使用氣體注入以及絮凝劑的稠細(xì)粒尾礦的脫水的制作方法
【專利摘要】用于將諸如壓縮空氣的氣體注入稠細(xì)粒尾礦的技術(shù)能夠提升釋放水量或者減少絮凝劑劑量，并且從而改善稠細(xì)粒尾礦的脫水操作。氣體注入可以在聚合絮凝劑加入稠細(xì)粒尾礦之前、過程中或者之后進(jìn)行。氣體注入可以以一定量、壓力或者帶有氣泡進(jìn)行以便減少所需的絮凝劑劑量或者從所釋放的稠細(xì)粒尾礦中增加釋放水量。
【專利說明】使用氣體注入以及絮凝劑的稠細(xì)粒尾礦的脫水

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及使用氣體注入以及絮凝劑的稠細(xì)粒尾礦的脫水。

【背景技術(shù)】
[0002] 油砂尾礦從烴類抽提工藝操作中產(chǎn)生，以便從油砂礦石中分離有價(jià)值的烴類。商 業(yè)烴類抽提工藝使用克拉克熱水工藝的變型，其中，為了使有價(jià)值的烴餾分能夠從油砂礦 物質(zhì)中分離，在油砂中加入水。工藝用水也作為用于礦物質(zhì)餾分的載液。一旦回收烴餾分， 剩下的水、未回收的烴類以及礦物質(zhì)通常被稱為"尾礦"。
[0003] 水懸浮物以及尾礦可通過化學(xué)處理脫水。一種化學(xué)處理方法采用絮凝進(jìn)行脫水。 為了引導(dǎo)絮凝，在稠細(xì)粒尾礦中加入絮凝劑，并且絮凝的材料可沉淀以允許釋放水。在脫水 操作中所遇到的一些挑戰(zhàn)包括對(duì)化學(xué)添加劑的需求以保持稠細(xì)粒尾礦的高通過量并增加 脫水率，并包括稠細(xì)粒尾礦的最終干燥。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在一些實(shí)施方式中，所提供的用于稠細(xì)粒尾礦脫水的工藝包括；
[0005] 注入氣體并添加絮凝劑至稠細(xì)粒尾礦流中以產(chǎn)生包括水和絮凝物的一種氣體和 絮凝劑處理的流；以及
[0006] 釋放氣體和絮凝劑處理的流在干燥站中以允許水從絮凝物中分離并釋放。
[0007] 在一些實(shí)施方式中，注入氣體的量足以增加在干燥站所釋放的水。
[0008] 在一些實(shí)施方式中，注入氣體的量足以減少用于獲得氣體和絮凝劑處理的流的絮 凝劑量。
[0009] 在一些實(shí)施方式中，氣體包括空氣。
[0010] 在一些實(shí)施方式中，在壓力介于大約IOpsi與IOOpsi之間時(shí)，注入氣體。在一些 實(shí)施方式中，在壓力介于大約30psi與90psi之間時(shí)，注入氣體。在一些實(shí)施方式中，在壓 力低于壓力閾值時(shí)，注入氣體以便與無空氣注入時(shí)相比，獲得增加的放水量。在一些實(shí)施方 式中，在壓力介于25psi與55psi之間時(shí)，注入氣體。在一些實(shí)施方式中，在壓力介于30psi 與50psi之間時(shí)，注入氣體。
[0011] 在一些實(shí)施方式中，加入絮凝劑時(shí)，稠細(xì)粒尾礦有介于大約5psi與30psi之間的 管道壓力。
[0012] 在一些實(shí)施方式中，被添加的絮凝劑作為包括溶解絮凝劑的水溶液。
[0013] 在一些實(shí)施方式中，注入氣體之前，將絮凝劑加入稠細(xì)粒尾礦中。
[0014] 在一些實(shí)施方式中，注入氣體期間，將絮凝劑加入稠細(xì)粒尾礦中。
[0015] 在一些實(shí)施方式中，注入氣體之后，將絮凝劑加入稠細(xì)粒尾礦中。
[0016] 在一些實(shí)施方式中，絮凝劑包括高分子量陰離子聚合絮凝劑。
[0017] 在一些實(shí)施方式中，在粘土的基礎(chǔ)上，劑量介于大約500ppm與1500ppm之間時(shí)，聚 合絮凝劑加入稠細(xì)粒尾礦中。
[0018] 在一些實(shí)施方式中，在總固體的基礎(chǔ)上，劑量介于大約600ppm與2200ppm之間。
[0019] 在一些實(shí)施方式中，工藝流程還包括在注入氣體以及添加絮凝劑之前篩選稠細(xì)粒 尾礦，以去除其中的粗殘?jiān)?br> [0020] 在一些實(shí)施方式中，稠細(xì)粒尾礦包括油砂稠細(xì)粒尾礦。
[0021] 在一些實(shí)施方式中，從尾礦池中獲得的稠細(xì)粒尾礦作為熟化的細(xì)尾礦。
[0022] 在一些實(shí)施方式中，所提供的一種用于稠細(xì)粒尾礦脫水的系統(tǒng)，包括：
[0023] 用于提供稠細(xì)粒尾礦流體流的流體傳輸組件；
[0024] 用于將氣體注入流體流以產(chǎn)生氣體處理的流體的氣體注入設(shè)備；
[0025] 用于將絮凝劑混入流體流的混合器；以及
