專利名稱：：含瀝青質(zhì)尾渣的加工的制作方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明涉及從含瀝青質(zhì)的尾渣中，如油砂加工過程中產(chǎn)生的含瀝青質(zhì)的尾渣中回收能量、物質(zhì)或二者。
背景技術(shù)：
：瀝青質(zhì)是具有許多稠合芳香環(huán)的化學結(jié)構(gòu)的高分子量烴類。由于瀝青質(zhì)具有高分子量，可以在原油蒸餾后的揮發(fā)性最低的餾分中發(fā)現(xiàn)瀝青質(zhì)。還可在含有礦物質(zhì)和其他烴類的油砂中發(fā)現(xiàn)瀝青質(zhì)。在所述其他烴類中，油砂可包括褐煤和其他低級煤相。油砂可被加工以回收烴類，用以升級為更有價值的產(chǎn)品，如油。但是，瀝青質(zhì)的表現(xiàn)不同于油砂中的其他烴類，因此一般不能用相同的方法將瀝青質(zhì)升級。因而在用于從油砂中回收烴類的一些常規(guī)工藝中，瀝青質(zhì)經(jīng)常與礦物質(zhì)、褐煤和水一起被分離成尾渣流。沒有進一步的加工，含瀝青質(zhì)的尾渣會對環(huán)境造成危害。處理含瀝青質(zhì)的尾渣也會浪費潛在的有價值的能量和物質(zhì)。發(fā)明概述本發(fā)明公開了一種從含瀝青質(zhì)的尾渣，如由從油砂中回收烴類的工藝獲得的含瀝青質(zhì)的尾渣回收能量、物質(zhì)或二者的方法和體系的具體實施方案。所述方法的具體實施方案可包括浮選分離和疏水凝聚分離。在一些具體實施方案中，在進一步加工之前，先從含瀝青質(zhì)的尾渣中分離粗料。這可通過，例如，對含瀝青質(zhì)的尾渣進行旋風分離，如氣攜式水力旋流分離(gasspargedhydrocycloneseparation)而完成。粗料從旋風分離中與底流(underflow)—起被除去。浮選分離可包括，例如，將氣體引入含瀝青質(zhì)的尾渣中，從而使含瀝青質(zhì)的尾渣中的瀝青質(zhì)隨氣泡上升，在瀝青質(zhì)貧化的水相上方形成富集瀝青質(zhì)的泡沫體。所述富集瀝青質(zhì)的泡沫體可包括水、瀝青質(zhì)、前面工藝中殘留的任何溶劑和任何天然可浮選的或有浮選活性的礦物質(zhì)種類，包括褐煤。瀝青質(zhì)貧化的水相可包括水和不可浮選的礦物質(zhì)。浮選分離后，可采用增稠工藝將富集瀝青質(zhì)的泡沫體轉(zhuǎn)化成富集瀝青質(zhì)的淤漿。在一些具體實施方案中，從由富集瀝青質(zhì)的泡沫體或富集瀝青質(zhì)的淤漿中除去的水中回收熱能。也可從瀝青質(zhì)貧化的水相中回收水和所含的熱能。富集瀝青質(zhì)的泡沫體和富集瀝青質(zhì)的淤漿可通過，例如重力分離工藝，分離成重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物和輕質(zhì)尾渣。重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物可包括作為回收目標的礦物質(zhì)。這些礦物質(zhì)可包括，例如含氧礦物質(zhì)如4B族金屬氧化物，特別是二氧化鈦(titania)、氧化鋯、氧化鐵-二氧化鈦礦物質(zhì)(例如，鈦鐵礦)及其混合物。重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物也可包括從整個工藝產(chǎn)生的廢料中除去的礦物質(zhì)，如含硫礦物質(zhì)(例如黃鐵礦、白鐵礦、賤金屬硫化物等)。輕質(zhì)尾渣可包括水、瀝青質(zhì)、褐煤和溶劑。在一些具體實施方案中，粗褐煤相也可從富集瀝青質(zhì)的泡沫體或富集瀝青質(zhì)的淤漿中分離。這種分離可通過，例如采用粒析(sizeseparation)的物理工藝如篩分、重力分離(如水力旋流分離)或溶劑提取、或其組合而完成，所述溶劑提取是將瀝青質(zhì)部分或完全溶解，保留不溶的煤和褐煤烴類。疏水凝聚(hydrophobicagglomeration)分離可用于輕質(zhì)尾渣。所述分離可包括，例如，將疏水凝聚劑分散于輕質(zhì)尾渣中，形成液滴。所述液滴可與瀝青質(zhì)凝聚，形成含瀝青質(zhì)的粒子，所述粒子可作為瀝青質(zhì)濃縮物而被分離。在一些具體實施方案中，所述含瀝青質(zhì)的粒子可通過重力分離、過濾或二者而被分離。所述疏水凝聚劑可包括柴油、燃料油、表面活性劑或其組合或其衍生物。還可加入分散劑和改性劑。一些具體實施方案包括，在疏水凝聚之前，進行剪切混合或超聲研磨。另外，一些具體實施方案包括，在分散疏水分散劑之前或同時，向輕質(zhì)尾渣引入氧化劑、苛化劑(causticizingagent)、二者或其混合物。而且，一些具體實施方案包括從一種或多種褐煤相中分離瀝青質(zhì)。在一些公開的具體實施方案中，溶劑與瀝青質(zhì)濃縮物一起被回收。在油砂加工過程中，這樣有助于減少從其他烴類分離瀝青質(zhì)后完全回收溶劑的要求。例如，公開的方法的一些具體實施方案包括，提供含有瀝青、瀝青質(zhì)、無機固體和水的瀝青泡沫體。例如，所述瀝青泡沫體可包括約20%約80%的瀝青、約10%約75%的水，約5%約45%的無機固體和約1%約25%的瀝青質(zhì)。所述瀝青泡沬體然后可與石蠟烴溶劑混合，形成混合物。所述石蠟烴溶劑可具有約5約8個碳原子的鏈長。在一些具體實施方案中，石蠟烴溶劑包括約50wt^的戊烷和約50wt%的己垸。石蠟烴的加入會導致瀝青質(zhì)的沉淀。然后，得到的混合物可被分離成稀釋的瀝青產(chǎn)物和殘渣，所述稀釋的瀝青產(chǎn)物包括瀝青和石蠟烴溶劑，與所述混合物相比，所述稀釋的瀝青產(chǎn)物具有較低濃度的沉淀的瀝青質(zhì)、無機固體和水。然后，可在溶劑回收單元中回收大于OwtX約95%存在于殘渣中的剩余的石蠟烴溶劑。所述溶劑回收單元可得到含有水、無機固體、沉淀的瀝青質(zhì)和未回收的石蠟烴溶劑的尾渣流。然后，可通過諸如浮選、重力分離、疏水凝聚、或其組合，從尾渣流中分離所述沉淀的瀝青質(zhì)和未回收的石蠟烴溶劑。由于從溶劑回收單元出來的尾渣流要進行進一步的處理，所述溶劑回收單元中所用的溶劑回收工藝可不如汽提(streamstripping)工藝完整和昂貴。例如，溶劑回收單元中的溶劑回收工藝可為采用惰性氣體相進行的浮選、重力分離、真空除氣(vacuumstripping)或其組合。在一些具體實施方案中，從溶劑回收單元出來的尾渣流的溫度為約2(TC約65°C。一些公開的具體實施方案包括從重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物中分離含硫礦物質(zhì)。所述分離可包括，例如研磨所述重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物，對含硫礦物質(zhì)的表面進行解聚、擦洗或清潔。與瀝青質(zhì)的分離類似，含硫礦物質(zhì)的分離可通過浮選進行?？上蛑刭|(zhì)礦物質(zhì)濃縮物引入氣泡，使含硫礦物質(zhì)與氣泡一起上升，在貧硫的水相上形成富集硫的泡沫體。隨后，可從富集硫的泡沫體、或由富集硫的泡沫體形成的富集硫的淤漿中，回收含硫礦物質(zhì)；可從貧硫的水相回收含氧礦物質(zhì)，如二氧化鈦、氧化鋯、鈦鐵礦、脈石礦物質(zhì)(例如石榴石和十字石)，及其組合?？