本發(fā)明涉及油砂開(kāi)采技術(shù)，特別是水潤(rùn)型油砂氣浮選水洗分離系統(tǒng)及其應(yīng)用工藝。
背景技術(shù)：
油砂屬于非常規(guī)石油資源，目前國(guó)際上只有加拿大具有相對(duì)成熟的油砂露天開(kāi)發(fā)水洗處理技術(shù)。中國(guó)國(guó)內(nèi)油砂水洗技術(shù)尚處于室內(nèi)研究階段，油砂水洗技術(shù)對(duì)今后我國(guó)的能源有效利用具有重要的戰(zhàn)略意義。國(guó)外油與砂分離技術(shù)主要有三種：熱水洗法、溶劑萃取法與熱解干餾法。油砂的分離方法因油砂結(jié)構(gòu)不同所采用的分離法而不同，一般水潤(rùn)型油砂適合水洗分離法，油潤(rùn)型油砂適合有機(jī)溶劑萃取分法離或熱解干餾分離法。熱化學(xué)水洗法與atp干餾法分離油砂將會(huì)成為未來(lái)地面油與砂分離的主要方法，但目前仍以化學(xué)水洗法為主。油與砂分離技術(shù)在中國(guó)國(guó)內(nèi)僅開(kāi)展一些室內(nèi)研究及室內(nèi)試驗(yàn)，而國(guó)外油砂處理技術(shù)較成熟，已發(fā)展到工業(yè)化大規(guī)模開(kāi)采階段，但其核心工藝對(duì)中國(guó)保密，致使中國(guó)相關(guān)油與砂分離技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)無(wú)法掌握與之相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備。中國(guó)國(guó)內(nèi)油與砂分離技術(shù)所面臨的技術(shù)瓶頸為：（1）單一藥劑體系無(wú)法適應(yīng)油砂的高效分離，需要篩選具備分散、離解、降粘功能的復(fù)配藥劑體系。（2）油砂分散過(guò)程與油砂微觀分離過(guò)程相對(duì)彼此發(fā)生的物理矛盾，漿化作用與油與砂分離相互制約，難以進(jìn)一步提高油與砂分離效率，同時(shí)尾砂含油率波動(dòng)較大，無(wú)法保障油與砂分離技術(shù)平穩(wěn)運(yùn)行。（3）缺少油砂漿化反應(yīng)環(huán)節(jié)，僅僅依靠機(jī)械攪拌、熱化學(xué)自然沉降實(shí)現(xiàn)瀝青油與砂分離更是無(wú)助于進(jìn)一步提高油與砂分離效率且縮短油與砂分離時(shí)間，工業(yè)化、規(guī)?；_(kāi)采油砂的作業(yè)難以實(shí)施。
油砂作為重要的石油替代品，可有效降低對(duì)傳統(tǒng)石油產(chǎn)品的依賴，已越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)的重點(diǎn)關(guān)注。新疆風(fēng)城油砂礦區(qū)距克拉瑪依市110km，礦區(qū)地處風(fēng)城油田，共有2個(gè)油砂區(qū)塊，其中風(fēng)城西區(qū)緊鄰重32井區(qū)，風(fēng)城東區(qū)緊鄰重37井區(qū)。風(fēng)城油砂疊合面積12km2，其油砂油地質(zhì)儲(chǔ)量5498×104t。按照儲(chǔ)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，該礦被歸類為具備中等埋深、高豐度、厚層、中高品位條件的大型油砂礦。風(fēng)城油可采油砂油儲(chǔ)量為4198×104t，其中，風(fēng)城西區(qū)可采油砂油儲(chǔ)量為638×104t，風(fēng)城東區(qū)白堊系可采油砂油儲(chǔ)量為2157.8×104t，風(fēng)城東區(qū)侏羅系可采油砂油儲(chǔ)量為1372×104t。風(fēng)城油砂礦的普及性開(kāi)發(fā)可以提高資源效率，維護(hù)新疆油氣田正常的勘探開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)秩序，同時(shí)，還可以促進(jìn)油砂礦所在地經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種水潤(rùn)型油砂氣浮選水洗分離系統(tǒng)及其應(yīng)用工藝，能有效解決油砂礦工業(yè)化、規(guī)?；_(kāi)發(fā)過(guò)程中油砂高效、經(jīng)濟(jì)與環(huán)保處理的一系列技術(shù)難題，技術(shù)先進(jìn)，具有高效、經(jīng)濟(jì)且環(huán)保的突出技術(shù)優(yōu)勢(shì)，充分滿足油砂礦工業(yè)化、規(guī)?；_(kāi)采的迫切技術(shù)需求。