CA1079904A - Procede de clarification des couches aqueuses obtenues lors du traitement de sables asphaltiques - Google Patents
Procede de clarification des couches aqueuses obtenues lors du traitement de sables asphaltiquesInfo
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Abstract
Procédé de clarification des couches aqueuses obtenues lors du traitement de sables asphaltiques, ces couches aqueuses consistant soit en couches intermédiaires situées entre la mousse de bitume et le sédiment de matières solides dans les cellules de flottation des sables asphaltiques, soit en eaux de rejet provenant du traitement de ces sables, qui consiste à ajouter, à la couche aqueuse, du sulfate de cuivre et/ou du sulfate ferrique en une quantité comprise entre environ 125 g et 550 g (calculés en sel anhydre) par m3 d'eau dans la couche aqueuse.
Description
99~4 .
La présente invention se rapporte a un procédé de clari~ication des couches aqueuses obtenues lors du traitement auquel des sables asphaltiques sont soumis en vue d~en extraire et d'en récuperer le bitume.
De grands dep6ts de sables asphaltiques, qui sont des sables imprégnés de pétrole lourd ou bitume, existent en différents endroits dans le monde, un des plus importants se situant dans la région de l~Athabasca (province Alberta) au Canada. Ces sables contiennent environ 5 à 15% (en poids) lQ de bitume et environ 3 à 5~ d'eau, le reste étant constitué
par des solides minéraux. La majeure partie (70 a 90~1 de ces derniers consiste en sable de quartz ayant une dimension de particules comprise entre environ 45 et 2000 microns. Le reste de la matière solide minerale est constitué de grains fins (dimension de particules inférieure a 45 microns) et comprend meme des particules d'argile et de limon d'une dimension inférieure à 2 microns.
En vue du traitement de valorisation du bitume, il est nécessaire d~extraire ce dernl`er hors du sable asphaltique.
Cette operation d'extraction a pour but de conduire à la formation d'un concentré riche en bitume et pauvre en solides minéraux.
Pl~usieurs méthodes ont déjà été proposées pour e~fectuer la séparation du bitume et du sable~ A cet ef~et, le sable asphaltique est introduit dans un appareil o~, après malaxage en presence d'eau contenant eventuellement~certains additifs et é~entuellement en présence d'air, le bitume monte ~ la surface en formant une mousse de bitume, tandis que la matiere solide se depose au fond de l~appareil.
3Q Cependant, la couche aqueuse inter~ediaire contient toujours de fines particules en suspension, ainsi que du bitume ~ 1 --l~9g~
en une quantité qui dépend évidemment de l~eff;cacité du procéde de séparation de ce bitume. Lorsque cette quantité
de bitume residuaire est relativement importante, les couches aqueuses intermediaires peuvent être soumises à un traitement ultérieur de récupération de ce bitume résiduaire; les couches aqueuses ainsi traitées sont des eaux de rejet.
Mais les couches aqueuses contiennent toujours de fines particules e~ suspension. C'est ainsi que les eaux de rejet peuvent contenir jusque 20~ en po~s de solides, qui sont constituées en majeure partie de fines particules dlargile et de limon. Ces ~ines particules ont une très faible tendance sédimenter et elles sont stabilisees au sein des couches aqueusesp I1 en résulte que ces couches aqueuses ne peuvent être, ni recyclées, ni rejetées dans les rivières, lacs, etc., aussi longtemps que ces matieres solides restent en suspension.
Il existe plusieurs possibilités pour accélérer la sédimentation des fines particules contenues dans ces couches aqueuses. C~est ainsi qulon peut modifier le pH de ces couches aqueuses, pour les rendre nettement acides ou alcalines.
Mais il faut ensuite retraiter les eaux epurees avant recyclage ou avant rejet dans des rivieres, lacs, etc. On peut aussi ajouter un fluide volatil, immiscible a l~eau, mai:s un tel traitement nécessite des opérations ulterieures, notamment pour la récupération du fluide, ce qui rend ce procédé peu économique.
