Get access

Distribution of clay minerals in the process streams produced by the extraction of bitumen from Athabasca oil sands

Authors


Abstract

This study investigates the affinity of clay minerals in oil sands for the water-continuous tailings and hydrocarbon-continuous froth streams produced from the extraction of bitumen from oil sands. Clay minerals in oil sands processing impact bitumen flotation in separation vessels, emulsion formation during froth treatment, and fine tailings behaviour.

X-ray diffraction of oriented clay slides and random powder samples were used to quantify the clay minerals in the oil sands ore and process streams. Particle size distribution and clay activity balances were also conducted around the extraction process.

The degree of partitioning during the conditioning and flotation stages in a batch extractor was determined by the surface properties of the clay minerals present. The water-continuous tailings stream was further separated into fine and coarse tailings fractions through sedimentation. The bulk of the clay minerals reported to the fine tailings stream. Illite and mixed layered illite-smectite partitioned less to the hydrocarbon-continuous froth than kaolinite. Also, the illite-smectite in the froth stream appeared to be different from the illite-smectite in the water continuous streams.

Abstract

On a étudié dans ce travail l'affinité des minéraux argileux dans les sables bitumineux pour les courants de résidus continus dans l'eau et les courants d’écume continus dans les hydrocarbures produits par l'extraction de bitume des sables bitumineux. Les minéraux argileux dans le traitement des sables bitumineux ont un impact sur la flottation du bitume dans les cuves de séparation, la formation des émulsions lors du traitement de l'écume et le comportement des résidus. La diffraction X de préparation microscopique d'argile orientée et des échantillons de poudres aléatoires ont été utilisés pour quantifier les minéraux argileux dans le minerai de sables bitumineux et les courants de procédés. La distribution de taille des particules et les bilans d'activité de l'argile ont également été déterminés autour du procédé d'extraction. Le degré de séparation durant les étapes de conditionnement et de flottation dans un extracteur discontinu a été déterminé par les propriétés de surface des minéraux argileux présents. Le courant de résidus continus dans l'eau a ensuite été séparé en fractions de résidus fins et grossiers par sédimentation. La grande partie des minéraux argileux se retrouve dans le courant de résidus fins. L'illite et l'illitesmectite en couches mélangées se séparent moins de l'écume continue dans les hydrocarbures que la kaolinite. Par ailleurs, l'illitesmectite dans le courant d'écume semble être différente de l'illitesmectite dans les courants d'eau continus.

Get access to the full text of this article

Ancillary