[0026] 用于接收包括水和絮凝物的一種氣體和絮凝劑處理的混合物的干燥站，此干燥站 允許水從絮凝物中分離/或者蒸發(fā)。
[0027] 在一些實(shí)施方式中，氣體注入設(shè)備配置為注入氣體的量足以增加在干燥站釋放的 水。
[0028] 在一些實(shí)施方式中，氣體注入設(shè)備注入氣體的量足以減少用于獲得混合物的絮凝 劑量。
[0029] 在一些實(shí)施方式中，氣體注入設(shè)備配置為注入空氣。
[0030] 在一些實(shí)施方式中，氣體注入設(shè)備配置為注入介于大約IOpsi與IOOpsi之間的氣 體。
[0031] 在一些實(shí)施方式中，氣體注入設(shè)備配置為注入介于大約30psi與90psi之間的氣 體。
[0032] 在一些實(shí)施方式中，在壓力低于壓力閾值時(shí)，注入氣體，以便與無空氣注入時(shí)相 比，獲得增加的釋放水量。
[0033] 在一些實(shí)施方式中，在壓力介于25psi與55psi之間時(shí)，注入氣體。在一些實(shí)施方 式中，在壓力介于30psi與50psi之間時(shí)，注入氣體。
[0034] 在一些實(shí)施方式中，混合器配置為在氣體注入設(shè)備注入氣體之間，將絮凝劑混入 流體流中。
[0035] 在一些實(shí)施方式中，混合器配置為在氣體注入設(shè)備注入氣體期間，將絮凝劑混入 流體流中。
[0036] 在一些實(shí)施方式中，混合器配置為在氣體注入設(shè)備注入氣體之后，將絮凝劑混入 流體流中。
[0037] 在一些實(shí)施方式中，絮凝劑包括高分子量陰離子聚合絮凝劑。
[0038] 在一些實(shí)施方式中，在粘土的基礎(chǔ)上，劑量介于大約500ppm與1500ppm之間時(shí)，混 合器將聚合絮凝劑混入氣體處理液中。
[0039] 在一些實(shí)施方式中，在總固體基礎(chǔ)上，劑量介于大約600ppm與2200ppm之間時(shí)，混 合器將聚合絮凝劑混入氣體處理液中。
[0040] 在一些實(shí)施方式中，稠細(xì)粒尾礦包括油砂稠細(xì)粒尾礦。
[0041] 在一些實(shí)施方式中，從尾礦池中獲得的稠細(xì)粒尾礦作為熟化的細(xì)尾礦。
[0042] 在一些實(shí)施方式中，所提供的一種用于處理稠細(xì)粒尾礦的氣體注入設(shè)備，包括：
[0043] 用于接收稠細(xì)粒尾礦的入口；
[0044] 用于釋放氣體處理的尾礦的出口；以及
[0045] 置于入口與出口之間的氣體注射器，氣體注射器配置成將氣體注入稠細(xì)粒尾礦以 產(chǎn)生足夠的氣體處理的尾礦以便于絮凝和稠細(xì)粒尾礦的脫水。
[0046] 在一些實(shí)施方式中，氣體注射器包括置于入口和出口之間的過渡殼體，過渡殼體 包括第一腔室與第二腔室之間的分隔過渡殼體的至少一個(gè)界面，進(jìn)入入口的稠細(xì)粒尾礦在 從出口排出之前允許游歷第一腔室，氣體在第二腔室內(nèi)加壓，至少一個(gè)界面配置為允許氣 體從第二腔室被引入第一腔室中的稠細(xì)粒尾礦。
[0047] 在一些實(shí)施方式中，過渡殼體包括基本上為圓形橫截面的入口，以及基本上為矩 形橫截面的主體部分。
[0048] 在一些實(shí)施方式中，過渡殼體包括基本上為圓形橫截面的出口。
[0049] 在一些實(shí)施方式中，過渡殼體包括頂板和底板以及一對(duì)對(duì)置側(cè)板，以便設(shè)置具有 至少一個(gè)大致為矩形橫截面的過渡殼體。
[0050] 在一些實(shí)施方式中，過渡殼體包括側(cè)面管口板，所設(shè)置的管口用于接收來自加壓 氣體源的氣體。
[0051] 在一些實(shí)施方式中，管口被設(shè)置在可拆卸的安裝到相應(yīng)的側(cè)面管口板開口的側(cè)面 管口蓋上。
[0052] 在一些實(shí)施方式中，為了提供密封，設(shè)備還包括可拆卸的安裝在側(cè)面管口板的開 口邊緣與側(cè)面管口蓋之間的管口板墊圈。
[0053] 在一些實(shí)施方式中，過渡殼體包括配置為接收至少一個(gè)界面的界面板。
[0054] 在一些實(shí)施方式中，設(shè)備還包括可拆卸的安裝到過渡殼體的界面板上用于接收至 少一個(gè)界面的擴(kuò)散框架。
[0055] 在一些實(shí)施方式中，設(shè)備還包括可拆卸的安裝到擴(kuò)散框架上用于將至少一個(gè)界面 固定至所述擴(kuò)散框架的擴(kuò)散蓋。
[0056] 在一些實(shí)施方式中，為了提供密封，設(shè)備還包括可拆卸的安裝在界面板與擴(kuò)散框 架之間的界面墊圈。