刹捎迷S多試劑使本發(fā)明公開的方法的具體實施方案中的分離更易進行。例如，每個浮選分離工藝都可采用起泡劑和捕集劑(collectorreagents)。這些試劑可在引入氣泡之前引入。在對含瀝青質(zhì)的尾渣進行的浮選分離過程中，起泡劑可包括脂肪醇、環(huán)醇、酚、烷氧基石蠟(alkoxyparaffin)、聚二醇(polyglycol)、或其組合或其衍生物。在此分離中使用的捕集劑可包括燃料油、油酸鈉、脂肪酸、黃原酸鹽、烷基硫酸鹽、二硫代磷酸鹽、胺、或其組合或其衍生物。在對重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物進行的浮選分離過程中，起泡劑可包括脂肪醇、環(huán)醇、酚、烷氧基石蠟、聚二醇、或其組合或其衍生物。在此分離中使用的捕集劑可包括燃料油、油酸鈉、脂肪酸、黃原酸鹽、烷基硫酸鹽、二硫代磷酸鹽、胺、或其組合或其衍生物。所述試劑也可應用于將富集瀝青質(zhì)的泡沫體或富集瀝青質(zhì)的淤漿分離成重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物和輕質(zhì)尾渣。這些試劑可包括例如，分散劑、改性劑、表面活性劑，或其組合或衍生物。在一些具體實施方案中，分散劑包括硅酸鹽、磷酸鹽、檸檬酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、或其組合或其衍生物。本發(fā)明公開的體系的具體實施方案可包括浮選裝置，其用于將含瀝青質(zhì)的尾渣分離成富集瀝青質(zhì)的泡沫體和瀝青質(zhì)貧化的水相；重力分離裝置，其用于將富集瀝青質(zhì)的泡沬體、或由富集瀝青質(zhì)的泡沫體形成的富集瀝青質(zhì)的淤漿分離成重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物和輕質(zhì)尾渣；疏水凝聚混合裝置，其用于將疏水凝聚劑分散于輕質(zhì)尾渣中。這些及其他具體實施方案也可包括疏水凝聚沉淀裝置，其用于從輕質(zhì)尾渣中分離瀝青質(zhì)濃縮物。為了使含瀝青質(zhì)的尾渣進入浮選設備之前，從含瀝青質(zhì)的尾渣中分離粗料，一些具體實施方案還可包括旋風分離裝置。除了被設置用于接收含瀝青質(zhì)的尾渣的浮選裝置之外，本發(fā)明公開的體系的一些具體實施方案還包括被設置用于將重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物分離成富集硫的泡沫體和貧硫的水相的浮選裝置，所述水相可含有例如脈石礦物如石榴石和十字石。所述的一個或兩個分離裝置可與增稠裝置聯(lián)用。例如，所述接收含瀝青質(zhì)的尾渣的浮選裝置可與被設置用于增稠富集瀝青質(zhì)的泡沫體以從形成富集瀝青質(zhì)的淤漿的增稠裝置相連。本發(fā)明公開的體系的具體實施方案中所用的多種裝置將水與其他物質(zhì)分離。一些具體實施方案包括一個或多個管道，用于將所述水再循環(huán)。例如，一些具體實施方案包括用于將離開一個或多個浮選裝置的水再循環(huán)的管道。圖1是用于從含瀝青質(zhì)的尾渣中回收能量、物質(zhì)或二者的方法和體系的具體實施方案的示意圖。圖2是用于從含瀝青質(zhì)的尾渣中回收能量、物質(zhì)或二者的方法和體系的具體實施方案的示意圖，所述方法和體系包括在對含瀝青質(zhì)的尾渣進行浮選之前，進行分離。發(fā)明詳述除非另有解釋，本文所用的所有科技術(shù)語具有與本領域技術(shù)人員通常理解的相同含義。單數(shù)術(shù)語"一個"、"一種"包括其復數(shù)的指示物，除非上下文另有聲明。同樣，措辭"或(者)"包括"和"的含義，除非上下文另有聲明。術(shù)語"包括(includes)"含義為"包含(comprises)"。本發(fā)明的方法步驟，如分離步驟和混合步驟，可為部分的，實質(zhì)上的或者完全的，除非另有聲明。本文所用的所有百分數(shù)均是干重百分數(shù)，除非另有聲明。本文所用的術(shù)語"重質(zhì)礦物質(zhì)"是指在給定的料流或批料中，分子量比其他礦物質(zhì)大的礦物質(zhì)。本文所用的術(shù)語"褐煤"是指油砂中可能存在的所有低級煤，包括褐煤和次煙煤。這些煤，例如，可具有大于約20%水分含量。本文所用的術(shù)語"粗料"是指在給定的料流或批料中，尺寸比其他物質(zhì)粒子大的物質(zhì)粒子，如其尺寸足以使粗料物質(zhì)從離開旋風分離工藝的底流中被分離。本文所公開的是從含瀝青質(zhì)的尾渣中回收能量和/或物質(zhì)的方法和體系的具體實施方案。含瀝青質(zhì)的尾渣是油砂加工過程中生成的副產(chǎn)品。油砂加工的一個例子參見美國專利No.6，007，709，通過引用的形式將其并入本文。油砂加工可包括浮選分離，產(chǎn)生含有烴類、某些礦物質(zhì)和夾帶的沙子的泡沫體。例如，所述泡沫體可包括約60%的瀝青，約25%的水，約10%的無機固體和約8%的瀝青質(zhì)。泡沫體中瀝青的含量范圍一般為約20%約80%，和約40%約70%。泡沫體中水的含量范圍一般為約10%約75%，和約15%約40%。泡沫體中無機固體的含量范圍一般為約5%約45%，和約5%約20%。泡沬體中瀝青質(zhì)的含量范圍一般為約1%約25%，和約5%約15%。為了將瀝青質(zhì)與作為回收目標的烴類分離，可將所述泡沫體與溶劑混合，然后進行一個或多個沉淀步驟。溶劑可為，例如，石蠟烴溶劑，諸如碳鏈長度為約5約8的石蠟烴溶劑。在一個具體實施例中，溶劑包括約50wt^的戊烷和約50wt^的己垸。用于將瀝青質(zhì)沉淀的溶劑一般具有毒性，存在于廢料流中會對環(huán)境有害。因此，溶劑通常與其他廢料分離并回收。溶劑的分離可在，例如，尾渣溶劑回收單元(TSRU)中進行。通常從TSRU出來的尾渣被作為廢料處理。本發(fā)明公開的方法和體系可被用來從含瀝青質(zhì)的尾渣，如從由油砂中回收烴類的工藝中的TSRU出來的含瀝青質(zhì)的尾渣中回收其他有價值的物質(zhì)。這種有價值的物質(zhì)是由，例如，回收能量和/或物質(zhì)如瀝青質(zhì)、含硫礦物質(zhì)、含氧礦物質(zhì)和TSRU中未除去的任何溶劑產(chǎn)生的?；厥盏臑r青質(zhì)可通過諸如Taciukkiln工藝(例如，如美國專利No.6,589,417所示，通過引用的方式將其并入本文)，或非Taciuk熱分解工藝(例如，如美國專利No.5，961，786所示，通過引用的方式將其并入本文)至少部分地被升級為有用的油。可從含瀝青質(zhì)的尾渣中回收的有價值的礦物質(zhì)包括，例如，含氧礦物質(zhì)，諸如4B族金屬氧化物，特別是二氧化鈦、氧化鋯、氧化鐵-二氧化鈦礦物質(zhì)(如鈦鐵礦)及其組合。除了回收能量和/或物質(zhì)，本發(fā)明公開的方法和體系能夠減少由直接處理含瀝青質(zhì)的尾渣所帶來的對環(huán)境的副作用。本發(fā)明所公開的方法和體系還能降低TSRU去除溶劑的成本。通常采用汽提去除溶劑。汽提并不總是能近乎完全地分離溶劑，而且由于其所需能量使其成本高昂。不僅需要用蒸汽來汽提揮發(fā)性有機相，還需要其用來預加熱TSRU尾渣和汽提介質(zhì)。在TSRU的下游加入分離步驟，能顯著降低TSRU中近乎完全地除去溶劑的需要。