SEARCH

SEARCH BY CITATION

Keywords:

  • oil sands;
  • bitumen extraction;
  • hybrid polyacrylamide;
  • tailings treatment

Abstract

In the present study, a hybrid Al(OH)3-polyacrylamide (Al-PAM) was synthesized and used in combination with a partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) to process a low-grade oil sand ore. It was found that Al-PAM was capable to improve bitumen froth quality and tailings settling. But it led to deterioration in bitumen recovery due to the formation of large bitumen lumps during the bitumen extraction process. To resolve this problem, HPAM was added in combination with Al-PAM as a dual system. The use of the dual system at a low dosage achieved a holistic improvement in bitumen recovery, froth quality, and tailings settling. To understand the role of Al-PAM and the dual system in the bitumen extraction process, bitumen-clay, bitumen-bitumen, and clay-sand interaction and adhesion forces were directly measured using an atomic force microscope (AFM). The measured forces indicate that bitumen recovery and tailings settling are controlled by the colloidal interaction and adhesion forces between the oil sand components.

Dans la présente étude, un polyacrylamide-Al(OH)3 hybride (Al-PAM) a été synthétisé et utilisé conjointement à un polyacrylamide partiellement hydrolysé (HPAM) afin de traiter un minerai de sables bitumineux de faible teneur. On a trouvé que l'Al-PAM était capable d'améliorer la qualité de l'écume de bitume et la sédimentation des résidus. Mais celui-ci donne une moins bonne récupération du bitume en raison de la formation de larges agrégats de bitume lors du procédé d'extraction. Afin de résoudre ce problème, du HPAM a été ajouté à de l'Al-PAM comme système dual. L'utilisation de ce système à faible dose a permis l'amélioration générale de la récupération de bitume, de la qualité de l'écume et de la sédimentation des résidus. Pour comprendre le rôle de l'Al-PAM et du système dual dans le procédé d'extraction de bitume, l'interaction bitume-argile, bitume-bitume et argile-sable ainsi que les forces d'adhésion ont été mesurées directement à l'aide d'un microscope de force atomique (AFM). Les forces mesurées indiquent que la récupération de bitume et la sédimentation des résidus sont contrôlées par les forces d'interaction et d'adhésion colloidales entre les composantes des sables bitumineux.