[0057] 在一些實(shí)施方式中，過渡殼體包括通道開口，并且其中，設(shè)備包括可拆卸的安裝到 過渡殼體用于覆蓋所述通道開口的殼體蓋。
[0058] 在一些實(shí)施方式中，為了提供密封，設(shè)備還包括可拆卸的安裝在過渡殼體的通道 開口邊緣與殼體蓋之間的殼體墊圈。
[0059] 在一些實(shí)施方式中，過渡殼體進(jìn)一步包括置于入口處的面板。
[0060] 在一些實(shí)施方式中，過渡殼體進(jìn)一步包括一對(duì)前角板，每個(gè)前角板在面板與相應(yīng) 的側(cè)板之間延伸。
[0061] 在一些實(shí)施方式中，過渡殼體包括在第二腔室內(nèi)延伸用于支撐至少一個(gè)界面的前 支撐板和后支撐板。
[0062] 在一些實(shí)施方式中，過渡殼體包括從入口的底部延伸至前支撐板上部的前頂斜 坡，并且進(jìn)一步包括從后支撐板的上部延伸至出口的底部的后頂斜坡。
[0063] 在一些實(shí)施方式中，過渡殼體進(jìn)一步包括置于出口處的端板。
[0064] 在一些實(shí)施方式中，過渡殼體進(jìn)一步包括一對(duì)后角板，每個(gè)后角板在端板與相應(yīng) 的側(cè)板之間延伸。
[0065] 在一些實(shí)施方式中，殼體蓋通過吊耳可拆卸的固定過渡殼體的頂板。
[0066] 在一些實(shí)施方式中，吊耳安裝在過渡殼體的角板上。
[0067] 在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)界面包括至少一個(gè)擴(kuò)散板。
[0068] 在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)擴(kuò)散板由陶瓷構(gòu)成。
[0069] 在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)界面包括多個(gè)陶瓷擴(kuò)散板，并且其中，設(shè)備的板、框 架以及墊圈根據(jù)陶瓷擴(kuò)散板配置。
[0070] 在一些實(shí)施方式中，多個(gè)陶瓷擴(kuò)散板包括四個(gè)陶瓷擴(kuò)散板。
[0071] 在一些實(shí)施方式中，入口或出口與用于將絮凝劑混入稠細(xì)粒尾礦的混合器流體連 通。
[0072] 在一些實(shí)施方式中，入口與混合器流體連通。
[0073] 在一些實(shí)施方式中，氣體注射器被配置成與用于將絮凝劑混入稠細(xì)粒尾礦的混合 器足夠接近，以使氣體和絮凝劑同時(shí)注入稠細(xì)粒尾礦中。
[0074] 在一些實(shí)施方式中，絮凝劑包括高分子量陰離子聚合絮凝劑。
[0075] 在一些實(shí)施方式中，過渡殼體有入口與出口之間不同結(jié)構(gòu)的橫截面。
[0076] 在一些實(shí)施方式中，氣體注射器圍繞稠細(xì)粒尾礦流外圍安裝，以便在其中引入氣 體。
[0077] 在一些實(shí)施方式中，入口經(jīng)由圓柱入口管接收稠細(xì)粒尾礦，并且出口經(jīng)由圓柱出 口管排出氣體處理的稠細(xì)粒尾礦。
[0078] 在一些實(shí)施方式中，氣體注射器是環(huán)形并且與圓柱入口管以及圓柱出口管基本上 同軸安裝，以便沿多個(gè)徑向軌跡將氣體引入稠細(xì)粒尾礦流。
[0079] 在一些實(shí)施方式中，氣體注射器包括圓形法蘭。在一些實(shí)施方式中，圓形法蘭包括 限定圓形通道的輪輞，圓形通道有允許稠細(xì)粒尾礦流穿過的內(nèi)徑。在一些實(shí)施方式中，圓形 法蘭進(jìn)一步包括：周向地配置在輪輞內(nèi)用于接收氣體以引入稠細(xì)粒尾礦中的分配腔室；以 及周向地圍繞輪輞定位并與分配腔室流體連通用于接收氣體并將氣體引入稠細(xì)粒尾礦流 中的孔。在一些實(shí)施方式中，孔被配置為向內(nèi)并圍繞輪輞布置在有規(guī)則間隔的位置，以便朝 稠細(xì)粒尾礦流的中心注入氣體。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)間隔位置包括至少兩個(gè)被定位的 孔，以便朝向彼此向內(nèi)呈錐形，其作為從分配腔室朝稠細(xì)粒尾礦流延伸的至少兩個(gè)孔。
[0080] 在一些實(shí)施方式中，稠細(xì)粒尾礦包括油砂稠細(xì)粒尾礦。
[0081] 在一些實(shí)施方式中，氣體注射器包括尺寸小于大約1.5毫米的氣體注射孔。在一 些實(shí)施方式中，氣體注射孔的尺寸介于大約1毫米與大約1. 5毫米之間。
[0082] 在一些實(shí)施方式中，提供的一種用于絮凝稠細(xì)粒尾礦減少絮凝劑劑量的方法包括 將有效量的氣體注入稠細(xì)粒尾礦中。