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種水潤(rùn)型油砂氣浮選水洗分離系統(tǒng)，油砂砂粒破碎裝置出料口與帶式輸送機(jī)裝料端相對(duì)位配合，水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器頂部設(shè)置有連通其自身罐腔的較細(xì)油砂砂粒進(jìn)入口、水潤(rùn)型油砂漿化離解劑進(jìn)入口與熱水進(jìn)入口，水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器靠近其底部部位設(shè)置有連通其自身罐腔的漿狀油砂物料排出口，帶式輸送機(jī)卸料端與水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器較細(xì)油砂砂粒進(jìn)入口相對(duì)位配合，串接有第一開(kāi)關(guān)閥的水潤(rùn)型油砂漿化離解劑輸送管道的一端管口連接水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器水潤(rùn)型油砂漿化離解劑進(jìn)入口，熱水輸送總管道的一端管口通過(guò)串接有第二開(kāi)關(guān)閥的熱水輸送第一分管道連接水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器熱水進(jìn)入口，水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器漿狀油砂物料排出口通過(guò)串接有第三開(kāi)關(guān)閥的漿狀油砂物料輸入管道連接抽砂泵進(jìn)料口，抽砂泵出料口通過(guò)串接有第四開(kāi)關(guān)閥的漿狀油砂物料輸出管道連接浮選設(shè)備原料進(jìn)入口，空氣供給裝置的供氣口通過(guò)串接有第五開(kāi)關(guān)閥的空氣輸送管道連接浮選設(shè)備空氣進(jìn)入口，熱水輸送總管道還通過(guò)串接有第六開(kāi)關(guān)閥的熱水輸送第二分管道串接浮選設(shè)備凈水進(jìn)入口，串接有第七開(kāi)關(guān)閥的水潤(rùn)型油砂氣浮劑輸送管道連接浮選設(shè)備水潤(rùn)型油砂氣浮劑進(jìn)入口，浮選設(shè)備疏水性漂浮物料排出口連接串接有第八開(kāi)關(guān)閥的疏水性漂浮物料輸送管道的一端管口，浮選設(shè)備親水性懸浮物料排出口連接串接有第九開(kāi)關(guān)閥的親水性懸浮物料輸送管道的一端管口，浮選設(shè)備沉底物料排出口與刮板輸送機(jī)的裝料端相對(duì)位配合，刮板輸送機(jī)卸料端與漏斗進(jìn)料口相對(duì)位配合。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種應(yīng)用水潤(rùn)型油砂氣浮選水洗分離系統(tǒng)的工藝，①制備水潤(rùn)型油砂漿化離解劑與水潤(rùn)型油砂氣浮劑：水潤(rùn)型油砂漿化離解劑包括滲透劑、礦物油、瀝青乳化劑、剝離劑、ph值調(diào)節(jié)劑與水，滲透劑與礦物油組成a型混合物，滲透劑在a型混合物中的質(zhì)量百分含量為0.020%-0.025%，滲透劑由oep-70與aep-98組成，oep-70的質(zhì)量和aep-98的質(zhì)量的比值為(10﹕13)-(1﹕1)；瀝青乳化劑、剝離劑、ph值調(diào)節(jié)劑與水組成b型混合物，瀝青乳化劑在b型混合物中的質(zhì)量百分含量為0.2%-0.4%，瀝青乳化劑由span-80與tween-80組成，span-80的質(zhì)量與tween-80的質(zhì)量的比值為(1﹕12)-(1﹕8)，剝離劑在b型混合物中的質(zhì)量百分含量為0.005%-0.010%，剝離劑為十二烷基二甲基芐基氯化銨、十四烷基二甲基芐基氯化銨與十六烷基氯化吡啶三者當(dāng)中的任意一者純凈物或該三者通過(guò)任意組合方式以任意質(zhì)量比例相混勻成的混合物，ph值調(diào)節(jié)劑在b型混合物中的質(zhì)量百分含量為0.3%-0.5%，ph值調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸鈉、三聚磷酸鈉與硅酸鈉六者當(dāng)中的任意一者純凈物或該六者通過(guò)任意組合方式以任意質(zhì)量比例相混勻成的混合物，礦物油為柴油、焦化柴油、煤油與120#溶劑油四者當(dāng)中的任意一者純凈物或該四者通過(guò)任意組合方式以任意質(zhì)量比例相混勻成的混合物；把a(bǔ)型混合物與b型混合物依次攪勻、靜置成表面無(wú)浮油且呈乳白色的本水潤(rùn)型油砂漿化離解劑；水潤(rùn)型油砂氣浮劑包括瀝青乳化劑、甲醇、起泡劑、凈水劑與水，瀝青乳化劑由十六烷基三甲基氯化銨組成，起泡劑由十二烷基二甲基氧化胺組成，凈水劑由聚合氯化鋁組成，瀝青乳化劑在由瀝青乳化劑與甲醇組成的瀝青乳化液中的質(zhì)量百分含量為45%-55%，凈水劑在由凈水劑與水組成的凈水液中的質(zhì)量百分含量為35%-