Actuellement, les eaux résiduaires sont envoyées dans des bassins de decantation, mais ces derniers doivent avoir un volume important, du fait de la faible tendance des particules a sédimenter.
La presente invention a pour but de remédier à ces ~ 2 _ ~7~9~
inconvénients.
Elle a notamment pour objet un procédé de -traitement des couches aqueuses (couches intermédiaires ou eaux de rejet) ne nécessitant pas une modification de pH de ces couches aqueuses. Elle a aussi pour objet une methode pouvant etre appliquee, non seulement dans un appareil couplé directement aux cellules d'extraction du bitume, mais aussi dans les bassins de décantation.
A cet effet, le procedé de la présente invention consiste ~ ajouter, a la couche aqueuse, du sulfate de cuivre et/ou du sulfate ferrique en une quantité comprise entre environ 125 g et 550 g (calcules en sel anhydre) par m3 d'eau dans la couche aqueuse.
Il a ete observé que l~addition d'un de ces sulfates ou de leurs melanges, dans les quantites precisees ci-dessus, provoque une floculation des fines particules en suspension dans les couches aqueuses, ce qui conduit a une sedimentation complete et rapide de ces particules solides.
Le procede de l'invention est tres souple et on peut l'appliquer dans un appareil couple directement a la cellule ou aux cellules Oa 1 1 on effectue la séparation du bitume et des particules de sable. Une telle séparation est decrite par exemple dans la demande de brevet deposee par la Demanderesse pour "Proc~de de traitement de sables asphaltiques". Dlaprès ce procede, on soumet un mélange de sable aspha]tique et d'eau a une agitation mecanique en presence de quantites déterminées d'un alcool et d'un sel dlacide polycarboxylique insature. Il se forme une mousse de bitume, et la majeure partie des particules solides se deposent au fond de la cellule, tandis que les ~ines particules restent en suspension dans la couche aqueuse intermediaire.
_ 3 _ 1~ 79904 On fait passer cette couche intermediaire dans un appareil dans lequel on applique le procedé de la présente invention~
Dans une premiere série d'essais, on a ajouté du sulfate de cuivre CuS0~.5 H20 en quantites variables. L'e~fica-cite du sulfate a été établie en déterminant la quantité
de sulfate à partir de laquelle les couches aqueuses apparaissent libres de fines particules en suspension.
Les essais ont montré qu~à partir de 180 g de sulfate (compté en sel anhydre~ par m3 d'eau, il se produisait une sedimentation des fines particules en suspension. Cette sedimentation était plus rapide avec 225 g de sulfate et elle était rapide et complete avec des quantités de sulfate de cuivre comprises entre environ 275 et 550 g.
D'autres essais similaires, mais en presence de sulfate ferrique, ont donné pratiquement les m~mes résultats.
- De ces essais t il résulte que la quantité de sulfate de cuivre ou du sulfate $errique peut varier entre 125 g et 550 g de sulfate (calcule en sel anhydre) par m3 d'eau dans la couche aqueuse intermediaire, et qulelle est avantageusement de l'ordre de 250 et 350 g quand on désire obtenir une élimina-tion complète des fines particules sous forme de sédiment.
Le procédé de la présente invention trouve aussi une application avantageuse pour le traitement de couches aqueuses de rejet, se trouvant dans des bassins de sédimentation.
En effet, faute de procédé efficace et rapide de sédimentation des fines par-ticules en suspension, ces couches aqueuses intermédiaires ont ét~ envoyées jusqu'a présent dans d~immenses bassins ou il se produit une tres lente sédimentation. La nécessité de construire de nombreux et volumineux bassins pose un~probl~me qui peut aisément etre résolu par le procédé de _ 4 _~
`" ~07g~0~
l~invention$ ~n efet, il suf~it de traiter ces couches aqueuses par du sulate de cuiyre ou du sulfate ferrique.