[0083] 在一些實(shí)施方式中，稠細(xì)粒尾礦絮凝之前、之后或期間，執(zhí)行注入氣體。
[0084] 在一些實(shí)施方式中，稠細(xì)粒尾礦包括油砂稠細(xì)粒尾礦。
[0085] 在一些實(shí)施方式中，氣體的注入以及絮凝劑劑量被進(jìn)一步提供，以便與無氣體注 入相比，增加從絮凝的稠細(xì)粒尾礦中的釋放水量。
[0086] 在一些實(shí)施方式中，氣體壓力介于30psi與90psi之間時(shí)，執(zhí)行氣體注入。
[0087] 在一些實(shí)施方式中，提供的一種通過絮凝劑加入稠細(xì)粒尾礦增加從所獲得的絮凝 的稠細(xì)粒尾礦中的釋放水量的方法，包括：將有效量的氣體注入稠細(xì)粒尾礦中和/或絮凝 的稠細(xì)粒尾礦中。
[0088] 在一些實(shí)施方式中，稠細(xì)粒尾礦絮凝之前、之后或者期間，執(zhí)行注入氣體。
[0089] 在一些實(shí)施方式中，稠細(xì)粒尾礦包括油砂稠細(xì)粒尾礦。
[0090] 在一些實(shí)施方式中，氣體壓力低于大約55psi的閾值時(shí)，注入氣體。
[0091] 在一些實(shí)施方式中，氣體壓力介于大約25psi與大約55psi之間時(shí)，注入氣體。
[0092] 在一些實(shí)施方式中，氣體壓力介于大約30psi與大約50psi之間時(shí)，注入氣體。
[0093] 還應(yīng)當(dāng)注意的是，上述各實(shí)施例以及特征可以與上述其他的實(shí)施例以及特征相結(jié) 合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0094] 圖1是注入設(shè)備的俯視透視圖。
[0095] 圖2是圖1中示出的注入設(shè)備的分解圖。
[0096] 圖3是圖2中示出的某些組件的分解圖。
[0097] 圖4是支撐板的平面圖。
[0098] 圖5是斜坡的平面圖。
[0099] 圖6是底板的平面圖。
[0100] 圖7是界面板的平面圖。
[0101] 圖8是界面墊圈的平面圖。
[0102] 圖9是擴(kuò)散框架的俯視透視圖。
[0103] 圖10是圖9中示出的擴(kuò)散框架的俯視圖。
[0104] 圖11是圖10中示出的擴(kuò)撒框架的側(cè)視圖。
[0105] 圖12是圖9中示出的擴(kuò)散框架的一部分的局部放大透視圖。
[0106] 圖13是沿圖10的XIII-XIII線的剖面圖。
[0107] 圖14是多孔陶瓷擴(kuò)散板的俯視透視圖。
[0108] 圖15是圖14中示出的多孔陶瓷擴(kuò)散板的俯視圖。
[0109] 圖16是圖15中示出的多孔陶瓷擴(kuò)撒板的側(cè)視圖。
[0110] 圖17是設(shè)有從第二腔室中分隔第一腔室的擴(kuò)撒板的擴(kuò)撒框架的剖面圖。
[0111] 圖18是擴(kuò)散蓋的俯視透視圖。
[0112] 圖19是圖18中示出的擴(kuò)散蓋的俯視圖。
[0113] 圖20是面板或端板的平面圖。
[0114] 圖21是角板的平面圖。
[0115] 圖22是側(cè)面管口板的透視圖。
[0116] 圖23是圖22中示出的側(cè)面管口板的俯視圖。
[0117] 圖24是側(cè)板的平面圖。
[0118] 圖25是頂板的平面圖。
[0119] 圖26是圖25中示出的頂板的一部分的局部剖面圖。
[0120] 圖27是管口板墊圈的平面圖。
[0121] 圖28是設(shè)有管口的側(cè)面管口蓋的透視圖。
[0122] 圖29是圖28中示出的設(shè)有管口的側(cè)面管口蓋的俯視圖。
[0123] 圖30是殼體墊圈的平面圖。
[0124] 圖31是殼體蓋的平面圖。
[0125] 圖32是吊耳的透視圖。
[0126] 圖33是圖32中示出的吊耳的主視圖。
[0127] 圖34是圖32中示出的吊耳的側(cè)視圖。
[0128] 圖35是圖32中示出的吊耳的上部分的平面圖。
[0129] 圖36是與注入設(shè)備一起使用的管與法蘭的組合的透視圖。
[0130] 圖37是圖36中示出的管與法蘭的組合的側(cè)視圖。
[0131] 圖38是圖36中示出的管與法蘭的組合的主視圖。
[0132] 圖39是表示從涉及氣體注入設(shè)備以及聚合物劑量的實(shí)驗(yàn)中獲得的結(jié)果的圖線。
[0133] 圖40是表示從圖39的實(shí)驗(yàn)中獲得的不同結(jié)果的另一圖線。
[0134] 圖41也是表示從圖39的實(shí)驗(yàn)中獲得的不同結(jié)果的另一圖線。
[0135] 圖42也是表示從圖39的實(shí)驗(yàn)中獲得的不同結(jié)果的另一圖線。