45%，瀝青乳化劑在本水潤(rùn)型油砂氣浮劑質(zhì)量中的質(zhì)量百分含量為5%-8%，起泡劑在本水潤(rùn)型油砂氣浮劑質(zhì)量中的質(zhì)量百分含量為3%-5%；按質(zhì)量配比，首先將瀝青乳化劑與甲醇混勻成瀝青乳化液且將凈水劑與水混勻成凈水液，然后將瀝青乳化液、凈水液和起泡劑連續(xù)攪勻成不分層的本水潤(rùn)型油砂氣浮劑；②啟動(dòng)油砂砂粒破碎裝置通過(guò)油砂砂粒破碎裝置將從天然油砂礦挖掘出的粗油砂砂粒破碎成粒徑均值小于或等于50mm的較細(xì)油砂砂粒，通過(guò)帶式輸送機(jī)將受重力作用從油砂砂粒破碎裝置出料口墜出的較細(xì)油砂砂粒經(jīng)細(xì)油砂砂粒進(jìn)入口運(yùn)送至水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器自身罐腔內(nèi)，打開(kāi)第二開(kāi)關(guān)閥將溫度為大于40℃的熱水依次經(jīng)熱水輸送總管道、熱水輸送第一分管道與第二開(kāi)關(guān)閥輸送至水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器自身罐腔內(nèi)，打開(kāi)第一開(kāi)關(guān)閥將水潤(rùn)型油砂漿化離解劑混經(jīng)水潤(rùn)型油砂漿化離解劑輸送管道與第一開(kāi)關(guān)閥輸送至水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器自身罐腔內(nèi)，保持水潤(rùn)型油砂漿化離解劑與熱水在水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器自身罐腔內(nèi)混勻成的漿化離解液溫度大于或等于40℃，漿化離解液所含的熱水的質(zhì)量與被運(yùn)送至水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器自身罐腔內(nèi)的所有較細(xì)油砂砂粒加和的總質(zhì)量的比值為0.9-1.1，水潤(rùn)型油砂漿化離解劑的質(zhì)量與被運(yùn)送至水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器自身罐腔內(nèi)的所有較細(xì)油砂砂粒加和的總質(zhì)量的比值為0.3-0.5，漿化離解液與被運(yùn)送至水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器自身罐腔內(nèi)的所有較細(xì)油砂砂粒以被混勻的狀態(tài)相互接觸30min-40min，使其中的所有較細(xì)油砂砂粒被水潤(rùn)型油砂漿化離解劑漿化而進(jìn)一步被離解成粒徑均值基本小于5mm的更細(xì)油砂砂粒，漿化離解液與所有更細(xì)油砂砂粒以被混勻的狀態(tài)共同生成含有更細(xì)油砂砂粒的漿狀油砂型物料；③打開(kāi)第三開(kāi)關(guān)閥與第四開(kāi)關(guān)閥并啟動(dòng)抽砂泵使抽砂泵將受重力作用從漿狀油砂物料排出口流出的漿狀油砂型物料依次經(jīng)漿狀油砂物料輸入管道與第三開(kāi)關(guān)閥、抽砂泵、漿狀油砂物料輸出管道與第四開(kāi)關(guān)閥、原料進(jìn)入口泵送至浮選設(shè)備氣浮作用容器內(nèi)，打開(kāi)第五開(kāi)關(guān)閥并啟動(dòng)空氣供給裝置使空氣供給裝置將正壓空氣依次經(jīng)其供氣口、空氣輸送管道、第五開(kāi)關(guān)閥與空氣進(jìn)入口壓送至連接浮選設(shè)備氣浮作用容器內(nèi)，打開(kāi)第六開(kāi)關(guān)閥將溫度大于40℃的熱水依次經(jīng)熱水輸送總管道、熱水輸送第二分管道與第六開(kāi)關(guān)閥、凈水進(jìn)入口輸送至浮選設(shè)備氣浮作用容器內(nèi)，打開(kāi)第七開(kāi)關(guān)閥將水潤(rùn)型油砂氣浮劑依次經(jīng)水潤(rùn)型油砂氣浮劑輸送管道與第七開(kāi)關(guān)閥、水潤(rùn)型油砂氣浮劑進(jìn)入口輸送至浮選設(shè)備氣浮作用容器內(nèi)，保持水潤(rùn)型油砂氣浮劑與熱水在浮選設(shè)備氣浮作用容器內(nèi)混勻成的水洗氣浮液溫度大于或等于40℃，水洗氣浮液所含的熱水的質(zhì)量與被泵送至浮選設(shè)備氣浮作用容器內(nèi)的所有漿狀油砂型物料加和的總質(zhì)量的比值為45-70，水潤(rùn)型油砂氣浮劑的質(zhì)量與水洗氣浮液的質(zhì)量的比值為0.008-0.015，由空氣供給裝置鼓到位于浮選設(shè)備氣浮作用容器內(nèi)的空氣在水洗氣浮液中生成的升浮氣泡粒徑為1um-20um，升浮氣泡在氣浮作用容器內(nèi)部所盛水洗氣浮液中的上升高程為1m-6m；將漿狀油砂型物料所含的在水洗氣浮液中被升浮氣泡向上帶動(dòng