[发明专利]用于稠细粒尾矿脱水操作的分散和调节技术

说明书

技术领域

本发明总地涉及用于脱水操作的稠细粒尾矿的分散和/或调节。

背景技术

由采矿操作(例如油砂开采)得到的尾矿通常被放在专用的处置池中进行沉降。

在尾矿池中微细固体从水中的沉降是较为缓慢的过程。已经开发了某些技术用于使细粒尾矿脱水。稠细粒尾矿的脱水能够包括将该稠细粒尾矿与絮凝剂接触并然后使絮凝的细粒尾矿沉积在沉积区域中，在其中沉积的物料能够释放水并最终干燥。

有几个因素可能影响脱水操作的性能。例如，絮凝剂不充分地分散到该稠细粒尾矿中能够降低絮凝剂以及整个脱水的效能。混合不充分也可以造成絮凝剂的利用低效，其中一些仍保持未混合和未反应，造成为达到最佳投料条件所需的絮凝剂剂量较高。

在稠细粒尾矿脱水方面，还有很多与絮凝剂添加和所得到的絮凝混合物的处理相关的挑战。

发明内容

描述了多种技术可以用于增强稠细粒尾矿的絮凝和脱水。

在一些实施方式中，提供了处理稠细粒尾矿的方法，包括：

提供该稠细粒尾矿的管线内流体；

将絮凝剂添加到该稠细粒尾矿的管线内流体中以制备絮凝尾矿物料的管线内流体，其中在添加絮凝剂时，该稠细粒尾矿的管线内流体具有湍流形态；

剪切该絮凝尾矿物料的管线内流体以促使絮凝物聚集，提高其屈服应力并降低其湍动，由此制备经絮凝的物料的非湍动的管线内流体；

将该经絮凝的物料的管线内流体进行剪切调节以降低其屈服应力并制备在水释放区内的经调节的絮凝的尾矿物料，其中水与该经调节的絮凝的尾矿物料分离；和

将该经调节的絮凝的尾矿物料脱水。

在一些实施方式中，该稠细粒尾矿的管线内流体在添加絮凝剂时具有至少40,000的宾汉雷诺数。

在一些实施方式中，该稠细粒尾矿的管线内流体在添加絮凝剂时具有至少50,000的宾汉雷诺数。

在一些实施方式中，该稠细粒尾矿的管线内流体在添加絮凝剂时具有至少60,000的宾汉雷诺数。

在一些实施方式中，该稠细粒尾矿的管线内流体在添加絮凝剂时具有40,000-65,000的宾汉雷诺数。

在一些实施方式中，该稠细粒尾矿的管线内流体在添加絮凝剂时具有45,000-60,000的宾汉雷诺数。

在一些实施方式中，提供湍流形态包括将该稠细粒尾矿的进料速率调节到高于最低阈值。

在一些实施方式中，提供湍流形态包括配置管线组件，使其具有足够小的管径，其中该管线组件输送该稠细粒尾矿的流体用于添加絮凝剂并在添加了絮凝剂之后输送该絮凝尾矿。

在一些实施方式中，提供湍流形态包括在添加絮凝剂时，确保该稠细粒尾矿的管线内流体具有足够低的粘度。

在一些实施方式中，该经絮凝的物料的非湍动管线内流体具有层流形态。

在一些实施方式中，该稠细粒尾矿的管线内流体是通过以基本恒定的流速泵送而提供的。

在一些实施方式中，该稠细粒尾矿的管线内流体是通过以基本恒定的每分钟转数泵送而提供的。

在一些实施方式中，该絮凝剂的添加包括将包括絮凝剂的溶液注入该稠细粒尾矿的管线内流体中。

在一些实施方式中，该絮凝剂的添加是通过控制相对于该稠细粒尾矿的管线内流体的比例而进行的。

在一些实施方式中，该脱水包括将该经调节的絮凝的尾矿物料沉积到地表沉积位置。在一些实施方式中，该脱水包括将该经调节的絮凝的尾矿物料进行增稠和/或过滤。

在一些实施方式中，提供了将絮凝剂分散到稠细粒尾矿的管线内流体中的方法，包括：

为该稠细粒尾矿的管线内流体提供湍流形态以提供湍流进料；

将该絮凝剂添加到该湍流进料中以提供絮凝尾矿物料的管线内湍流流体；

剪切该絮凝尾矿物料的管线内湍流流体以促进絮凝物聚集，提高其屈服应力并降低其湍动，由此制备经絮凝的物料的非湍动的管线内流体。

在一些实施方式中，该湍流进料在添加絮凝剂时具有至少40,000的宾汉雷诺数。

在一些实施方式中，该湍流进料在添加絮凝剂时具有至少50,000的宾汉雷诺数。

在一些实施方式中，该湍流进料在添加絮凝剂时具有至少60,000的宾汉雷诺数。

在一些实施方式中，该湍流进料在添加絮凝剂时具有40,000-65,000的宾汉雷诺数。

在一些实施方式中，该湍流进料在添加絮凝剂时具有45,000-60,000的宾汉雷诺数。

在一些实施方式中，提供湍流形态包括将该稠细粒尾矿的进料流速调节到高于最低阈值。