[0136] 圖43是表示從各實(shí)驗(yàn)中獲得的組合的結(jié)果的圖線。
[0137] 圖44是另一氣體注入設(shè)備的側(cè)視圖。
[0138] 圖45是圖44的注入設(shè)備沿XLIV-XLIV線的橫截面圖。
[0139] 圖46是流程圖。
[0140] 圖47是示出聚合物以及空氣注入點(diǎn)的管道布局示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0141] 對(duì)于使用諸如絮凝劑等化學(xué)添加劑以及氣體注入使稠細(xì)粒尾礦脫水的各種技術(shù) 被描述。此技術(shù)用于稠細(xì)粒尾礦并且也可以用于包括粉末固體顆粒的其他水懸浮物質(zhì)，目 的是在存儲(chǔ)并在干燥站干燥之前促進(jìn)脫水，用于隨后移除、使用或簡(jiǎn)單的保留脫水的物質(zhì) 在原位。
[0142] "稠細(xì)粒尾礦"是從諸如礦物抽取等采礦操作中獲得的懸浮物并且主要包括水和 粉末。粉末是有至多約44微米的各種尺寸的微小固體顆粒。稠細(xì)粒尾礦有足夠高粉末部 分的固體含量，使得粉末傾向于保留在水中的懸浮物內(nèi)，并且材料有緩慢的整合率。稠細(xì)粒 尾礦有足夠高的粉末含量，使得粉末絮凝并且所絮凝的物質(zhì)的狀態(tài)能夠?qū)崿F(xiàn)兩相材料，其 中，水能夠流過并且遠(yuǎn)離絮凝物。例如，稠細(xì)粒尾礦可以有介于l〇wt%與45wt%之間的固 體含量，并且在總固體的基礎(chǔ)上粉末含量至少為50wt%，給予物質(zhì)相對(duì)低的砂或粗固體含 量。例如，稠細(xì)粒尾礦可以從尾礦池中獲得，并且可以包括通常稱為"熟化的細(xì)尾礦"（MFT) 的物質(zhì)。
[0143] "MFT"是在尾礦池中通常形成為層的尾礦流并且含有水和顯示相對(duì)慢的沉降速度 的高含量粉末固體。例如，當(dāng)全尾礦（其包括粗固體材料、粉末固體以及水）或者薄細(xì)尾礦 (其包括相對(duì)低含量的粉末固體以及高含量的水）提供至尾礦池時(shí)，隨時(shí)間的推移，尾礦通 過重力分離為不同的層。底層主要是諸如砂的粗材料，并且頂層主要是水。中間層相對(duì)耗 盡砂，但是在水相中仍然有大量的懸浮的粉末固體。此中間層通常稱為MFT。MFT能夠從不 同類型的尾礦中形成，尾礦從不同類型的礦石的加工中獲得。然而，從抽提操作形式所提供 的全尾礦中獲得時(shí)，形成MFT通?；ㄙM(fèi)大量的時(shí)間（例如，在尾礦池中，在重力沉降狀況下， 介于1年到3年之間），應(yīng)當(dāng)注意的是，依據(jù)組合物以及尾礦的后提取處理，MFT以及MFT類 材料可以更加快速的形成，將處理的尾礦提供至尾礦池之前，其包括增稠或可移除一定量 的粗固體和/或水的其他的分離步驟。
[0144] 根據(jù)一些實(shí)施方式，氣體的注入能夠減少用于絮凝稠細(xì)粒尾礦以脫水的絮凝劑劑 量。"減少絮凝劑劑量"意味著在相似的操作狀況下，與沒有執(zhí)行氣體注入時(shí)相比，減少絮凝 劑的劑量。在通過注入氣體減少劑量的情況下，絮凝劑劑量可被考慮在粘土或者固體的基 礎(chǔ)上。此外，氣體的注入能夠從通過向稠細(xì)粒尾礦中加入絮凝劑而獲得的絮凝的稠細(xì)粒尾 礦中增加釋放水量。"增加釋放水量"意味著在相似的操作狀況下，與沒有執(zhí)行氣體注入時(shí) 相比，增加所釋放的水的量。
[0145] 在下文的描述中，相似的元件使用相同的附圖標(biāo)記。在附圖中示出的實(shí)施方式、幾 何構(gòu)造、所提到的材料和/或幾何尺寸是示例性實(shí)施例，僅用于描述的目的。
[0146] 此外，盡管在附圖中示出的一些實(shí)施方式包括各種組件，并且盡管在文獻(xiàn)中說明 以及示出的系統(tǒng)、注入設(shè)備以及技術(shù)的某些實(shí)施方式包括幾何構(gòu)造，但不是所有的這些組 件以及幾何構(gòu)造是必須的，并且因此不應(yīng)當(dāng)被視為其限制意義，即，不應(yīng)當(dāng)被視為限制權(quán)利 要求的范圍。應(yīng)當(dāng)理解的是，其他適合的組件及其兩者之間的配合，以及其他的適合的幾何 構(gòu)造可以用于此系統(tǒng)、注入設(shè)備以及技術(shù)，以及在此描述的相應(yīng)的部件，以及在此處簡(jiǎn)單說 明的相應(yīng)的改裝裝置或設(shè)置，和/或所得管道或配件或者能夠從文獻(xiàn)中容易的作出推論。
[0147] 下文是用于在附圖中示出的某些相應(yīng)的組件的附圖標(biāo)記的清單：
[0148] 1. 注入設(shè)備