)而隨升浮氣泡升至水洗氣浮液表面的瀝青油依次經(jīng)疏水性漂浮物料排出口與疏水性漂浮物料輸送管道輸送給瀝青油處理裝置進(jìn)行處理，將漿狀油砂型物料所含的在水洗氣浮液中僅暫時(shí)懸浮的包括黏土、沙粒、水潤(rùn)型油砂漿化離解劑與水潤(rùn)型油砂氣浮劑在內(nèi)的懸浮堿泥型物料依次經(jīng)親水性懸浮物料排出口與親水性懸浮物料輸送管道輸送給堿泥處理裝置進(jìn)行處理，將漿狀油砂型物料所含的在水洗氣浮液中沉降到浮選設(shè)備氣浮作用容器底部?jī)?nèi)表面又受重力作用從沉底物料排出口墜出的沉底高含水率脫油尾砂收納在刮板輸送機(jī)溜槽內(nèi)，當(dāng)落在刮板輸送機(jī)溜槽內(nèi)的沉底高含水率脫油尾砂在沿溜槽被刮板輸送機(jī)的刮板循環(huán)往復(fù)向上刮掃而上行至溜槽底部靠近其上端部位設(shè)有的卸料口之時(shí)脫油高含水率尾砂所含的水受重力作用沿溜槽向下流動(dòng)繼而經(jīng)沉底物料排出口進(jìn)入浮選設(shè)備氣浮作用容器，沉底高含水率脫油尾砂失去受重力作用而最終流回至浮選設(shè)備氣浮作用容器內(nèi)的水而到卸料口時(shí)形成的上行低含水率脫油尾砂受重力作用依次經(jīng)卸料口、漏斗進(jìn)料口、漏斗斗腔和漏斗排料口墜落至漏斗之外。
概括地說(shuō)，本發(fā)明的水潤(rùn)型油砂氣浮選水洗分離系統(tǒng)包括油砂砂粒破碎裝置、帶式輸送機(jī)、水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器、抽砂泵、浮選設(shè)備、空氣供給裝置、開(kāi)關(guān)閥、管道、刮板輸送機(jī)、漏斗等；本發(fā)明的應(yīng)用水潤(rùn)型油砂氣浮選水洗分離系統(tǒng)的工藝包括制備水潤(rùn)型油砂漿化離解劑與水潤(rùn)型油砂氣浮劑、按序操控水潤(rùn)型油砂氣浮選水洗分離系統(tǒng)并同時(shí)將水潤(rùn)型油砂漿化離解劑運(yùn)送至水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器自身罐腔且將水潤(rùn)型油砂氣浮劑泵送至浮選設(shè)備氣浮作用容器等步驟。
經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，本發(fā)明能有效解決水潤(rùn)型油砂礦工業(yè)化、規(guī)模化開(kāi)發(fā)過(guò)程中油砂高效、經(jīng)濟(jì)與環(huán)保處理的一系列技術(shù)難題，技術(shù)先進(jìn)，具有高效、經(jīng)濟(jì)且環(huán)保的突出技術(shù)優(yōu)勢(shì)，充分滿足油砂礦工業(yè)化、規(guī)?；_(kāi)采的迫切技術(shù)需求。
附圖說(shuō)明
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明總體的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
一種水潤(rùn)型油砂氣浮選水洗分離系統(tǒng)，如圖1所示，油砂砂粒破碎裝置17出料口與帶式輸送機(jī)18裝料端相對(duì)位配合，水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13頂部設(shè)置有連通其自身罐腔的較細(xì)油砂砂粒進(jìn)入口、水潤(rùn)型油砂漿化離解劑進(jìn)入口與熱水進(jìn)入口，水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13靠近其底部部位設(shè)置有連通其自身罐腔的漿狀油砂物料排出口，帶式輸送機(jī)18卸料端與水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13較細(xì)油砂砂粒進(jìn)入口相對(duì)位配合，串接有第一開(kāi)關(guān)閥14的水潤(rùn)型油砂漿化離解劑輸送管道3的一端管口連接水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13水潤(rùn)型油砂漿化離解劑進(jìn)入口，熱水輸送總管道2的一端管口通過(guò)串接有第二開(kāi)關(guān)閥15的熱水輸送第一分管道4連接水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13熱水進(jìn)入口，水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13漿狀油砂物料排出口通過(guò)串接有第三開(kāi)關(guān)閥20的漿狀油砂物料輸入管道19連接抽砂泵21進(jìn)料口，抽砂泵21出料口通過(guò)串接有第四開(kāi)關(guān)閥22的漿狀油