Un mode avantageux d~application du procéde consiste à asperger la sur~ace des couches aqueuses se trouvant dans les bassins de sedimentation par une solution aqueuse de sulfate de cuivre et/ou de sulfate ferrique. ~ titre d~exemple, on peut l'utiliser a cet effet un bras gicleur comprenant plusieurs gicleurs disposés a intervalle régulier sur une canalisation unique, alimentee en son milieu. Après aspersion de la surface de la couche aqueuse par une solution de sulfate de cuivre (a raison de 300 g de sulfate anhydre par m3 dleau à traiter), la floculation des fines particules en suspension s'est tout de suite manifestee en surface. Elle s'est ensuite etendue progressivement aux zones plus profondes du bassin. On a finalement obtenu une eau claire, pratiquemen.t exempte de fines particules solides en suspension, apres environ deux heures de repos. Sans addition de sulfate de cuivre ou de sulfate ferrique, la sedimentation des fines particules exige au moins 70 jours.
Différents essais ont montre que les couches aqueuses intermediaires décrites ci-dessus exigent des compos~s specifiques pour que la sedimentation des fines particules contenues dans ces couches soit rapide et complete. C'est ainsi que l'utilisation d~autres composés, tel que le sulfate erreux Fe SO4.7H2O
a montre que la sedimentation n~est pas complète, même 5i on utilise ce compose en quantites elevees allant jusque 4.000 g par m3 de couche aqueuse~
Il est evident que des modifications peuvent être apportees au procede decrit ci-dessus sans sortir du cadre de la presente invention. C'est ainsi qu'on peut renforcer l'action du sulfate de cuivre ou du sulfate ferrique par addition d'un _ 5 _ ~ 79~
polymère du type polymere d'acrylamide ~ poids moleculaire eleve, utilise en une quantite pouvant varier entre 0,05 et
La présente invention se rapporte a un procédé de clari~ication des couches aqueuses obtenues lors du traitement auquel des sables asphaltiques sont soumis en vue d~en extraire et d'en récuperer le bitume.
De grands dep6ts de sables asphaltiques, qui sont des sables imprégnés de pétrole lourd ou bitume, existent en différents endroits dans le monde, un des plus importants se situant dans la région de l~Athabasca (province Alberta) au Canada. Ces sables contiennent environ 5 à 15% (en poids) lQ de bitume et environ 3 à 5~ d'eau, le reste étant constitué
par des solides minéraux. La majeure partie (70 a 90~1 de ces derniers consiste en sable de quartz ayant une dimension de particules comprise entre environ 45 et 2000 microns. Le reste de la matière solide minerale est constitué de grains fins (dimension de particules inférieure a 45 microns) et comprend meme des particules d'argile et de limon d'une dimension inférieure à 2 microns.
En vue du traitement de valorisation du bitume, il est nécessaire d~extraire ce dernl`er hors du sable asphaltique.
Cette operation d'extraction a pour but de conduire à la formation d'un concentré riche en bitume et pauvre en solides minéraux.
Pl~usieurs méthodes ont déjà été proposées pour e~fectuer la séparation du bitume et du sable~ A cet ef~et, le sable asphaltique est introduit dans un appareil o~, après malaxage en presence d'eau contenant eventuellement~certains additifs et é~entuellement en présence d'air, le bitume monte ~ la surface en formant une mousse de bitume, tandis que la matiere solide se depose au fond de l~appareil.
3Q Cependant, la couche aqueuse inter~ediaire contient toujours de fines particules en suspension, ainsi que du bitume ~ 1 --l~9g~
en une quantité qui dépend évidemment de l~eff;cacité du procéde de séparation de ce bitume. Lorsque cette quantité
de bitume residuaire est relativement importante, les couches aqueuses intermediaires peuvent être soumises à un traitement ultérieur de récupération de ce bitume résiduaire; les couches aqueuses ainsi traitées sont des eaux de rejet.