例如，在本發(fā)明公開的方法的具體實施方案中，從TSRU出來的尾渣可含有一些溶劑。這些溶劑可通過各種分離方法，如浮選和/或疏水凝聚分離，與瀝青質(zhì)一起被除去。通過消除TSRU中近乎完全地除去溶劑的需要，能夠在TSRU中采用成本不那么昂貴的溶劑回收工藝，如真空除氣或在惰性氣體(如氮氣)保護下的浮選柱浮選。這些工藝的溶劑回收率為，例如大于0%99.9%，如大于0%約99%或大于0約95%。與汽提相比，這些工藝一般所需的熱量明顯較低，能在環(huán)境溫度下進行。例如，從TSRU出來的尾渣可具有約20。C約85'C，如約2(TC約65。C或者約2(TC約55。C的溫度。在本發(fā)明公開的方法的具體實施方案中，可采用若干種分離工藝，包括旋風分離(如氣攜式水力旋流分離)、浮選分離、重力分離、疏水凝聚分離及其組合。在一些實施方案中，對分離工藝進行設置，使其適應所處理的含瀝青質(zhì)的尾渣的特性。還可對分離工藝進行設置，以使其適應工藝流程。例如，可對分離工藝進行改進，使其適應連續(xù)式、間歇式或半間歇式工藝。例如，在進一步處理之前，可采用旋風分離從含瀝青質(zhì)的尾渣中除去粗料。在此階段分離粗料有利于提高下游設備的操作性能。旋風分離可包括在錐形容器中，引發(fā)含瀝青質(zhì)的尾渣的旋轉(zhuǎn)或使旋轉(zhuǎn)更易進行。產(chǎn)生的離心力使懸浮在尾渣中的一些物質(zhì)聚集在底流中。當對從油砂中回收烴類的工藝中得到的TSRU尾渣進行處理時，從旋風分離裝置中出來的底流很可能包括粗料和重質(zhì)礦物質(zhì)和一些水。粗料可通過，例如重力沉淀與水分離。然后所述水被再循環(huán)回工藝中。上層流(overflow)可引入儲料器中，以進行進一步的處理。與其他旋風分離工藝類似，氣攜式水力旋流分離一般包括離心力的利用。但是，氣攜式水力旋流分離也包括在施加離心力的同時，向含瀝青質(zhì)的尾渣引入微氣泡。例如，可通過含瀝青質(zhì)的尾渣旋轉(zhuǎn)所處的錐形容器壁上的微孔引入氣泡。由于下文所述的浮選原理，這些氣泡的引入進一步促進了分離。所述氣體可為，例如空氣或其他惰性氣體。如上所述，浮選通常用于從油砂中回收烴類的工藝中。浮選也可用于將瀝青質(zhì)和特定的目標礦物質(zhì)與含瀝青質(zhì)的尾渣中的其他物質(zhì)分離。所述目標礦物質(zhì)可包括有價值的礦物質(zhì)，如二氧化鈦，鈦鐵礦和氧化鋯，以及可能對環(huán)境造成危害的礦物質(zhì)，如含硫礦物質(zhì)。浮選可在一個或多個分離階段中進行。例如，一些具體實施方案包括一個粗分階段，作為高回收率分離的起始或粗分階段；一個提取(scavenging)階段，用于提取任何殘留的瀝青質(zhì)或目標礦物質(zhì)；和一個清潔階段，用于提高粗分階段或提取階段的產(chǎn)物——瀝青質(zhì)或目標礦物質(zhì)的純度。每個連續(xù)的階段可被設置和優(yōu)化，以回收含量逐漸減少的瀝青質(zhì)和目標礦物質(zhì)。也可包括一些料流和產(chǎn)物的再流通，再循環(huán)或再處理。在一些公開的具體實施方案中，通過浮選進行的分離包括向含瀝青質(zhì)的尾渣引入氣體，如空氣或氮氣。如本發(fā)明所述，也可引入試劑，以獲得一種或多種期望的結(jié)果。這些試劑可包括，例如起泡劑。一些具體實施方案包括采用選擇用來促進諸如能夠吸引瀝青質(zhì)和/或目標礦物質(zhì)的穩(wěn)定氣泡的形成的起泡劑。有用的起泡劑包括，例如，脂肪醇、環(huán)醇、酚、垸氧基石蠟、聚二醇、或其組合或其衍生物。在一些具體實施方案中，起泡劑具有極性基團如羥基極性基團、羧基極性基團、羰基極性基團、氨基極性基團、磺基極性基團或其組合。引入的起泡劑的濃度可加以選擇，以促進諸如能吸引瀝青質(zhì)和/或目標礦物質(zhì)的穩(wěn)定氣泡的形成。例如，引入的起泡劑的濃度可為約5ppm約100ppm，諸如約15ppm約35ppm。一些具體實施方案還包括使用捕集劑，選擇捕集劑以提高瀝青質(zhì)和/或目標礦物質(zhì)的疏水性(即接觸角)。有用的捕集劑包括燃料油、油酸鈉、脂肪酸、黃原酸鹽、烷基硫酸鹽、二硫代磷酸鹽、胺、或其組合或其衍生物。捕集劑可為陰離子型或陽離子型。引入的捕集劑的濃度可加以選擇，以提高瀝青質(zhì)和/或目標礦物質(zhì)的疏水性。例如，引入的捕集劑濃度可為約5ppm約500ppm，諸如約25ppm約50ppm。除了起泡劑和捕集劑，一些具體實施方案還使用了改性劑，如抑制劑(depressant)、分散劑、調(diào)節(jié)劑和活化劑。抑制劑可用于，例如表面涂覆某些礦物質(zhì)，以防止這些礦物質(zhì)的疏水性，并浮選這些礦物質(zhì)。抑制劑可與捕集劑聯(lián)用，以選擇性地浮選目標礦物質(zhì)。這種工藝可用于，例如分離含瀝青質(zhì)的尾渣中的粒子。調(diào)節(jié)劑可用于，例如控制含瀝青質(zhì)的尾渣的pH值?；罨瘎┛捎糜?，例如促進捕集劑和瀝青質(zhì)和/或目標礦物質(zhì)之間的相互作用。在浮選過程中，瀝青質(zhì)和目標礦物質(zhì)吸附在氣泡上，并隨氣泡上升，形成富集瀝青質(zhì)的泡沫體，而其他物質(zhì)則留在水溶液中。這是由于瀝青質(zhì)和目標礦物質(zhì)是疏水性的，這種疏水性是由于天然或由于捕集劑的作用所造成的。留在水溶液中的礦物質(zhì)是親水性的那些礦物質(zhì)，這種親水性是由于天然或由于抑制劑的作用所造成的。除了瀝青質(zhì)和目標礦物質(zhì)，富集瀝青質(zhì)的泡沫體可包括天然可浮選的礦物質(zhì)，瀝青質(zhì)中夾帶的礦物質(zhì)和殘留的溶劑。浮選工藝之后，剩余的水相可送往再循環(huán)以回收熱量和水，或者被送往進行處理；富集瀝青質(zhì)的泡沬體可被送往進行進一步加工。瀝青質(zhì)和/或目標礦物質(zhì)與含瀝青質(zhì)的尾渣中的其他物質(zhì)的浮選分離之后，可通過，諸如除去至少部分含有的氣相將得到的富集瀝青質(zhì)的泡沫體增稠。所述增稠工藝也可包括除去至少部分水。例如可采用脫水旋風或常規(guī)的脫水、澄清、增稠和/或過濾工藝進行增稠，得到澄清的水的上層流和底流。多余的水可與上層流一起被回收。底流以富集瀝青質(zhì)的淤漿或者富集瀝青質(zhì)的濾餅的形式存在，其可被送往進行進一步加工。一些公開的具體實施方案包括一個或多個重力分離工藝。重力分離可用于，例如，將富集瀝青質(zhì)的泡沫體或富集瀝青質(zhì)的淤漿分離成輕質(zhì)尾渣和重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物。如果在重力分離之后進行另一個分離步驟，如浮選分離，所述重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物可包括高百分比含量的作為回收目標的礦物質(zhì)以及待除去的不想要的礦物質(zhì)?？杉尤朐噭┮源龠M兩相的分離。也可采用研磨擦洗，以清潔礦物質(zhì)的表面，從而促進分離。與用于將富集瀝青質(zhì)的泡沫體或富集瀝青質(zhì)的淤漿分離成輕質(zhì)尾渣和重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物的重力分離工藝聯(lián)用的有用的試劑包括，例如分散劑、表面活性劑和溶劑。