砂物料輸出管道16連接浮選設(shè)備8原料進(jìn)入口，空氣供給裝置25的供氣口通過(guò)串接有第五開(kāi)關(guān)閥27的空氣輸送管道26連接浮選設(shè)備8空氣進(jìn)入口，熱水輸送總管道2還通過(guò)串接有第六開(kāi)關(guān)閥6的熱水輸送第二分管道7串接浮選設(shè)備8凈水進(jìn)入口，串接有第七開(kāi)關(guān)閥5的水潤(rùn)型油砂氣浮劑輸送管道1連接浮選設(shè)備8水潤(rùn)型油砂氣浮劑進(jìn)入口，浮選設(shè)備8疏水性漂浮物料排出口連接串接有第八開(kāi)關(guān)閥10的疏水性漂浮物料輸送管道9的一端管口，浮選設(shè)備8親水性懸浮物料排出口連接串接有第九開(kāi)關(guān)閥11的親水性懸浮物料輸送管道12的一端管口，浮選設(shè)備8沉底物料排出口與刮板輸送機(jī)23的裝料端相對(duì)位配合，刮板輸送機(jī)23卸料端與漏斗24進(jìn)料口相對(duì)位配合。
一種應(yīng)用水潤(rùn)型油砂氣浮選水洗分離系統(tǒng)的工藝，①制備水潤(rùn)型油砂漿化離解劑與水潤(rùn)型油砂氣浮劑：水潤(rùn)型油砂漿化離解劑包括滲透劑、礦物油、瀝青乳化劑、剝離劑、ph值調(diào)節(jié)劑與水，滲透劑與礦物油組成a型混合物，滲透劑在a型混合物中的質(zhì)量百分含量為0.020%-0.025%，即滲透劑的質(zhì)量和a型混合物的質(zhì)量的比值為0.00020-0.00025，滲透劑由oep-70與aep-98組成，oep-70的質(zhì)量和aep-98的質(zhì)量的比值為(10﹕13)-(1﹕1)；瀝青乳化劑、剝離劑、ph值調(diào)節(jié)劑與水組成b型混合物，瀝青乳化劑在b型混合物中的質(zhì)量百分含量為0.2%-0.4%，即瀝青乳化劑的質(zhì)量和b型混合物的質(zhì)量的比值為0.002-0.004，瀝青乳化劑由span-80與tween-80組成，span-80的質(zhì)量與tween-80的質(zhì)量的比值為(1﹕12)-(1﹕8)，剝離劑在b型混合物中的質(zhì)量百分含量為0.005%-0.010%，即剝離劑的質(zhì)量和b型混合物的質(zhì)量的比值為0.00005-0.00010，剝離劑為十二烷基二甲基芐基氯化銨、十四烷基二甲基芐基氯化銨與十六烷基氯化吡啶三者當(dāng)中的任意一者純凈物或該三者通過(guò)任意組合方式以任意質(zhì)量比例相混勻成的混合物，ph值調(diào)節(jié)劑在b型混合物中的質(zhì)量百分含量為0.3%-0.5%，即ph值調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量和b型混合物的質(zhì)量的比值為0.003-0.005，ph值調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸鈉、三聚磷酸鈉與硅酸鈉六者當(dāng)中的任意一者純凈物或該六者通過(guò)任意組合方式以任意質(zhì)量比例相混勻成的混合物，礦物油為柴油、焦化柴油、煤油與120#溶劑油四者當(dāng)中的任意一者純凈物或該四者通過(guò)任意組合方式以任意質(zhì)量比例相混勻成的混合物；把a(bǔ)型混合物與b型混合物依次攪勻、靜置成表面無(wú)浮油且呈乳白色的本水潤(rùn)型油砂漿化離解劑；水潤(rùn)型油砂氣浮劑包括瀝青乳化劑、甲醇、起泡劑、凈水劑與水，瀝青乳化劑由十六烷基三甲基氯化銨組成，起泡劑由十二烷基二甲基氧化胺組成，凈水劑由聚合氯化鋁組成，瀝青乳化劑在由瀝青乳化劑與甲醇組成的瀝青乳化液中的質(zhì)量百分含量為45%-55%，即瀝青乳化劑的質(zhì)量和瀝青乳化劑與甲醇加和的總質(zhì)量的比值為0.45-0.55，凈水劑在由凈水劑與水組成的凈水液中的質(zhì)量百分含量為35%-45%，即凈水劑的質(zhì)量和凈水劑與水加和的總質(zhì)量的比值為0.35-0.45，瀝青乳化劑在本水潤(rùn)型油砂氣浮劑質(zhì)量中的質(zhì)量百分含量為5%-8%，起泡劑在本水潤(rùn)型油砂氣浮劑質(zhì)量中的質(zhì)量百分含量為3%-5%；按質(zhì)量配比，首先將瀝青乳化劑與甲醇混勻成瀝青乳化液且將凈水劑與水混勻成凈水液，然后將瀝青乳化液、凈水液和起泡劑連續(xù)攪勻成不分層的本水潤(rùn)型油砂氣浮劑；②如圖1所示，啟動(dòng)油砂砂粒破碎裝置17通過(guò)油砂砂粒破碎裝置17將從天然油砂礦挖掘出的粗油砂砂粒破碎成粒徑均值小于或等于50mm的較細(xì)油砂砂粒，通過(guò)帶式輸送機(jī)18將受重力作用從油砂砂粒破碎裝置17出料口墜出的較細(xì)油砂砂粒經(jīng)細(xì)油砂砂粒進(jìn)入口運(yùn)送至水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13自身罐腔內(nèi)，打開(kāi