[0149] 3/3a.氣體/空氣（的氣泡）
[0150] 5. 流體流
[0151] 7. 入口
[0152] 9. 出口
[0153] 11. 過渡殼體
[0154] Ila.第一腔室
[0155] lib.第二腔室
[0156] 13.界面
[0157] 14. 主體部分
[0158] 15.頂板
[0159] 17.底板
[0160] 19.(第一）側(cè)板
[0161] 21.(第二）側(cè)板（即，側(cè)面管口板）
[0162] 23. 管口
[0163] 25. 側(cè)面管口蓋
[0164] 27.(側(cè)板 21 的）開口
[0165] 29. 管口板墊圈
[0166] 31. 界面板
[0167] 33. 擴(kuò)散框架
[0168] 35. 擴(kuò)散蓋
[0169] 37. 界面墊圈
[0170] 39. 殼體蓋
[0171] 41. 殼體墊圈
[0172] 43.面板
[0173] 45.(第一）前角板
[0174] 47.(第二）前角板
[0175] 49. 前頂斜坡
[0176] 51. 前支撐板
[0177] 53.端板
[0178] 55.(第一）后角板
[0179] 57.(第二）后角板
[0180] 59. 后頂斜坡
[0181] 61. 后支撐板
[0182] 63. 吊耳
[0183] 65. 擴(kuò)散板（諸如，凸起陶瓷擴(kuò)散板）
[0184] 67. 通道開口（諸如，頂板15的通道開口）
[0185] 69. 管道與法蘭的連接件
[0186] 71.法蘭
[0187] 73.輪輞
[0188] 73d.內(nèi)徑（諸如，輪輞73的內(nèi)徑）
[0189] 75. 圓形通道
[0190] 77. 分配腔室
[0191] 77d.分配直徑（諸如，分配腔室77的分配直徑）
[0192] 79.孔
[0193] 81. 聚合物劑量
[0194] 83. 劑量機(jī)制
[0195] 描述于此的包括氣體注入的脫水技術(shù)可以用于處理稠細(xì)粒尾礦的整個(gè)操作。在 一些實(shí)施方式中，稠細(xì)粒尾礦從油砂開采作業(yè)中獲得并且是存儲(chǔ)于尾礦池中的油砂熟化細(xì) 尾礦（MFT)。為了說明的目的，下文描述的技術(shù)可以參考稠細(xì)粒尾礦的本示例類型來描述， 即，MFT，然而，應(yīng)該理解的是，所描述的技術(shù)能夠用于從并非油砂開采作業(yè)的資源中獲得的 稠細(xì)粒尾礦。
[0196] 氣體注入的上游，此工藝可以包括從尾礦池中獲得稠細(xì)粒尾礦；通過篩選和/或 其他處理方法預(yù)處理稠細(xì)粒尾礦。氣體注入的下游，此工藝可涉及在干燥站釋放處理的尾 礦并且允許水流走。所釋放的材料可允許經(jīng)由排水、蒸發(fā)或其他機(jī)制的干燥并且允許形成 能夠利用、再定位、收集或者所需的處置。
[0197] 在干燥所釋放的材料的一個(gè)實(shí)施方式中，使用氣體注入的脫水技術(shù)產(chǎn)生包含絮凝 物的所處理的尾礦以及所釋放的水（即，脫水技術(shù)的應(yīng)用中從尾礦中所釋放的水）的兩相 混合物。所處理的尾礦經(jīng)由管道被釋放至干燥站，在此處水從絮凝物中流走并且能夠被收 集。干燥站可以是"沙灘"或其他的平面位置，并且能夠是傾斜的或者斜坡，進(jìn)一步便于水 從絮凝物中分離。之后，絮凝物能夠通過諸如蒸發(fā)等工藝來干燥，一旦充分干燥，然后進(jìn)行 收集或處理。
[0198] 描述于此的技術(shù)涉及氣體注入稠細(xì)粒尾礦的絮凝工藝。更具體的，該技術(shù)可以包 括用諸如絮凝劑的化學(xué)試劑處理稠細(xì)粒尾礦以產(chǎn)生所處理的尾礦，在化學(xué)試劑添加之前、 期間或者之后注入氣體，以便產(chǎn)生氣體注入所處理的細(xì)尾礦并且允許氣體注入所處理的細(xì) 尾礦脫水。
[0199] 稠細(xì)粒尾礦脫水的實(shí)施方式
[0200] 在一些實(shí)施方式中，提供一種用于稠細(xì)粒尾礦脫水的工藝以及系統(tǒng)。
[0201] 工藝可以包括下列步驟：從尾礦池中獲得稠細(xì)粒尾礦；通過配置成允許預(yù)定尺寸 的材料穿過以流通并分離粗殘?jiān)暮Y子有選擇性的篩選稠細(xì)粒尾礦；將氣體注入所篩選的 稠細(xì)粒尾礦流中以產(chǎn)生氣體處理的尾礦流；將諸如絮凝劑等化學(xué)試劑混入氣體處理的尾礦 流中以產(chǎn)生混合物；放混合物至干燥站中；并且允許水從所釋放的混合物中分離。所釋放 的混合物是包括絮凝物和水的兩相混合物。在釋放于干燥站中脫水的材料的上下文中，提 到使用于此的"脫水"均參考允許水自由的從絮凝物中流出。
