[發明專利]尾礦流處理方法

有效

• 申請號: 201180061153.1
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN103269995A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: R.H.莫菲特;P.安德林
• 申請（專利權）人: 納幕爾杜邦公司
• 主分類號: C04B26/00
• 分類號: C04B26/00;C04B26/16;C04B28/24;C04B26/02;C04B26/18;C04B26/06;C04B26/20;C04B26/10;C04B26/24;C04B26/14;C04B26/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄒雪梅;李炳愛

技術領域

本發明涉及處理采礦作業中產生的尾礦流以提供固體產品的方法，所述固體產品能夠提供適于通行的表面。

背景技術

為了滿足全球對石油的需求，油砂已變成吸引人的油回收源。油砂是瀝青、水、沙土、粘土和地表存在的其他無機材料的儲量巨大的天然存在的混合物。瀝青是高度粘稠形式的原油。最大的油砂礦床發現于加拿大和委內瑞拉。具體地講，Athabasca油砂礦床的儲量相當于1.6至2.7萬億桶石油，該礦床位于加拿大Alberta和Saskatchewan省。Athabasca油砂礦床中約10％至15％的經濟可采儲量可地表開采。一旦油砂礦石被開采，就將其加工以提取瀝青。

必須通過使瀝青與包含在油砂礦石中的水、沙土和細粘土分離而從油砂礦石中提取瀝青。目前，在提取瀝青前，制備并調理油砂礦石。所述方法包括露天采礦、礦石粉碎、將粉碎的礦石與溫加工用水和任選化學品混合，并允許隨著時間的推移，用機械攪拌或通過流體流動中所經歷的剪切來調理礦石漿液。目前通過水力運輸管線將礦石漿液泵送至集中提取廠來完成礦石漿液調理。

油砂礦石可在所述過程前端(如上所述制備和調理步驟)與化學品和水混合和/或在一個或多個下游單元操作處添加以有利于提取。制備并調理油砂礦石以提供含水漿液形式的礦石。所述漿液在包括多次單元操作的提取廠中進行提取。

在瀝青提取過程中產生各種尾礦流。尾礦流是包含需要進一步處理的組分的含水流體(漿液、懸浮液)，所述進一步處理包括提取有價值的瀝青或固體去除和/或純化以使得尾礦流中的水分能夠再循環。最終，一些尾礦流將長期沉積在尾礦池中。主要包含沙土的粗固體快速沉降在尾礦池的底部。池的頂層隨時間和重力而澄清并形成適用于重新用于提取過程中的水。存在大量中間層，其由水和固體沉降非常緩慢的細固體構成。所述中間層最終成為成熟細尾礦(MFT)。

MFT是包含細粘土和沙土、粉土、水和瀝青的穩定復合漿液。MFT無強度，不能生長植物，并且可能對動物具有毒性，因此必須將其封閉，防止其污染水源。通常，需要數年的沉降時間來形成MFT。

可通過化學增稠來制備具有與MFT相似物理特性的增稠尾礦。化學增稠使水能夠快速回收并且減少當將這種溫水再循環回用于提取過程中時所需的熱能。

MFT池造成了環境擔憂。Alberta能源保護局(ERCB)已發布了074號指令，該指令要求所有油砂運營商減少細尾礦池和適于通行的沉積的形成。于是MFT變得穩定，并在數十年內很少有附加的沉降或固結發生。

已頒布重要的新法規，使經營者被迫開發和改變的他們的尾礦管理方法。處于評價和/或開發下的尾礦管理方法包括通過用水封蓋尾礦池進行生物整治(即末端礦坑湖)、復合尾礦(MFT加上沙土并且常常加上凝結劑)、不分離尾礦(增稠尾礦加上沙土并且常常加上凝結劑)、干式可堆疊尾礦、膏體技術、離心法、環溝法、以及多種其他方法。油砂開采作業中可產生尾礦流是本領域的技術人員已知的。參見例如R.J.Mikula等人的“Nature?and?Fate?of?Oil?Sands?Fine?Tailings”，出自Advances?in?Chemistry(1996年，第251卷，第677-723頁)；和由D.W.Devenny于2010年3月為Alberta能源研究所編寫的“Part?B?Report：A?Screening?Study?of?Oil?Sands?Tailings?Technologies?and?Practices”，可從以下網頁獲得http://eiaa.alherta.ca/media/40994/report％20b％20％20integrated％20oil％20sands％20tailings％20treatment％20technologies％20march％202010.pdf(2011年12月15日網絡刊登)。本領域的技術人員將認識到由于油砂制造商不同，尾礦流的參照名稱(術語)可能不同，并且用于提取石油以及處理各種尾礦流的方法也將不同。