samtidigt som den producerar 300MW fjärrvärme. Systemets COP varierar mellan 2,6–2,8 beroende på kompressorns tryckförhållande och är därmed energieffektivt. Sammantaget verkar den föreslagna lösningen vara lovande och med ytterligare socio-teknoekonomisk analys kan detta vara ett potentiellt alternati för att brygga underskottet av fjärrvärme.

Cemented carbide powder production is the first step in the manufacturing of cemented carbide inserts.The quality of the powder affects the successive process steps in the production of the cemented carbide inserts. The powder is produced by spray drying of a slurry. The slurry consists of polymer, water, ethanol, and dry components. The operating conditions of the spray dryer have been studied greatly to optimize the powder properties but less is known about the influence of the slurry on the powder. This work examines the effect of slurry composition on the cemented carbide powder properties. The work is necessary to predict optimum slurry composition to produce good quality cemented carbide powders. To characterise the powders, flowability, density, particle morphology and hollowness of the powder granules were measured for different slurry compositions. No direct correlation was observed between slurry viscosity and the powder properties but a change in the amount of raw material and organic additives in the slurry affected various powder properties. An optimum slurry composition was obtained which can produce better quality of cemented carbide powder. Additionally, it was found that an increase in slurry viscosity can hinder the spray drying process. / Tillverkning av hårdmetallpulver är det första steget i tillverkningen av hårdmetallinsatser. Pulverkvaliteten påverkar de successiva processstegen vid tillverkningen av hårdmetallinsatserna. Pulvret framställs genom spraytorkning av en uppslamning. Uppslamning består av polymer, vatten, etanol och torra komponenter. Driftförhållandena för spraytork har studerats mycket för att optimera pulveregenskaperna, men mindre är känt om påverkan av uppslamningen på pulvret. Detta arbete undersöker effekten av uppslamningskomposition på egenskaperna för hårdmetallpulver. Arbetet är nödvändigt för att förutsäga optimal uppslamningskomposition för att producera hårdmetallpulver av god kvalitet. För att karakterisera pulvren mättes flytbarhet, densitet, partikelmorfologi och hålighet hos pulvergranulerna för olika uppslamningskompositioner. Ingen direkt korrelation observerades mellan uppslamningsviskositet och pulveregenskaperna men en förändring i mängden råmaterial och organiska tillsatser i uppslamningen påverkade olika pulveregenskaper. En optimal uppslamningskomposition erhölls som kan ge bättre kvalitet på hårdmetallpulver. Dessutom fann man att en ökning av uppslamningsviskositeten kan hindra spraytorkningsprocessen.

Geosynthetic tubes filled with a slurry-mix are considered. The mix is usually dredged from a nearby area and pumped directly into the tubes. The tubes are used in a variety of applications including breakwaters, groins, and temporary levees. This thesis considers single and stacked geosynthetic tubes resting on rigid and deformable foundations. A two-dimensional analysis is performed on the cross-section of a very long tube. The program Mathematica is utilized for the analysis. A few assumptions are made regarding the general behavior of the tube. The tube is assumed to be an inextensible membrane with no bending stiffness. To allow for a closed-form integral solution, it is assumed that no friction exists between the tubes and at the foundation. A single tube, two stacked tubes, and a 2-1 formation are studied. Both rigid and deformable foundations are considered. The deformable foundation is modeled as a tensionless Winkler foundation with normal forces proportional to the downward deflection of the ground. An external water load on one side is also investigated for a single tube and a 2-1 formation, with rigid blocks to prevent the structure from sliding along the ground. Example cross-sectional profiles are given. Results from the analysis include structure height, circumferential tension, and ground deflections. / Master of Science