這些試劑通過，例如改變表面電荷和分散作用，使分散更易進行。在一些具體實施方案中，所述分散劑包括硅酸鹽、磷酸鹽、檸檬酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、或其組合或其衍生物。浮選和重力分離可結(jié)合成一個工藝步驟，諸如空氣噴射水力旋流浮選步驟(例如，如美國專利No.4，838，434中所示的，通過引用的形式將其并入本文)。為了回收瀝青質(zhì)濃縮物，一些具體實施方案包括疏水凝聚分離(也可被稱為疏水絮凝分離，油凝聚分離或油絮凝分離)。這種分離的一個例子在美國專利No.5,162，050有述，通過引用的形式將其并入本文。這種分離可應用在，例如重力分離得到的輕質(zhì)尾渣、浮選分離得到的富集瀝青質(zhì)的泡沬體或者增稠步驟得到的富集瀝青質(zhì)的淤漿。疏水凝聚一般涉及采用疏水凝聚劑，所述疏水凝聚劑使待分離的物質(zhì)的微小粒子絮凝，形成較大的絮凝物。這種選擇性歸因于溶液中的物質(zhì)的表面性質(zhì)的差異，特別是疏水性差異。典型地，疏水凝聚劑被引入溶液中，然后分散成為液滴。疏水凝聚劑也可在引入的同時進行分散。液滴與一些物質(zhì)凝聚，而其他物質(zhì)留在溶液中。將疏水凝聚劑分散成液滴可通過，例如攪拌溶液或通過噴嘴噴灑疏水凝聚劑來完成。一旦發(fā)生凝聚，包括待分離的物質(zhì)的大的絮凝物可諸如通過沉淀或過濾從溶液中除去。在一些公開的具體實施方案中采用疏水凝聚以分離瀝青質(zhì)。例如，疏水凝聚可跟隨在浮選分離或重力分離之后。疏水凝聚經(jīng)常作為瀝青質(zhì)濃縮物回收之前的最后的分離工藝，因為它能將瀝青質(zhì)與水快速分離。疏水凝聚還具有高度選擇性，這使其能回收相對高純度的瀝青質(zhì)濃縮物。在得到瀝青濃縮物之后，瀝青濃縮物可被升級，成為更有價值的烴類產(chǎn)品或作為，例如氣體發(fā)生器(gasifier)的原料而被燃燒。剩余溶液中的其他礦物質(zhì)也可被回收。在一些具體實施方案中，剩余的溶液與先前分離的物質(zhì)，如從重力分離得到的重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物合并?？稍O置疏水凝聚工藝，使瀝青質(zhì)的選擇回收最大化。例如，可選擇與瀝青質(zhì)選擇性凝聚，而在溶液中留下其他礦物質(zhì)的疏水凝聚劑。在一些具體實施方案中，疏水凝聚劑包括柴油、燃料油、表面活性劑、或其組合或其衍生物。引入的疏水凝聚劑的濃度可被加以選擇，使瀝青質(zhì)與溶液中的其他組分分離。例如，引入的疏水凝聚劑的濃度可為約5,000ppm約15,000ppm，諸如約10,000ppm約12,000ppm。在一些具體實施方案中，加入一種或多種氧化劑，如氧氣、或化學氧化劑如過氧化物、氫氧化物、高錳酸鹽、芬頓試劑(Fenton，sreagent),或其組合或其衍生物，以促進疏水凝聚。如果采用所述氧化劑，其加入量可為有利于得到所希望的結(jié)果的量，如約3,500ppm10,000ppm，或者約5,000ppm約7,500ppm。氧化劑可用于，例如氧化從瀝青質(zhì)中分離出的礦物質(zhì)的表面。通過減少或?qū)嵸|(zhì)上清除吸附在這些表面的疏水性物質(zhì)，其能提高選擇性。例如，在一些具體實施方案中，氧化通常被用來轉(zhuǎn)化或?qū)嵸|(zhì)上清除在先前的浮選分離中吸附在這些物質(zhì)上的殘留的捕集劑。也可用氧化來清除天然地吸附于特定礦物質(zhì)(如黃鐵礦)的表面的疏水物質(zhì)?？膳c疏水凝聚分離聯(lián)合使用的其他試劑包括分散劑、改性劑和苛化劑。潛在的有用的苛化劑的例子包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、生石^^和其組合。除了用于回收瀝青質(zhì)的分離工藝，一些具體實施方案包括用于回收特定物質(zhì)如褐煤類物質(zhì)、含硫礦物質(zhì)和/或含氧礦物質(zhì)，特別是硫化物礦物質(zhì)和/或氧化物礦物質(zhì)的分離工藝。在溶劑與瀝青質(zhì)一同從TSRU出來的具體實施方案中，在TSRU的上游進行至少一些礦物質(zhì)的回收是有用的。例如，保留混合溶劑/瀝青質(zhì)料流與最少的無機化合物是有用。在一些具體實施方案中，通過諸如重力分離，從含瀝青質(zhì)的尾渣分離出重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物，然后使其進行進一步的處理。進一步的處理可由研磨步驟開始，所述研磨包括剪切研磨、擦洗或旋風分離。研磨，與氧化類似，對礦物質(zhì)表面的清潔，如除去先前浮選工藝中吸附在所述礦物質(zhì)表面的殘留的捕集劑，是非常有用的。研磨可涉及將所述礦物質(zhì)置于研磨擦洗器或研磨機的高剪切環(huán)境下，在這些機器中所述表面在自身的清潔作用下，相互摩擦。一些具體實施方案包括一個或多個將含硫礦物質(zhì)與待回收的其他礦物質(zhì)分離的步驟。盡管它們一般具有很小或沒有商業(yè)價值，含硫礦物質(zhì)可與其他目標物質(zhì)一起分離以防止它們夾雜在來自整個工藝的尾渣中。這能降低尾渣處理對環(huán)境的影響，因為含硫礦物質(zhì)(如黃鐵礦、白鐵礦等)在儲存于尾渣池時會被氧化。含硫礦物質(zhì)與其他礦物質(zhì)的分離，特別是含氧礦物質(zhì)，可通過，例如浮選完成?？刹捎闷鹋輨┖筒都瘎狗蛛x更易進行。有用的起泡劑包括，例如，脂肪醇、環(huán)醇、酚、垸氧基石蠟、聚二醇、或其組合或其衍生物。在一些具體實施方案中，起泡劑具有極性基團如羥基、羧基、羰基、氨基或磺基極性基團、或其組合。引入的起泡劑的濃度可加以選擇，以促進能吸引含硫礦物質(zhì)的穩(wěn)定氣泡的形成。例如，引入的起泡劑的濃度可為約5ppm約100ppm，如約10ppm約25ppm。有用的捕集劑包括燃料油、油酸鈉、脂肪酸、黃原酸鹽、垸基硫酸鹽、二硫代磷酸鹽、胺、或其組合或其衍生物。捕集劑可為陰離子型或陽離子型。引入的捕集劑的濃度可加以選擇，以提高含硫礦物質(zhì)的疏水性。例如，引入的捕集劑的濃度可為約5ppm約100ppm，諸如約25ppm約50ppm。然后，引入氣泡如空氣泡能在體硫的水相上形成富集硫的泡沫體?？蓮母患虻呐菽w中回收固態(tài)含硫礦物質(zhì)，作為固態(tài)廢料貯存或者經(jīng)過進一步的加工形成適于銷售的產(chǎn)品。體硫的水相具有高濃度的作為回收目標的礦物質(zhì)。這些礦物質(zhì)可包括，例如，含氧礦物質(zhì)如4B族金屬氧化物，特別是二氧化鈦、鈦鐵礦和氧化鋯，它們具有很高的價值?；厥盏牡V物質(zhì)可作為商品出售，或者通過進一步的提純和/或化學改性而升級?；厥盏亩趸?，例如，可用于制備顏料(例如，美國專利No.6,375,923所示的，通過引用形式將其并入本文)。公開的方法和體系的具體實施方案可用于回收能量以及瀝青質(zhì)、溶劑和礦物質(zhì)。因為從油砂中回收烴類的工藝中的溶劑回收一般包括汽提，因此含瀝青質(zhì)的尾渣相對于周圍環(huán)境通常具有過量的熱能。在一些公開的具體實施方案中，水性尾渣流是通過若干不同的分離步驟得到的?？蓮倪@些水性尾渣流的每一個中回收熱能。水性尾渣流還可合并，統(tǒng)一進行能量回收處理。例如，合并的尾渣流可經(jīng)過單一的熱交換器。