[0202] 獲得稠細(xì)粒尾礦的步驟可以包括疏浚。工藝可進(jìn)一步包括調(diào)整或控制稠細(xì)粒尾礦 的流速。之后，一種流體輸送組件可用于提供稠細(xì)粒尾礦流體流。還應(yīng)當(dāng)理解的是，稠細(xì)粒 尾礦可以從并非尾礦池的資源中提供，前提是稠細(xì)粒尾礦足夠的熟化。例如，稠細(xì)粒尾礦可 以直接來自提取設(shè)備或者其他的尾礦資源。
[0203] 篩選步驟可以包括從篩選設(shè)備的上游部分朝向下游部分提供稠細(xì)粒尾礦。稠細(xì)粒 尾礦流體流可被提供在與篩選設(shè)備的表面大致平行的方向。篩選設(shè)備可以在下游部分的方 向上向下傾斜。工藝可以包括從篩選設(shè)備的下游邊緣拒絕粗殘?jiān)４斯に嚢ㄍㄟ^排除線 從收集器本體的底部排除所篩選的流體流。此工藝還包括通過溢出線從收集器本體的頂部 釋放所篩選的流體部分。此工藝還包括將篩選設(shè)備放置于靠近尾礦池的周邊。
[0204] 氣體注入步驟包括將空氣或者其他的氣體注入稠細(xì)粒尾礦中，其可以經(jīng)歷或者不 經(jīng)歷篩選或者其他的預(yù)處理。氣體注入可通過使用氣體注入設(shè)備進(jìn)行以產(chǎn)生氣體處理的稠 細(xì)粒尾礦。稠細(xì)粒尾礦的氣體處理可被執(zhí)行以通過增強(qiáng)諸如聚合絮凝劑等絮凝劑的分散促 使稠細(xì)粒尾礦的絮凝。氣體可以在絮凝劑加入稠細(xì)粒尾礦的點(diǎn)或其附近注入。圖47示出 此配置的一種可能的實(shí)施例。在此示例性配置中，注入聚合絮凝劑之后，氣體經(jīng)由閥注入。 氣體注入可以在添加絮凝劑之前、絮凝劑添加時(shí)以及絮凝劑添加后。工藝可以包括以一定 量并且有氣泡的注入氣體足以增加從所釋放的材料中分離的水。此工藝還包括以一定量并 且有氣泡的注入氣體足以減小用于獲得釋放以及脫水的混合物所添加的絮凝劑的劑量。注 入氣體的步驟還可以包括在給定的壓力范圍內(nèi)注入空氣，諸如，空氣的壓力介于IOpsi與 IOOpsi之間，或者進(jìn)一步有選擇性的，介于30psi與90psi之間。
[0205] 如上文所述，在一些實(shí)施例中，可選擇空氣作為用于注入的氣體。然而應(yīng)當(dāng)注意的 是，也可以使用各種氣體或者氣體的混合。例如，可選擇與稠細(xì)粒尾礦基本上沒反應(yīng)的氣體 或者其與稠細(xì)粒尾礦的一定的成分顯示某種程度的反應(yīng)。在一些實(shí)施例中，氣體可包括或 者是諸如CO 2等酸性氣體或者一個(gè)基本的氣體，并且此反應(yīng)氣體可與稠細(xì)粒尾礦的一定的 成分有凝結(jié)效果。對(duì)于引起一定凝結(jié)水平的氣體，此氣體可在一定位置并且以一定注入速 度注入，以便凝結(jié)不顯著的阻礙混合或者絮凝。絮凝劑注入之前或者絮凝劑注入之后，在一 定的點(diǎn)，反應(yīng)氣體可用于預(yù)處理稠細(xì)粒尾礦。
[0206] 混合步驟可以包括使用混合器將絮凝劑混入稠細(xì)粒尾礦以產(chǎn)生混合物。在一些實(shí) 施例中，混入稠細(xì)粒尾礦以形成絮凝劑以及氣體處理尾礦的聚合絮凝劑的劑量是變化的。 例如，此劑量在總固體的基礎(chǔ)上可介于600ppm與2200ppm之間，或者在總固體的基礎(chǔ)上介 于IOOOppm與1800ppm之間。還應(yīng)當(dāng)注意的是，絮凝劑劑量可在粘土的基礎(chǔ)上進(jìn)行。粘土 基礎(chǔ)的劑量可能是優(yōu)選地，尤其是對(duì)于具有可變的粘土和/或可變的總固體含量的MFT。絮 凝劑劑量還可以被諸如剪切稀化等一定的預(yù)處理影響，其能夠顯著的減少需要的絮凝劑劑 量。在一些實(shí)施例中，例如，在粘土的基礎(chǔ)上，絮凝劑劑量可介于500ppm與大約1500ppm之 間。更多的關(guān)于聚合絮凝劑的劑量將在下文進(jìn)一步描述。
[0207] 釋放步驟可以包括提供用于接收混合物并且用于允許混合物脫水以產(chǎn)生干燥的 材料的工作站。