Thesis (MScIng)--University of Stellenbosch, 2007. / ENGLISH ABSTRACT: Due to economic and environmental constraints mining operations are placed under increasing pressure to effectively manage and operate tailings disposal operations. Restrictions imposed on water usage and tailings operations footprint have led to higher density and wider particle size distribution slurries conveyed to tailings areas. One means of efficiently disposing the tailings is co-disposal. In this method a concentrated fine vehicle slurry is used to convey a coarser fraction. This produces a higher density of tailings, with a number of advantages both upstream and downstream of the tailings process. Limited research has been conducted on the effect of coarse particles on the non-Newtonian rheological properties of these slurries. This lack of information complicates the design and reliable operation of these systems. This project aims at gaining a clearer understanding as to the mechanisms involved in the addition of coarse particles to a fine clay slurry vehicle; and to provide a means of estimating the measured slurry rheological properties. A number of experiments were designed to test the slurry (both Kaolin only, and Kaolin-coarse particle mixtures) rheological properties using a Couette viscometer (for the dynamic flow properties of yield stress and plastic viscosity) and a vane instrument (for the static yield stress measurements). The slurries were prepared in varying Kaolin clay solids concentrations with reverse osmosis water. Glass beads and two types of industrial sand were used as the coarse fractions. All of the coarse particles had a similar size but varied significantly in shape. Slurry pH and temperature readings were monitored throughout the tests. Tests were done initially on clay only slurries. The rheological properties of these slurries were repeatable, and no noticeable variations of properties with time were observed. The yield stress (both static and dynamic) and plastic viscosity data were well correlated with established relationships. Coarse particles were added to the clay only slurries, and then removed. The remaining clay only slurry exhibited the same rheological properties as the initial clay only slurry. The presence of coarse particles increased all the measured rheological properties (i.e. dynamic yield stress, Bingham viscosity, and static vane yield stress) in a fashion resembling the effect of adding clay to a clay only slurry. In addition, the change in measured rheological property by addition of coarse particle was independent of the clay fraction in the clay slurry. Furthermore, with both the clay only slurries and clay and coarse sand slurries, a constant linear relationship existed between the static and dynamic yield stress. Several correlations from the literature were found to provide reasonable prediction of the rheological property variations observed. These empirical and semi-empirical models however did little to explain the mechanisms involved in coarse particle addition. A new correlation has been proposed, Residual Clay Concentration, which predicts the change in rheological property based on an additional clay concentration, which in turn is a linear function of the coarse particle concentration. The accuracy of this model further strengthens the belief that the coarse particle acts in a similar fashion to a floc. By means of a case study example the importance of selecting an appropriate model for design was illustrated. The Residual Clay Concentration method provided the most conservative results. This combined with its theoretical basis strengthens the models recommendation for use in design. / AFRIKAANSE OPSOMMING: As gevolg van ekonomiese en omgewings beperkinge word mynwese nywerhede onder toenemende druk geplaas om doeltreffende afvalstroom bestuur en operasie toe te pas. Beperkinge geplaas op water gebruik en afvalstroom area-groote ly tot hoër digthede en wyer partikel-grooteverspreidings van flodders vervoer na afval areas. Een manier om van die afval doeltreffend ontslae te raak en te berg is deur medeberging. In die metode word ‘n gekonsentreerde fyn flodder gebruik as draer van ‘n growwer partikel-fraksie. Dit ly tot ‘n hoër digtheid flodder, met verskeie voordele in beide die op – en afstroom prosesse. Beperkte navorsing is gedoen op die effek van growwe partikels op die nie-Newoniese rheolgiese eienskappe van hierdie flodders. Hierdie tekort aan informasie maak die effektiewe, betroubare bedryf en operasie van die sisteme meer ingewikkeld. Hierdie projek is daarheen gemik om ‘n beter begrip te ontwikkel met betrekking tot die meganismes betrokke in die byvoeging van growwe partikels aan ‘n fyn klei-agtige flodder draer; en om ‘n manier te voorsien wat die rheologiese eienskappe kan beraam. Verskeie eksperimente was ontwerp om die flodders (beide slegs Kaolien, en Kaoliengrowwe partikel mengsels) se rheologiese eienskappe te toets deur die gebruik van ‘n Couette-viskometer. Die Couette viskometer was gebruik om die dinamiese eienskappe (van grens-spanning, en plastiese viskositet) te meet. ‘n Vaan apparaat is gebruik om die eienskap van statiese grens-spanning te meet. Die flodders was voorberei in verskeie Kaolien konsentrasies met tru-osmosis water. Glas krale en twee tipes industriële sand is gebruik as die growwe fraksies. Al die growwe partikels het soortgelyke groottes gehad, maar het grootliks verskil in vorm. Die flodder pH en temperatuur lesings is deurentyd nagegaan. Toetse was aanvanklik gedoen op die klei-alleenlike flodders. Die gemete reologiese eienskappe van die flodders was herhaalbaar, en geen opmerkbare veranderinge van die eienskappe met betrekking tot tyd is gemeet nie. Die grens-spanning (beide statiese en dinamiese) en plastiese viskositeit is goed gekorrelleer met gevestigde verhoudinge. Growwe partikels is aan die klei-alleenlike flodders bygevoeg, en daarnae verwyder. Die oorblywende klei-alleenlike flodder het dieselfde gemete rheologiese eienskappe getoon as die oorspronklike klei-allenlike flodder. Die teenwoordigheid van growwe partikels het na ‘n toename van al die gamete rheologiese eienskappe gelei wat fisies baie soortgelyk is aan die byvoeging van klei tot ‘n klei-alleenlike flodder. Verder, met beide die klei-alleenlike en klei-growwe partikel flodders het ‘n konstante liniëre funksie tussen die statiese en dinamiese grens-spannings bestaan. Verskeie verhoudings uit die literatuur het goeie korrelasie bewerkstellig met die waargenome rheologie veranderinge. Hierdie empiriese en semi-empiriese modelle doen egter min om die megansimes betrokke in die toevoeging van growwe partikels te verduidelik. ‘n Nuwe korrelasie is voorgestel, naamlik die Residu Klei Konsentrasie. Hierdie model voorspel die verandering in reologiese eienskappe gebaseer op ‘n addisionele klei konsentrasie, wat ‘n liniëre funkise is van die growwe partikel konsentrasie. Die goeie korrelasie gesien met die model versterk die idée dat die growwe partikel in ‘n soortgelyke manier as ‘n flok gedra in die teenwoordigheid van ander flokke. Deur middel van ‘n tipiese industriële voorbeeld is die belangrikheid in die keuse van die regte korrelasie geillustreer. Die Residu Klei Konsentrasie metode het die mees konservatiewe resultate gelewer. Hierdie feit gekombineerd met die model se soliede teoreitiese beginsels versterk dit as voorgestelde korrelasie vir ontwerp.