所述熱交換器可用于，例如，在TSRU中的水轉(zhuǎn)化為料流之前將其加熱。除了如上文所述的主要單元操作，本發(fā)明公開的方法和體系的具體實施方案可包括次要單元操作，如泵、壓力通風體系(plenums)和調(diào)節(jié)器(regulators)。以下部分將參照附圖，對本發(fā)明公開的用于從含瀝青質(zhì)的尾渣中回收能量和/或物質(zhì)的方法和體系的一些具體實施方案加以描述。含瀝青質(zhì)的尾渣在公開的一些具體實施方案中，含瀝青質(zhì)的尾渣10由TSRU12單元操作產(chǎn)生。從TSRU12出來的含瀝青質(zhì)的尾渣IO可直接導入浮選裝置14中，如圖1所示?；蛘?，如圖2所示，含瀝青質(zhì)的尾渣10在進入浮選裝置14之前，可通過分離裝置16，諸如旋風分離裝置。分離裝置16對于，例如，在含瀝青質(zhì)的尾渣10進入浮選裝置14之前，從含瀝青質(zhì)的尾渣10中分離粗的或重的物質(zhì)是有用的。含有粗的或重的物質(zhì)的底流18可離開分離裝置16，送至分離裝置20，下文將更詳細地描述分離裝置20。上層流21可被送至浮選裝置14。浮選裝置14可用來將含瀝青質(zhì)的尾渣10中的瀝青質(zhì)和目標物質(zhì)與其他物質(zhì)分離。浮選分離裝置14可包括單個浮選室或多個浮選室，如被設置為粗分、清潔和/或提取室的分段式浮選室。試劑(在圖1和2中以22表示)可在浮選工藝之前或之中加入，使所期望的工藝更易進行。試劑22可包括，例如起泡劑、捕集劑、改性劑或其組合。在一些具體實施方案中，試劑22包括氫氧化鈉、燃料油、乙二醇起泡劑(glycolfrother)、或其組合或其衍生物。浮選裝置14中的浮選工藝可包括向含瀝青質(zhì)的尾渣10引入氣體。浮選裝置14，例如，可包括常規(guī)的攪拌箱狀室(agitatedtankcell)或氣體或機械攪拌柱狀室(columncell)?？蓪θ芤哼M行機械攪拌，以促進氣泡的形成，以及促進氣泡與瀝青質(zhì)和/或目標礦物質(zhì)的相互作用。在一些具體實施方案中，攪拌是由位于容器底部附近的機械驅(qū)動部件產(chǎn)生的。氣泡可通過加壓源和容器內(nèi)部的一個或多個孔之間的氣體管道引入。在一些具體實施方案中，氣體在機械驅(qū)動部件的附近引入，使強烈的攪拌得以將氣泡分散到含瀝青質(zhì)的尾渣IO的各處。氣泡還可通過噴嘴或開孔的管道引入。所述氣體一般為空氣，盡管在一些具體實施方案中其可為惰性氣體如氮氣。在浮選裝置14中進行的浮選工藝過程中，含瀝青質(zhì)的尾渣10中的瀝青質(zhì)和/或目標礦物質(zhì)隨氣泡上升，在瀝青質(zhì)貧化的水相26上形成富集瀝青質(zhì)的泡沫體24。一般包括水和不可浮選的礦物質(zhì)的瀝青質(zhì)貧化的水相26，可被送至分離裝置20，在分離裝置20，其可被分離成固體28和水30。分離裝置20可以是任何能將水和固體分離的分離裝置。在一些具體實施方案中，分離裝置20是旋風分離裝置或增稠裝置。從分離裝置20出來的固體28可包括在浮選裝置14的浮選工藝中，沒有作為與瀝青質(zhì)一同除去的目標的礦物質(zhì)。在一些具體實施方案中，主要含有無機物質(zhì)(如石英砂)的固體28，作為廢料處理。為了降低固體28的處理所帶來的對環(huán)境的不利影響，一些公開的具體實施方案包括從含瀝青質(zhì)的尾渣10中，將潛在的有害物質(zhì)分離除去。例如，在一些具體實施方案中，對環(huán)境有害的含硫礦物質(zhì)，在浮選裝置14中的浮選工藝中，是分離的目標，這樣能使其在固體28中的濃度降至最低。含硫礦物質(zhì)，例如可通過采用能提高含硫礦物質(zhì)的疏水性的捕集劑，而作為分離的目標。通過將含硫礦物質(zhì)與從浮選裝置14出來的富集瀝青質(zhì)的泡沫體24—起除去，固體28中的含硫礦物質(zhì)的濃度可降低，例如，約0.05%約0.8%，諸如約0.1%約0.5%和約0.2%0.3%。如果從TSRU12出來的含瀝青質(zhì)的尾渣10的溫度較高，從分離裝置20流出的水30很可能含有相對于周圍環(huán)境而言過量的熱能。在一些具體實施方案中，水30被送回至TSRU12，被轉(zhuǎn)化為料流或送回至工藝的其他部分被重新利用。水30還可任選經(jīng)過熱交換器32。由熱交換器32得到的熱能可用于，例如，在TSRU12中將水轉(zhuǎn)化為所用的料流之前，將其部分地加熱。從熱交換器32流出的水34可在油砂回收工藝的其他單元操作中再循環(huán)使用。從浮選裝置14出來之后，富集瀝青質(zhì)的泡沬體24可被送至增稠裝置36。增稠裝置36可被設置成用于將富集瀝青質(zhì)的泡沬體24增稠為富集瀝青質(zhì)的增稠裝置底流淤漿38。增稠裝置36的操作可為，例如從富集瀝青質(zhì)的泡沬體24中除去氣體和水。除去的水40可被送至分離裝置20，與瀝青質(zhì)貧化的水相26—起被分離和再循環(huán)使用。富集瀝青質(zhì)的增稠裝置底流淤漿38可被送至諸如重力分離裝置的分離裝置42，進行進一步的處理。分離裝置42可用于將與富集瀝青質(zhì)的泡沬體一同除去的礦物質(zhì)與瀝青質(zhì)分離。這些礦物質(zhì)可包括在后續(xù)工藝中被回收的有價值的礦物質(zhì)，和避免夾雜在固體28中而被除去的礦物質(zhì)。該分離階段的分離的例子如重力分離。重力分離可采用若干種不同的技術(shù)完成。在一些具體實施方案中，分離裝置42為振動臺。振動臺一般提供的攪動使較輕的物質(zhì)的移動距離大于較重物質(zhì)。所述振動臺的表面可具有隆起(ridges)，所述隆起能限制較重物質(zhì)的移動，而使較輕物質(zhì)能夠移動。其他適當?shù)闹亓Ψ蛛x裝置包括水力旋流裝置、螺旋選礦機(spiralconcentrators)、流化床浮選機(fluidizedbedhydrosizers)和離心選礦機(centrifUgalconcentrators)?？杉尤朐噭?在圖1和圖2中以44表示)，使分離更易進行。富集瀝青質(zhì)的增稠裝置底流淤漿38，在從分離裝置42流出之后，可被分離成輕質(zhì)尾渣46和重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物48。這些料流可進行進一步的處理。輕質(zhì)尾渣可對由分離裝置42流出的輕質(zhì)尾渣46進行處理，以回收瀝青質(zhì)濃縮物50。在一些公開的具體實施方案中，采用疏水凝聚來回收瀝青質(zhì)濃縮物50。例如，輕質(zhì)尾渣46可被引入疏水凝聚混合裝置52中?？杉尤氚ㄊ杷蹌┑脑噭?4。輕質(zhì)尾渣46和疏水凝聚劑可在疏水凝聚混合裝置52中進行混合，將疏水凝聚劑分散為液滴。然后，這些液滴能與輕質(zhì)尾渣46中的瀝青質(zhì)凝聚，形成含瀝青質(zhì)的粒子。除了疏水凝聚劑之外，試劑54可包括氧化劑和/或苛化劑。在一些公開的具體實施方案中，得到的包括含瀝青質(zhì)的粒子的混合物56，從疏水凝聚混合裝置52引入到疏水凝聚分離裝置58中。在其他具體實施方案中，混合和分離在同一個裝置中進行。在疏水凝聚分離裝置58中，通過諸如沉淀或過濾，含瀝青質(zhì)的粒子可與殘留物60分離。過濾可通過，例如采用平均孔尺寸為約150)am約750pm，如約250[im約500pm或約275!im約325pm的篩子而完成。