)第二開(kāi)關(guān)閥15將溫度為大于40℃的熱水依次經(jīng)熱水輸送總管道2、熱水輸送第一分管道4與第二開(kāi)關(guān)閥15輸送至水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13自身罐腔內(nèi)，打開(kāi)第一開(kāi)關(guān)閥14將水潤(rùn)型油砂漿化離解劑混經(jīng)水潤(rùn)型油砂漿化離解劑輸送管道3與第一開(kāi)關(guān)閥14輸送至水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13自身罐腔內(nèi)，保持水潤(rùn)型油砂漿化離解劑與熱水在水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13自身罐腔內(nèi)混勻成的漿化離解液溫度大于或等于40℃，漿化離解液所含的熱水的質(zhì)量與被運(yùn)送至水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13自身罐腔內(nèi)的所有較細(xì)油砂砂粒加和的總質(zhì)量的比值為0.9-1.1，水潤(rùn)型油砂漿化離解劑的質(zhì)量與被運(yùn)送至水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13自身罐腔內(nèi)的所有較細(xì)油砂砂粒加和的總質(zhì)量的比值為0.3-0.5，漿化離解液與被運(yùn)送至水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13自身罐腔內(nèi)的所有較細(xì)油砂砂粒以被混勻的狀態(tài)相互接觸30min-40min，使其中的所有較細(xì)油砂砂粒被水潤(rùn)型油砂漿化離解劑漿化而進(jìn)一步被離解成粒徑均值基本小于5mm的更細(xì)油砂砂粒，漿化離解液與所有更細(xì)油砂砂粒以被混勻的狀態(tài)共同生成含有更細(xì)油砂砂粒的漿狀油砂型物料；③如圖1所示，打開(kāi)第三開(kāi)關(guān)閥20與第四開(kāi)關(guān)閥22并啟動(dòng)抽砂泵21使抽砂泵21將受重力作用從漿狀油砂物料排出口流出的漿狀油砂型物料依次經(jīng)漿狀油砂物料輸入管道19與第三開(kāi)關(guān)閥20、抽砂泵21、漿狀油砂物料輸出管道16與第四開(kāi)關(guān)閥22、原料進(jìn)入口泵送至浮選設(shè)備8氣浮作用容器內(nèi)，打開(kāi)第五開(kāi)關(guān)閥27并啟動(dòng)空氣供給裝置25使空氣供給裝置25將正壓空氣依次經(jīng)其供氣口、空氣輸送管道26、第五開(kāi)關(guān)閥27與空氣進(jìn)入口壓送至連接浮選設(shè)備8氣浮作用容器內(nèi)，打開(kāi)第六開(kāi)關(guān)閥6將溫度大于40℃的熱水依次經(jīng)熱水輸送總管道2、熱水輸送第二分管道7與第六開(kāi)關(guān)閥6、凈水進(jìn)入口輸送至浮選設(shè)備8氣浮作用容器內(nèi)，打開(kāi)第七開(kāi)關(guān)閥5將水潤(rùn)型油砂氣浮劑依次經(jīng)水潤(rùn)型油砂氣浮劑輸送管道1與第七開(kāi)關(guān)閥5、水潤(rùn)型油砂氣浮劑進(jìn)入口輸送至浮選設(shè)備8氣浮作用容器內(nèi)，保持水潤(rùn)型油砂氣浮劑與熱水在浮選設(shè)備8氣浮作用容器內(nèi)(被攪拌后)混勻成的水洗氣浮液溫度大于或等于40℃，水洗氣浮液所含的熱水的質(zhì)量與被泵送至浮選設(shè)備8氣浮作用容器內(nèi)的所有漿狀油砂型物料加和的總質(zhì)量的比值為45-70，水潤(rùn)型油砂氣浮劑的質(zhì)量與水洗氣浮液的質(zhì)量的比值為0.008-0.015，即水潤(rùn)型油砂氣浮劑在水洗氣浮液中的質(zhì)量百分濃度為0.8%-1.5%，或者保持水潤(rùn)型油砂氣浮劑在水洗氣浮液中的質(zhì)量-體積濃度為50mg/l-120mg/l，由空氣供給裝置25鼓到位于浮選設(shè)備8氣浮作用容器內(nèi)的空氣在水洗氣浮液中生成的升浮氣泡粒徑為1um-20um，升浮氣泡在氣浮作用容器（氣浮柱）內(nèi)部所盛水洗氣浮液中的上升高程為1m-6m；將漿狀油砂型物料所含的在水洗氣浮液中被升浮氣泡向上帶動(dòng)而隨升浮氣泡升至水洗氣浮液表面的瀝青油依次經(jīng)疏水性漂浮物料排出口與疏水性漂浮物料輸送管道9輸送給瀝青油處理裝置進(jìn)行處理，將漿狀油砂型物料所含的在水洗氣浮液中僅暫時(shí)懸浮的包括黏土、沙粒、水潤(rùn)型油砂漿化離解劑與水潤(rùn)型油砂氣浮劑在內(nèi)的懸浮堿泥型物料依次經(jīng)親水性懸浮物料排出口與親水性懸浮物料輸送管道12輸送給堿泥處理裝置進(jìn)行處理，將漿狀油砂型物料所含的在水洗氣浮液中沉降到浮選設(shè)備8