Mais les couches aqueuses contiennent toujours de fines particules e~ suspension. C'est ainsi que les eaux de rejet peuvent contenir jusque 20~ en po~s de solides, qui sont constituées en majeure partie de fines particules dlargile et de limon. Ces ~ines particules ont une très faible tendance sédimenter et elles sont stabilisees au sein des couches aqueusesp I1 en résulte que ces couches aqueuses ne peuvent être, ni recyclées, ni rejetées dans les rivières, lacs, etc., aussi longtemps que ces matieres solides restent en suspension.
Il existe plusieurs possibilités pour accélérer la sédimentation des fines particules contenues dans ces couches aqueuses. C~est ainsi qulon peut modifier le pH de ces couches aqueuses, pour les rendre nettement acides ou alcalines.
Mais il faut ensuite retraiter les eaux epurees avant recyclage ou avant rejet dans des rivieres, lacs, etc. On peut aussi ajouter un fluide volatil, immiscible a l~eau, mai:s un tel traitement nécessite des opérations ulterieures, notamment pour la récupération du fluide, ce qui rend ce procédé peu économique.
Actuellement, les eaux résiduaires sont envoyées dans des bassins de decantation, mais ces derniers doivent avoir un volume important, du fait de la faible tendance des particules a sédimenter.
La presente invention a pour but de remédier à ces ~ 2 _ ~7~9~
inconvénients.
Elle a notamment pour objet un procédé de -traitement des couches aqueuses (couches intermédiaires ou eaux de rejet) ne nécessitant pas une modification de pH de ces couches aqueuses. Elle a aussi pour objet une methode pouvant etre appliquee, non seulement dans un appareil couplé directement aux cellules d'extraction du bitume, mais aussi dans les bassins de décantation.
A cet effet, le procedé de la présente invention consiste ~ ajouter, a la couche aqueuse, du sulfate de cuivre et/ou du sulfate ferrique en une quantité comprise entre environ 125 g et 550 g (calcules en sel anhydre) par m3 d'eau dans la couche aqueuse.
Il a ete observé que l~addition d'un de ces sulfates ou de leurs melanges, dans les quantites precisees ci-dessus, provoque une floculation des fines particules en suspension dans les couches aqueuses, ce qui conduit a une sedimentation complete et rapide de ces particules solides.
Le procede de l'invention est tres souple et on peut l'appliquer dans un appareil couple directement a la cellule ou aux cellules Oa 1 1 on effectue la séparation du bitume et des particules de sable. Une telle séparation est decrite par exemple dans la demande de brevet deposee par la Demanderesse pour "Proc~de de traitement de sables asphaltiques". Dlaprès ce procede, on soumet un mélange de sable aspha]tique et d'eau a une agitation mecanique en presence de quantites déterminées d'un alcool et d'un sel dlacide polycarboxylique insature. Il se forme une mousse de bitume, et la majeure partie des particules solides se deposent au fond de la cellule, tandis que les ~ines particules restent en suspension dans la couche aqueuse intermediaire.
_ 3 _ 1~ 79904 On fait passer cette couche intermediaire dans un appareil dans lequel on applique le procedé de la présente invention~
Dans une premiere série d'essais, on a ajouté du sulfate de cuivre CuS0~.5 H20 en quantites variables. L'e~fica-cite du sulfate a été établie en déterminant la quantité
de sulfate à partir de laquelle les couches aqueuses apparaissent libres de fines particules en suspension.
Les essais ont montré qu~à partir de 180 g de sulfate (compté en sel anhydre~ par m3 d'eau, il se produisait une sedimentation des fines particules en suspension. Cette sedimentation était plus rapide avec 225 g de sulfate et elle était rapide et complete avec des quantités de sulfate de cuivre comprises entre environ 275 et 550 g.
D'autres essais similaires, mais en presence de sulfate ferrique, ont donné pratiquement les m~mes résultats.