包括水和殘留的礦物質(zhì)固體的殘留物60，可被引入分離器20中，進行回收或處理。公開的方法的一些具體實施方案得到具有相對高純度的瀝青質(zhì)濃縮物50。例如，在一些具體實施方案中，瀝青質(zhì)濃縮物50包括約60%約95%的瀝青質(zhì)，如約70%約90%或約80%約90%。回收之后，瀝青質(zhì)濃縮物50可作為商品出售如燃料，或進一步加工，如將瀝青質(zhì)濃縮物50升級為油或通過氣化工藝轉(zhuǎn)化為氣體。重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物由分離器42流出的重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物48可被送至研磨裝置62。研磨裝置62中的研磨工藝可包括，將重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物48研磨，使凝聚體分散，并除去可能干擾后續(xù)處理的任何涂料。研磨裝置62可為，例如高剪切混合著l，擦i先禾幾(attritionscrubber)或者石開磨禾幾(attritiongrindingmill)。從研磨裝置62出來之后，研磨的礦物質(zhì)64可被送至浮選裝置66進行分離。浮選裝置66可用于，例如，將含硫礦物質(zhì)濃縮物68與研磨的礦物質(zhì)64分離。分離出濃縮形式的含硫礦物質(zhì)，對降低由整個工藝產(chǎn)生的廢料對環(huán)境的影響是有用的。浮選裝置66可被設置成，例如通過選擇試劑70，分離含硫礦物質(zhì)。浮選裝置66可包括單個的浮選室或多個浮選室，如被設置為粗分、清潔和/或提取室的分段式浮選室。與用于浮選裝置14的試劑22相同，試劑70可包括，例如，起泡劑和/或捕集劑。除了起泡劑和捕集劑，試劑70可包括改性劑，如分散劑、調(diào)節(jié)劑和活化劑。含硫礦物質(zhì)濃縮物68可與泡沫一起，由浮選裝置66流出。在一些具體實施方案中，泡沫被增稠，任何殘留的水被除去使含硫礦物質(zhì)濃縮物68固化。任何由含硫礦物質(zhì)濃縮物68除去的瀝青質(zhì)可與上述輕質(zhì)尾渣46混合。分離含硫礦物質(zhì)濃縮物68后，剩余的貧硫的水相72可包括作為回收目標的礦物質(zhì)，如油砂(衍生含瀝青質(zhì)的尾渣10的油砂)中所含的具有商業(yè)價值的礦物質(zhì)。這些礦物質(zhì)可包括，例如，含氧礦物質(zhì)如4B族金屬氧化物，特別是二氧化鈦、鈦鐵礦和氧化鋯。在一些具體實施方案中，在由浮選裝置66流出之后，貧硫的水相72被送至分離器74。在分離器74中，殘留物76可被分離，留下含氧礦物質(zhì)濃縮物78。殘留物76(包括絕大部分的水)可被送至分離器20，進行再循環(huán)或處理。含氧礦物質(zhì)濃縮物78可作為商品出售，或者進行進一步處理。進一步處理可包括精煉為特定的礦物質(zhì)種類(如鈦鐵礦、白鈦石、銳鈦礦、金紅石和氧化鋯)。這可通過，例如，采用常規(guī)的磁和靜電分離完成。這些和其他分離工藝可用于制備不同等級的產(chǎn)品，包括超高純的商品級濃縮物。在一些公開的具體實施方案中，由含氧礦物質(zhì)濃縮物78得到的鈦鐵礦濃縮物或其他含二氧化鈦的礦物質(zhì)濃縮物被升級為顏料。實施例以下實施例用于說明本發(fā)明公開的特定的具體實施方案。其他具體實施方案并不局限于下述實施例所描述的特定特征。實施例l在3米長的柱狀浮選室內(nèi)對TSRU尾渣進行初次浮選分離。浮選是在7075。C下進行的。加入乙二醇酯起泡劑(glycolesterfrotherreagent),加入量為每噸固體加入25克。在對浮選條件進行優(yōu)化后，得到含瀝青質(zhì)和重質(zhì)礦物質(zhì)的高等級濃縮物(泡沫體)。非目標礦物質(zhì)硅酸鹽和粘土被排入到尾渣中除去。濃縮物、尾渣和給料流中的各種礦物質(zhì)的等級，以及濃縮物和尾渣中的礦物質(zhì)的回收百分率見表1。如表1所示，排入到尾渣的質(zhì)量占全部給料的33.5%。目標瀝青質(zhì)和重質(zhì)礦物質(zhì)的回收率很高。在實驗室測試中，采用商業(yè)聚合物絮凝劑成功將浮選后的尾渣增稠。從絮凝的尾渣中回收澄清的、熱的、位于上層的水。這示例了熱和能量回收的一個實施例。表l:TRSU尾渣泡沫體浮選分離數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>=灼燒損失實施例2對實施例1得到的泡沬體浮選濃縮物進行重力分離，獲得富集瀝青質(zhì)的相和重的富集氧化礦物質(zhì)的相。表2示出單階段重力分離工藝的試驗數(shù)據(jù)。采用具有粗分、清潔和提取作用的一系列重力分離器，可進一步改善所述結(jié)果。表2:泡沫體浮選濃縮物的第一階段重力分離的數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>實施例3采用除油步驟，對實施例2的重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物進行進一步的清潔。該步驟包括在氫氧化鈉和過氧化氫中將重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物進行調(diào)整，以清潔粒子表面，防止粒子浮選。然后采用進一步的浮選步驟，降低瀝青質(zhì)的含量，分離硫化物礦物質(zhì)。硫化物礦物質(zhì)用硫酸銅活化。還加入黃原酸鹽型塊狀(bulk)浮選捕集劑。浮選后，得到的泡沫含有硫化物礦物質(zhì)和殘留的烴類。從而留下較為干凈的、作為浮選尾渣的重質(zhì)礦物質(zhì)產(chǎn)品。瀝青質(zhì)/硫化物濃縮物、重質(zhì)礦物質(zhì)產(chǎn)品和給料流中的不同礦物質(zhì)的等級，以及瀝青質(zhì)/硫化物濃縮物和重質(zhì)礦物質(zhì)產(chǎn)品中的礦物質(zhì)的回收百分率見表3。表3:重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物的泡沫體浮選分離數(shù)據(jù)等級-%<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>實施例4用油凝聚處理實施例2的瀝青質(zhì)輕質(zhì)。該工藝的結(jié)果見表4。油凝聚工藝包括用腐蝕性的添加劑處理濕的瀝青質(zhì)濃縮物。然后將得到的淤漿用超聲波處理30分鐘，與柴油在高速混合機中混合10分鐘。然后，用50目(300pm)篩子篩分得到的漿液。泥槳通過篩子，而凝聚的瀝青質(zhì)被捕集在篩上。用高速混合機將凝聚的瀝青質(zhì)再次漿液化，再次篩分以除去額外的泥漿。發(fā)現(xiàn)瀝青質(zhì)產(chǎn)品具有15%的無機固體，有超過95%的碳回收到瀝青質(zhì)濃縮物中。除去約70%的A1203、76%的Si02和36%的S。瀝青質(zhì)濃縮物的含碳量為約63%，灼燒損失為約86%。熱值為約12,000Btu/磅。還發(fā)現(xiàn)瀝青質(zhì)濃縮物含有殘留的烴類溶劑，所述溶劑可在進一步的工藝中回收，并轉(zhuǎn)化成短鏈烴類。瀝青質(zhì)濃縮物為油砂處理提供了一個產(chǎn)生能量或熱的現(xiàn)成燃料源。