氣浮作用容器底部?jī)?nèi)表面又受重力作用從沉底物料排出口墜出的沉底高含水率脫油尾砂收納在刮板輸送機(jī)23溜槽內(nèi)，當(dāng)落在刮板輸送機(jī)23溜槽內(nèi)的沉底高含水率脫油尾砂在沿溜槽被刮板輸送機(jī)23的刮板循環(huán)往復(fù)向上刮掃而上行至溜槽底部靠近其上端部位設(shè)有的卸料口之時(shí)脫油高含水率尾砂所含的水受重力作用沿溜槽向下流動(dòng)繼而經(jīng)沉底物料排出口進(jìn)入浮選設(shè)備8氣浮作用容器，沉底高含水率脫油尾砂失去受重力作用而最終流回至浮選設(shè)備8氣浮作用容器內(nèi)的水而到卸料口時(shí)形成的上行低含水率脫油尾砂受重力作用依次經(jīng)卸料口、漏斗24進(jìn)料口、漏斗24斗腔和漏斗24排料口墜落至漏斗24之外，最終將墜落至漏斗24之外的待返運(yùn)低含水率脫油尾砂通過(guò)卡車送回至其起初被挖掘時(shí)所在的油砂礦坑。
根據(jù)某油砂礦油砂的組分性質(zhì)（其瀝青百分質(zhì)量含量為12.8%，沙和粘土等礦物百分質(zhì)量含量為83.8%，水百分質(zhì)量含量為3.4%，粒徑大于5cm的油砂在油砂礦油砂中的百分質(zhì)量含量大于90%），屬于水潤(rùn)型油砂。因此，本發(fā)明對(duì)應(yīng)于水潤(rùn)型油砂組分性質(zhì)的水潤(rùn)型油砂漿化離解劑配方為：選取焦化柴油作為礦物油，在滲透劑中設(shè)定oep-70與aep-98的質(zhì)量配比為1﹕12，在瀝青乳化劑中設(shè)定span-80與tween-80的質(zhì)量配比為1﹕10，選取硅酸鈉作為ph調(diào)節(jié)劑，十二烷基二甲基芐基氯化銨作為剝離劑，設(shè)定滲透劑在a型混合物中的質(zhì)量百分含量為0.020%，瀝青乳化劑在b型混合物中的質(zhì)量百分含量為0.3%，剝離劑在b型混合物中的質(zhì)量百分含量為0.008%，ph調(diào)節(jié)劑在b型混合物中的質(zhì)量百分含量為0.3%。經(jīng)驗(yàn)證，本發(fā)明對(duì)應(yīng)于砂粒粒徑小于或等于5mm的水潤(rùn)型油砂組分性質(zhì)的水潤(rùn)型油砂漿化離解劑配方可使被漿化過(guò)的油砂粒徑小于2.5mm。由此可見(jiàn)，水潤(rùn)型油砂漿化離解劑通常由表活劑(表面活性劑)、堿、增溶劑等復(fù)配而成，但針對(duì)不同物化性質(zhì)的水潤(rùn)型油砂，其配方也相應(yīng)不同。本發(fā)明對(duì)應(yīng)于水潤(rùn)型油砂組分性質(zhì)的水潤(rùn)型油砂氣浮劑配方為：瀝青乳化劑在由瀝青乳化劑與甲醇組成的瀝青乳化液中的首選質(zhì)量百分含量為50%，即瀝青乳化劑的質(zhì)量和瀝青乳化劑與甲醇加和的總質(zhì)量的首選比值為0.5。凈水劑在由凈水劑與水組成的凈水液中的質(zhì)量百分含量為40%，即凈水劑的質(zhì)量和凈水劑與水加和的總質(zhì)量的首選比值為0.4。瀝青乳化劑在本水潤(rùn)型油砂氣浮劑質(zhì)量中的首選質(zhì)量百分含量為6%。起泡劑在本水潤(rùn)型油砂氣浮劑質(zhì)量中的首選質(zhì)量百分含量為4%；在被應(yīng)用時(shí)，水潤(rùn)型油砂氣浮劑與溫度大于或等于40℃的熱水配置成溫度為80℃的水洗氣浮液，且水潤(rùn)型油砂氣浮劑在水洗氣浮液中的質(zhì)量-體積濃度為80mg/l。經(jīng)驗(yàn)證，本發(fā)明對(duì)應(yīng)于砂粒粒徑小于或等于5mm的水潤(rùn)型油砂組分性質(zhì)的水潤(rùn)型油砂氣浮劑配方表現(xiàn)出良好的輔助除油效果，可完全使現(xiàn)有油與砂分離速度提高2倍以上，并使現(xiàn)有油砂除油率上升近10%而達(dá)到94.8%。
瀝青乳化劑在由瀝青乳化劑與甲醇組成的瀝青乳化液中的首選質(zhì)量百分含量為50%，即瀝青乳化劑的質(zhì)量和瀝青乳化劑與甲醇加和的總質(zhì)量的首選比值為0.5。凈水劑在由凈水劑與水組成的凈水液中的首選質(zhì)量百分含量為40%，即凈水劑的質(zhì)量和凈水劑與水加和的總質(zhì)量的首選比值為0.4。瀝青乳化劑在本水潤(rùn)型油砂氣浮劑質(zhì)量中的首選質(zhì)量百分含量為6%。起泡劑在本水潤(rùn)型油砂氣浮劑質(zhì)量中的首選質(zhì)量百分含量為4%。