- De ces essais t il résulte que la quantité de sulfate de cuivre ou du sulfate $errique peut varier entre 125 g et 550 g de sulfate (calcule en sel anhydre) par m3 d'eau dans la couche aqueuse intermediaire, et qulelle est avantageusement de l'ordre de 250 et 350 g quand on désire obtenir une élimina-tion complète des fines particules sous forme de sédiment.
Le procédé de la présente invention trouve aussi une application avantageuse pour le traitement de couches aqueuses de rejet, se trouvant dans des bassins de sédimentation.
En effet, faute de procédé efficace et rapide de sédimentation des fines par-ticules en suspension, ces couches aqueuses intermédiaires ont ét~ envoyées jusqu'a présent dans d~immenses bassins ou il se produit une tres lente sédimentation. La nécessité de construire de nombreux et volumineux bassins pose un~probl~me qui peut aisément etre résolu par le procédé de _ 4 _~
`" ~07g~0~
l~invention$ ~n efet, il suf~it de traiter ces couches aqueuses par du sulate de cuiyre ou du sulfate ferrique.
Un mode avantageux d~application du procéde consiste à asperger la sur~ace des couches aqueuses se trouvant dans les bassins de sedimentation par une solution aqueuse de sulfate de cuivre et/ou de sulfate ferrique. ~ titre d~exemple, on peut l'utiliser a cet effet un bras gicleur comprenant plusieurs gicleurs disposés a intervalle régulier sur une canalisation unique, alimentee en son milieu. Après aspersion de la surface de la couche aqueuse par une solution de sulfate de cuivre (a raison de 300 g de sulfate anhydre par m3 dleau à traiter), la floculation des fines particules en suspension s'est tout de suite manifestee en surface. Elle s'est ensuite etendue progressivement aux zones plus profondes du bassin. On a finalement obtenu une eau claire, pratiquemen.t exempte de fines particules solides en suspension, apres environ deux heures de repos. Sans addition de sulfate de cuivre ou de sulfate ferrique, la sedimentation des fines particules exige au moins 70 jours.
Différents essais ont montre que les couches aqueuses intermediaires décrites ci-dessus exigent des compos~s specifiques pour que la sedimentation des fines particules contenues dans ces couches soit rapide et complete. C'est ainsi que l'utilisation d~autres composés, tel que le sulfate erreux Fe SO4.7H2O
a montre que la sedimentation n~est pas complète, même 5i on utilise ce compose en quantites elevees allant jusque 4.000 g par m3 de couche aqueuse~
Il est evident que des modifications peuvent être apportees au procede decrit ci-dessus sans sortir du cadre de la presente invention. C'est ainsi qu'on peut renforcer l'action du sulfate de cuivre ou du sulfate ferrique par addition d'un _ 5 _ ~ 79~
polymère du type polymere d'acrylamide ~ poids moleculaire eleve, utilise en une quantite pouvant varier entre 0,05 et
2 ppm. par m3 de couche aqueuse à traiter. Par polymere du type polymère d'acrylamide, on entend un homopolymère de (méth~acrylamide ou un copolymere de (méth)acrylamide et d'une quantite moindre d'acide (meth)acrylique ou d'un sel alcalin de cet acide ou d'un ester alcoylique de cet acide.
~ D'autre part, en utilisant une quantité plus élevée d'un tel polymere, de l'ordre de 60 à 100 y par m3 de couche aqueuse, on forme un gâteau flottant contenant les fines particules. Par exemple, on a utilisé un copolymère d'acrylamide et d'acrylate sodique, de formule generale ~ CH - CH2 - CH2 ~ CH
~ C=O C=O j NH2 m o Na I x où _ a une valeur moyenne de 3 et x est tel que le copolymère a un poids moléculaire moyen de 2.000.000. On a ajouté
80 g de ce copolymère par m3 de couche aqueuse intermédiaire, puis 150 g de sulfate ferrique (compté en sel anhydre). On a eu formation d "m gâteau flottant a la surface de l'eau, ce gâteau contenant les particules solides qui, avant traitement, étaient en suspension dans la couche aqueuse intermediaire.