表4:瀝青質(zhì)的油凝聚<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>考慮到按照本發(fā)明的原理，存在許多可能的具體實施方案，應當僅將示例性的具體實施方案作為本發(fā)明的實施例，不應用來限制本發(fā)明的范圍。相反地，本發(fā)明的范圍由以下權(quán)利要求來限定。因此，我們要求這些權(quán)利要求的范圍和精神之內(nèi)的所有權(quán)利。權(quán)利要求1.一種方法，其包括向含瀝青質(zhì)的尾渣引入氣體，使含瀝青質(zhì)的尾渣中的瀝青質(zhì)與氣泡一起上升，在瀝青質(zhì)貧化的水相上方形成富集瀝青質(zhì)的泡沫體，所述水相含有水和不可浮選的礦物質(zhì)；將富集瀝青質(zhì)的泡沫體，或者由富集瀝青質(zhì)的泡沫體形成的富集瀝青質(zhì)的淤漿，分離成重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物和輕質(zhì)尾渣，所述輕質(zhì)尾渣含有水和瀝青質(zhì)；將疏水凝聚劑分散在輕質(zhì)尾渣中以形成液滴，所述液滴與瀝青質(zhì)凝聚形成含瀝青質(zhì)的粒子；和從輕質(zhì)尾渣中分離出作為瀝青質(zhì)濃縮物的含瀝青質(zhì)的粒子。2.如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述含瀝青質(zhì)的尾渣包括來自從油砂回收烴類的工藝的尾渣。3.如權(quán)利要求l所述的方法，其進一步包括從瀝青質(zhì)貧化的水相回收熱能。4.如權(quán)利要求l所述的方法，其中含瀝青質(zhì)的粒子從輕質(zhì)尾渣中的分離包括通過重力分離，將含瀝青質(zhì)的粒子從輕質(zhì)尾渣中分離。5.如權(quán)利要求l所述的方法，其中含瀝青質(zhì)的粒子從輕質(zhì)尾渣中的分離包括通過過濾，將含瀝青質(zhì)的粒子從輕質(zhì)尾渣中分離。6.如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物包括二氧化鈦、鈦鐵礦、氧化鋯、或其組合。7.如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述疏水凝聚劑包括柴油、燃料油、表面活性劑、或其組合或其衍生物。8.如權(quán)利要求l所述的方法，其進一步包括在向含瀝青質(zhì)的尾渣引入氣體之前或同時，向含瀝青質(zhì)的尾渣引入起泡劑，所述起泡劑包括脂肪醇、環(huán)醇、酚、垸氧基石蠟、聚二醇、或其組合或其衍生物。9.如權(quán)利要求l所述的方法，其進一步包括在向含瀝青質(zhì)的尾渣引入氣體之前或同時，向含瀝青質(zhì)的尾渣引入捕集劑，所述捕集劑包括燃料油、油酸鈉、脂肪酸、黃原酸鹽、烷基硫酸鹽、二硫代磷酸鹽、胺、或其組合或其衍生物。10.如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括在將富集瀝青質(zhì)的泡沫體或富集瀝青質(zhì)的淤漿分離成重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物和輕質(zhì)尾渣之前或同時，向富集瀝青質(zhì)的泡沫體或富集瀝青質(zhì)的淤漿引入分散劑，所述分散劑包括硅酸鹽、磷酸鹽、檸檬酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、或其組合或其衍生物。11.如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括在分散疏水凝聚劑之前或同時，向輕質(zhì)尾渣引入氧化劑。12.如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括在分散疏水凝聚劑之前或同時，向輕質(zhì)尾渣引入苛化劑。13.如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括在分散疏水凝聚劑之前或同時，向輕質(zhì)尾渣引入氧化劑和苛化劑或其混合物。14.如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括從富集瀝青質(zhì)的泡沫體或富集瀝青質(zhì)的淤漿中除去水，以及進一步包括從富集瀝青質(zhì)的泡沬體或富集瀝青質(zhì)的淤漿中除去的水中回收熱能。15.如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括在向含瀝青質(zhì)的尾渣引入氣體之前，從含瀝青質(zhì)的尾渣中分離粗礦物。16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中從含瀝青質(zhì)的尾渣中分離粗礦物包括使含瀝青質(zhì)的尾渣進行旋風分離工藝，所述粗礦物與底流一起從旋風分離工藝中除去。17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述旋風分離工藝是氣攜式水力旋流分離工藝。18.如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括從重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物中分離含硫礦物質(zhì)。19.如權(quán)利要求18所述的方法，其進一步包括從重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物中分離含硫礦物質(zhì)之前，研磨所述重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物。20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物的研磨包括用于清潔礦物質(zhì)表面的研磨。21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述從重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物分離含硫礦物質(zhì)包括向重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物引入氣體，使含硫礦物質(zhì)與氣泡一起上升，在貧硫的水相上方形成富集硫的泡沫體，所述貧硫的水相包括水和含氧礦物質(zhì)；和從貧硫的水相中回收含氧礦物質(zhì)。22.如權(quán)利要求21所述的方法，其進一步包括從富集硫的泡沬體、或者由富集硫的泡沬體形成的富集硫的淤漿中回收含硫礦物質(zhì)。23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述含氧礦物質(zhì)包括二氧化鈦、鈦鐵礦、氧化鋯或其組合。24.如權(quán)利要求21所述的方法，其進一步包括在向重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物引入氣體之前或同時，向重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物引入起泡劑，所述起泡劑包括脂肪醇、環(huán)醇、酚、烷氧基石蠟、聚二醇、或其組合或其衍生物。