選定一組有關(guān)水潤(rùn)型油砂漿化離解劑的相關(guān)工藝參數(shù)：a型混合物在水潤(rùn)型油砂漿化離解劑中的質(zhì)量百分含量為5%，即a型混合物的質(zhì)量和水潤(rùn)型油砂漿化離解劑的質(zhì)量的首選比值為0.05，b型混合物在水潤(rùn)型油砂漿化離解劑中的質(zhì)量百分含量為95%，即b型混合物的質(zhì)量和水潤(rùn)型油砂漿化離解劑的質(zhì)量的首選比值為0.95。優(yōu)先保持漿化離解液與被運(yùn)送至水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13自身罐腔內(nèi)的所有較細(xì)油砂砂粒以被混勻的狀態(tài)相互接觸34min-36min，保持水潤(rùn)型油砂漿化離解劑與熱水在水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13自身罐腔內(nèi)混勻成的漿化離解液溫度大于或等于50℃，保持漿化離解液所含的熱水的質(zhì)量與被運(yùn)送至水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13自身罐腔內(nèi)的所有較細(xì)油砂砂粒加和的總質(zhì)量的首選比值為1。經(jīng)驗(yàn)證，本發(fā)明在選定該組有關(guān)水潤(rùn)型油砂漿化離解劑的相關(guān)工藝參數(shù)后，當(dāng)漿化離解液與較細(xì)油砂砂粒在水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13自身罐腔內(nèi)以被混勻的狀態(tài)相互接觸34min-36min時(shí)，較細(xì)油砂砂粒離解后的粒徑小于或等于2.5mm。
選定一組有關(guān)水潤(rùn)型油砂氣浮劑的相關(guān)工藝參數(shù)：優(yōu)先保持水潤(rùn)型油砂氣浮劑與熱水在浮選設(shè)備8氣浮作用容器內(nèi)混勻成的水洗氣浮液溫度大于或等于80℃，優(yōu)先保持水洗氣浮液所含的熱水的質(zhì)量與被泵送至浮選設(shè)備8氣浮作用容器內(nèi)的所有漿狀油砂型物料加和的總質(zhì)量的首選比值為50；優(yōu)先保持水潤(rùn)型油砂氣浮劑的質(zhì)量與水洗氣浮液的質(zhì)量的首選比值為0.01，即水潤(rùn)型油砂氣浮劑在水洗氣浮液中的質(zhì)量百分濃度為1%；優(yōu)先保持升浮氣泡在氣浮作用容器（氣浮柱）內(nèi)部所盛水洗氣浮液中的上升高程為5m。經(jīng)驗(yàn)證，本發(fā)明在選定該組有關(guān)水潤(rùn)型油砂氣浮劑的相關(guān)工藝參數(shù)后，可使油砂除油率大于91%，更細(xì)油砂砂粒分離時(shí)間縮短至5min。
由于油砂礦具有巖石的特性，在具有一定的強(qiáng)度同時(shí)還具備原油粘稠的物理特性。經(jīng)過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，本發(fā)明的油砂砂粒破碎裝置配置有自適應(yīng)可調(diào)刮刀控制系統(tǒng)，采用兩級(jí)破碎工藝技術(shù)，即其第一級(jí)采用進(jìn)行粗破碎工藝的現(xiàn)有破碎裝置（如由英國(guó)mmd礦山機(jī)械集團(tuán)公司開(kāi)發(fā)出的已有mmd破碎機(jī)），其第二級(jí)采用破碎采用細(xì)破碎工藝的現(xiàn)有破碎裝置（如市售的已有4pg系列四齒輥破碎機(jī)）。
由于油砂分散過(guò)程與油砂微觀分離過(guò)程相對(duì)彼此發(fā)生的物理矛盾，漿化和油與砂分離相互制約，因此，提高油與砂分離效率的問(wèn)題難以被徹底解決。根據(jù)中國(guó)大陸（新疆風(fēng)城油田）及其國(guó)外的油砂潤(rùn)濕性與油砂油的特性，本發(fā)明的水潤(rùn)型油砂砂粒離解容器13采用油砂潤(rùn)濕漿化反應(yīng)技術(shù)。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和測(cè)試證明，該油砂潤(rùn)濕漿化反應(yīng)技術(shù)應(yīng)用的水潤(rùn)型油砂漿化離解劑能有效使更細(xì)油砂砂粒快速崩落并離解為粒徑小于5mm，以滿足后續(xù)油砂氣浮選水洗分離技術(shù)的必備條件。
本發(fā)明的浮選設(shè)備8采用油砂氣浮選水洗分離技術(shù)，油砂氣浮選水洗分離技術(shù)利用水潤(rùn)型油砂氣浮劑使浸泡在由水潤(rùn)型油砂氣浮劑和熱水在浮選設(shè)備8氣浮作用容器內(nèi)混勻成的水洗氣浮液中的更細(xì)油砂砂粒在被水洗的同時(shí)通過(guò)氣浮分離原理快速分離成上浮的瀝青油、懸浮堿泥型物料與下沉的沉底高含水率脫油尾砂（凈砂）。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和測(cè)試證明，該油砂氣浮選水洗分離技術(shù)應(yīng)用的水潤(rùn)型油砂氣浮劑能有效使沉底高含水率脫油尾砂（凈砂）的含油率小于1.05%，油砂除油率大于或等于91%。常規(guī)傳統(tǒng)油砂攪拌水洗工藝則需要14min-16min方可使油與砂分離，但與常規(guī)傳統(tǒng)油砂攪拌水洗工藝相比，油砂氣浮選水洗分離技術(shù)使油與砂分離時(shí)間縮短至5min-8min。