水基提取技术用于我国西北地区油砂矿分离的适用性研究

开展油砂矿品位评价及分离技术的研究,探索水基提取过程(Water-Based Extraction Processes)对我国西北地区油砂矿分离的适用性。通过研究水相体系中沥青涂层在玻璃或单晶硅表面上的脱附行为,建立固体表面润湿性与油砂水基分离的重要关系.利用Denver Flotation Cell和Dean-Stark等装置进行油砂矿水基提取过程的实验研究，研究水溶液物理化学各种因素（温度、pH、离子强度及添加剂等）对油砂水基提取过程的重要影响作用，揭示油砂分离过程中的作用机理。根据油砂矿的特性，设计、制备高效能的表面活性剂，提高沥青回收率。综合考虑回收率和沥青质泡沫体质量两个因素，优化工艺条件，开发回收率高、分离时间短、分离水温低（35-40摄氏度）及沥青泡沫体质量高的水基提取技术，为我国的油砂工业提供技术支持。

项目主要对我国部分地区的油砂组成、性能及分离技术进行研究，探索水基提取技术对我国油砂矿分离的适用性。根据我国油砂的特点，开发适合我国油砂水基分离的新技术，揭示油砂水基分离过程中的相关作用机理。项目主要在以下几个方面获得重要研究成果：.（1）对我国部分地区的油砂组成及性能进行了分析评价，结果显示我国大部分地区的油砂品位不高，而且多属于油润性油砂，难于直接用水基提取的方式进行分离。水溶液的化学条件对油砂组分表面的zeta电位等物理化学性质具有重要的作用，因此油砂水基分离过程中需要充分考虑各种因素对固体微粒、沥青及气泡表面理化性质的重要影响；.（2）沥青在固体表面上的脱附行为受各种因素的影响，固体表面亲水性的增强、水溶液pH值的升高及沥青中稀释剂的添加均有助于沥青在固体表面上的脱附。沥青在固体表面上的脱附始于沥青层的变薄、收缩、破裂，最终形成油滴从固体表面上释放，这一过程受固体表面的润湿性及溶液酸碱性的重要影响。此外，研究发现沥青的粘度也是影响沥青脱附的一个重要影响因素，向沥青中添加一定比例的煤油或脂肪酸甲酯等稀释剂将会显著降低沥青的粘度，从而大大促进沥青在固体表面上的脱附，提高了油砂的水基分离效率；.（3）根据我国的油砂特点，将水基提取法和溶剂提取法相结合，开发了一种水辅助溶剂提取技术。通过在油砂固相与有机溶剂间介入水层在搅拌的条件下提取油砂中的沥青油，当油砂、水及溶剂石脑油的质量比为1:1:1及50-60oC的条件下搅拌提取30min时，沥青收率可达74%。水辅助溶剂提取法介入水层的作用有两个：一是便于沥青提取液与泥沙的分离，二是降低油相中微粒组分的含量。该方法经过进一步完善将有望用于我国油砂的分离工业。.（4）首次将微生物驱油技术应用于油砂水基提取过程，通过用微生物对不能用水基提取法进行分离的油砂进行预培养，油砂水基分离试验表明沥青收率可达90%以上。研究表明，微生物驱油技术对油砂分离的促进作用主要归因于沙粒组分表面润湿性能的改善、沥青中重组分的降解、沥青粘度的降低及微生物代谢产生表面活性物质。相关研究结果对探索、开发适用于我国的油砂分离技术具有重要意义。