25.如權(quán)利要求21所述的方法，其進一步包括在向重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物引入氣體之前或同時，向重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物引入捕集劑，所述捕集劑包括燃料油、油酸鈉、脂肪酸、黃原酸鹽、烷基硫酸鹽、二硫代磷酸鹽、胺、或其組合或其衍生物。26.如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括從富集瀝青質(zhì)的泡沫體、或者由富集瀝青質(zhì)的泡沫體形成的富集瀝青質(zhì)的淤漿中分離褐煤濃縮物。27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述褐煤濃縮物的分離包括進行篩分工藝、重力分離工藝、溶劑提取工藝或其組合。28.從含瀝青質(zhì)的尾渣中回收能量、物質(zhì)或能量和物質(zhì)的方法，其包括:向含水、瀝青質(zhì)和無機礦物質(zhì)的尾渣引入疏水凝聚劑；將疏水凝聚劑分散形成液滴，其中所述液滴與瀝青質(zhì)凝聚形成含瀝青質(zhì)的粒子；和從尾渣分離作為瀝青質(zhì)濃縮物的含瀝青質(zhì)的粒子。29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述含瀝青質(zhì)的尾渣包括來自從油砂回收烴類的工藝的尾渣。30.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述疏水凝聚劑包括柴油、燃料油、表面活性劑、或其組合或其衍生物。31.將瀝青質(zhì)與從瀝青泡沫體中待回收的其他烴類分離的方法，其包括提供含瀝青、瀝青質(zhì)、無機固體和水的瀝青泡沬體；形成含有瀝青泡沬體和石蠟烴溶劑的混合物，使混合物中的瀝青質(zhì)沉淀；將所述混合物分離成稀釋的瀝青產(chǎn)品和殘渣，其中所述稀釋的瀝青產(chǎn)品包括瀝青、石蠟烴溶劑，且與所述混合物相比，沉淀的瀝青質(zhì)、無機固體和水的濃度較低；在溶劑回收單元中，回收大于0%約95%的存在于殘渣中的石蠟烴溶劑，得到尾渣流，所述尾渣流含有水、無機固體、沉淀的瀝青質(zhì)和未回收的石蠟烴溶劑；和從尾渣流中分離沉淀的瀝青質(zhì)和未回收的石蠟烴溶劑。32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述瀝青泡沬體來自從油砂回收烴類的工藝。33.如權(quán)利要求31所述的方法，其中從尾渣流中分離沉淀的瀝青質(zhì)和未回收的石蠟烴溶劑包括通過浮選、重力分離、疏水凝聚或其組合進行分離。34.如權(quán)利要求31所述的方法，其中從殘渣中回收大于0%約95%的石蠟烴溶劑包括通過汽提以外的工藝進行。35.如權(quán)利要求31所述的方法，其中從殘渣中回收大于0%約95%的石蠟烴溶劑包括通過浮選、重力分離、真空除氣或其組合進行。36.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述瀝青泡沬體包括約20%約80%的瀝青，約10%約75%的水，約5%約45%的無機固體和約1%約25%的瀝青質(zhì)。37.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述石蠟烴溶劑具有約5約8個碳原子的鏈長。38.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述石蠟烴溶劑包括約50wt%的戊烷和約50wt^的己烷。39.如權(quán)利要求31所述的方法，其中離開溶劑回收單元的尾渣流的溫度為約20。C約65。C。40.從含瀝青質(zhì)的尾渣中回收能量、物質(zhì)或能量和物質(zhì)的體系，其包括浮選裝置，其用于將含瀝青質(zhì)的尾渣分離成富集瀝青質(zhì)的泡沬體和瀝青質(zhì)貧化的水相；重力分離裝置，其用于將富集瀝青質(zhì)的泡沫體、或者由富集瀝青質(zhì)的泡沫體形成的富集瀝青質(zhì)的淤漿分離成重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物和輕質(zhì)尾渣；和疏水凝聚混合裝置，其用于將疏水凝聚劑分散在輕質(zhì)尾渣中。41.如權(quán)利要求40所述的體系，其進一步包括疏水凝聚沉淀裝置，所述疏水凝聚沉淀裝置用于從輕質(zhì)尾渣中分離瀝青質(zhì)濃縮物。42.如權(quán)利要求40所述的體系，其進一步包括旋風分離裝置，所述旋風分離裝置用于在含瀝青質(zhì)的尾渣進入浮選裝置之前，從含瀝青質(zhì)的尾渣中分離粗礦物。43.如權(quán)利要求40所述的體系，其進一步包括用于再循環(huán)離開浮選裝置的水的管道。44.如權(quán)利要求40所述的體系，其中所述浮選裝置是第一浮選裝置，所述體系進一步包括用于將重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物分離成富集硫的泡沬體和貧硫水相的第二浮選裝置。45.如權(quán)利要求40所述的體系，其進一步包括增稠裝置，其用于將富集瀝青質(zhì)的泡沬體增稠成富集瀝青質(zhì)的淤漿。46.—種體系，其包括用于從含瀝青質(zhì)的尾渣中回收瀝青質(zhì)濃縮物的工具；和用于從含瀝青質(zhì)的尾渣中回收含氧礦物質(zhì)濃縮物的工具。47.如權(quán)利要求46所述的體系，其進一步包括用于從含瀝青質(zhì)的尾渣中回收含硫礦物質(zhì)濃縮物的工具。48.如權(quán)利要求46所述的體系，其進一步包括用于從含瀝青質(zhì)的尾渣中回收熱能的工具。全文摘要本發(fā)明公開了從含瀝青質(zhì)的尾渣中回收能量、物質(zhì)或二者的方法和體系的具體實施方案。含瀝青質(zhì)的尾渣可由，例如，從油砂中回收烴類的工藝獲得。所述方法的具體實施方案可包括浮選分離和疏水凝聚分離。浮選分離可用于將含瀝青質(zhì)的尾渣分離成富集瀝青質(zhì)的泡沫體和瀝青質(zhì)貧化的水相。然后，富集瀝青質(zhì)的泡沫體、或者由富集瀝青質(zhì)的泡沫體形成的富集瀝青質(zhì)的淤漿，可被分離成重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物和輕質(zhì)尾渣。疏水凝聚分離可用于從輕質(zhì)尾渣中回收瀝青質(zhì)濃縮物。還可包括另一浮選工藝，其用于從重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物中除去含硫礦物質(zhì)。也可從重質(zhì)礦物質(zhì)濃縮物回收含氧礦物質(zhì)。通過各種分離步驟除去的水可被再循環(huán)，并回收其熱能。文檔編號B03D1/14GK101421045SQ200680054271公開日2009年4月29日申請日期2006年3月7日優(yōu)先權(quán)日2006年3月7日發(fā)明者威廉·P·C·迪伊韋斯特因,朱利安·基夫特,雷蒙德·L·莫利申請人:馬拉松油砂美國有限公司