Après traitement, cette couche aqueuse était parfaitement epuree.
On a obtenu un résultat semblable en utilisant 80 g d'homopolymère d'acrylamide, de poids moleculaire moyen de l'ordre de 16.000.000, ainsi que 520 g de sulfate de cuivre (compte en sel anhydre). Il s'est formé un gateau spongieux à la surface de l'eau et cette eau était parfaitement limpide.
~ D'autre part, en utilisant une quantité plus élevée d'un tel polymere, de l'ordre de 60 à 100 y par m3 de couche aqueuse, on forme un gâteau flottant contenant les fines particules. Par exemple, on a utilisé un copolymère d'acrylamide et d'acrylate sodique, de formule generale ~ CH - CH2 - CH2 ~ CH
~ C=O C=O j NH2 m o Na I x où _ a une valeur moyenne de 3 et x est tel que le copolymère a un poids moléculaire moyen de 2.000.000. On a ajouté
80 g de ce copolymère par m3 de couche aqueuse intermédiaire, puis 150 g de sulfate ferrique (compté en sel anhydre). On a eu formation d "m gâteau flottant a la surface de l'eau, ce gâteau contenant les particules solides qui, avant traitement, étaient en suspension dans la couche aqueuse intermediaire.
Après traitement, cette couche aqueuse était parfaitement epuree.
On a obtenu un résultat semblable en utilisant 80 g d'homopolymère d'acrylamide, de poids moleculaire moyen de l'ordre de 16.000.000, ainsi que 520 g de sulfate de cuivre (compte en sel anhydre). Il s'est formé un gateau spongieux à la surface de l'eau et cette eau était parfaitement limpide.
Claims (5)
1. Procédé de clarification des couches aqueuses obtenues lors du traitement de sables asphaltiques, ces couches aqueuses consistant soit en couches intermédiaires situées entre la mousse de bitume et le sédiment de matières solides dans les cellules de flottation des sables asphaltiques, soit en eaux de rejet provenant du traitement de ces sables, caractérisé en ce qu'on ajoute, à la couche aqueuse, du sulfate de cuivre et/ou du sulfate ferrique en une quantité comprise entre environ 125 g et 550 g (calculés en sel anhydre) par m3 d'eau dans la couche aqueuse.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute du sulfate de cuivre ou du sulfate ferrique en une quantité comprise entre environ 250 et 350 g.
3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on asperge les couches aqueuses se trouvant dans des bassins de décantation par une solution de sulfate de cuivre et/ou de sulfate ferrique.
4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on ajoute aussi un polymère d'acrylamide, à raison de 0,05 à
2 ppm. par m3 de couche aqueuse à traiter.
2 ppm. par m3 de couche aqueuse à traiter.
5. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on ajout? aussi un polymère d'acrylamide, à raison de 60 à
100 g par m de couche aqueses, pour former un gâteau flottant contenant les matières solides.
100 g par m de couche aqueses, pour former un gâteau flottant contenant les matières solides.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU75984A LU75984A1 (fr) | 1976-10-13 | 1976-10-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1079904A true CA1079904A (fr) | 1980-06-24 |
Family
ID=19728382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA271,210A Expired CA1079904A (fr) | 1976-10-13 | 1977-02-07 | Procede de clarification des couches aqueuses obtenues lors du traitement de sables asphaltiques |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA1079904A (fr) |
| LU (1) | LU75984A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4357230A (en) * | 1980-09-25 | 1982-11-02 | Carrier Corporation | Extraction of oil using amides |
-
1976
- 1976-10-13 LU LU75984A patent/LU75984A1/xx unknown
-
1977
- 1977-02-07 CA CA271,210A patent/CA1079904A/fr not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4357230A (en) * | 1980-09-25 | 1982-11-02 | Carrier Corporation | Extraction of oil using amides |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LU75984A1 (fr) | 1978-05-16 |
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| MKEX | Expiry |