[0208] 參考圖46,示出了稠細(xì)粒尾礦脫水操作的示例流程圖，這可以是諸如尾礦池的尾 礦源（100)，稠細(xì)粒尾礦（102)從尾礦源中獲得并且通過管道傳輸。這可以是諸如預(yù)篩選 設(shè)施等預(yù)處理設(shè)施（104)以產(chǎn)生預(yù)處理的稠細(xì)粒尾礦（106)，其再次由管道傳輸至下一個(gè) 操作單元。之后，稠細(xì)粒尾礦（106)可經(jīng)歷絮凝劑添加以及混合步驟（108)，其中，絮凝劑 (110)被添加并且混入稠細(xì)粒尾礦（106)。在添加絮凝劑（110)的點(diǎn)，稠細(xì)粒尾礦管道中的 壓力介于5psi與大約30psi之間，不過取決于管道長(zhǎng)度的其他范圍是可能的，稠細(xì)粒尾礦 在管道中以一定速度傳輸，并且在線路中的任何堵塞，僅舉幾個(gè)因素為例。絮凝劑可以以水 溶液的形式加入。絮凝劑的添加以及混合步驟可以按線路進(jìn)行。絮凝劑添加以及混合之前、 期間和/或之后，氣體（112)可以注入稠細(xì)粒尾礦中，以產(chǎn)生絮凝劑以及氣體處理的尾礦混 合物（114)。之后，處理的尾礦混合物（114)受到調(diào)節(jié)步驟（116)，其是管道調(diào)節(jié)以開發(fā)絮 凝物并促使水從混合物中釋放。之后，調(diào)節(jié)的混合物（118)可被提供至脫水步驟（120)，其 通過將混合物釋放在干燥區(qū)域來進(jìn)行。
[0209] 現(xiàn)在參考圖1，方法可包括提供桐細(xì)粒尾礦的流體流（5)，諸如，油砂熟化細(xì)尾礦 (MFT)。如下文描述的氣體注入器（11，la)也可設(shè)置在流體流（5)進(jìn)入的入口（7)與流體 流（5)排出的出口（9)之間。氣體注入器（11，la)將氣體（3)注入流體流（5)中以便促使 水從稠細(xì)粒尾礦中釋放。注入的氣體（3)可以是空氣（3a)，并且可以注入兩者之中任一個(gè) 在將化學(xué)試劑（即，絮凝劑）加入流體流（5)中之前、期間或者剛剛過后，以促使水釋放或 者釋放之前減少化學(xué)試劑的劑量。
[0210] 在一些實(shí)施例中，此方法可以包括釋放前，將細(xì)小的氣泡（3)加入稠細(xì)粒尾礦的 流體流（5)中，以促使水從稠細(xì)粒尾礦中釋放，其包括以下步驟：a)提供稠細(xì)粒尾礦的流體 流（5)以被處理（例如，經(jīng)由管道運(yùn)送稠細(xì)粒尾礦）；b)按線路連接過渡殼體與流體流（5)， 此過渡殼體（11)有用于接收流體流（5)的入口（7)以及用于釋放流體流（5)的出口（9); 以及c)在過渡殼體（11)內(nèi)提供至少一個(gè)界面（13)以便在第一腔室（Ila)或者在從出口 (9)排出之前允許進(jìn)入入口（7)的流體流（5)游歷的通道與第二腔室（Ilb)或者氣體（3) 在其中加壓或者壓縮的通道之間隔開過渡殼體（11)，至少一個(gè)界面（13)被配置成允許將 細(xì)小氣泡（3)從第二腔室（Ilb)或者通道中引入第一腔室（Ila)或者通道的流體流（5)中， 以促使從過渡殼體（11)中排出的稠細(xì)粒尾礦的水釋放。
[0211] 在另一實(shí)施例中，提供了一種用于稠細(xì)粒尾礦脫水的方法。此方法包括將稠細(xì)粒 尾礦與諸如聚合絮凝劑等化學(xué)試劑接觸以產(chǎn)生絮凝的尾礦。之后，氣體可注入絮凝的尾礦 中以產(chǎn)生氣體處理的絮凝的尾礦。之后，氣體處理的絮凝的尾礦可被放入干燥站，以便產(chǎn)生 所釋放的材料。之后，所釋放的材料可以允許有水從所釋放的材料中分離。稠細(xì)粒尾礦由 化學(xué)絮凝劑絮凝之前，由化學(xué)絮凝劑絮凝時(shí)，或者在由化學(xué)絮凝劑剛剛絮凝之后，可以將氣 體注入稠細(xì)粒尾礦中。氣體的注入可以按線路（意味著沿與稠細(xì)粒尾礦相同的流動(dòng)方向） 諸如如下文描述的以共環(huán)形氣體注射器來執(zhí)行。在另一實(shí)施例中，氣體的注入可以如下文 描述的以矩形空氣注射器來執(zhí)行。任一空氣注射器能夠經(jīng)由多個(gè)入口以及以不同的角度注 入氣體。氣體可注入靠近或接近于化學(xué)絮凝劑的接觸。
[0212] 關(guān)于如下文描述的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于給定的脫水值，上文所描述的方法可能導(dǎo)致所需的 聚合絮凝劑的劑量更低。
[0213] 空氣注入設(shè)備
[0214] 空氣注入設(shè)備可以用于稠細(xì)粒尾礦的脫水。在圖1中示出了空氣注入設(shè)備的一個(gè) 實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，稠細(xì)粒尾礦是油砂熟化細(xì)尾礦（MFT)，并且用于說明的目的，空氣 注入設(shè)備在下面的MFT的上下文中被描述，不過應(yīng)當(dāng)注意的是，此設(shè)備可以用在稠細(xì)粒尾 礦不是MFT的其他的實(shí)施例中。
[0215] 此設(shè)備⑴包括用于接收MFT(5)的入口（7)以及在被此設(shè)備⑴處理后（例如， 氣體處理的MFT)用于釋放MFT的出口（9)。此設(shè)備還包括置于入口（7)與出口（9)之間的 氣體注射器（如在圖1至圖38中示出的11以及在圖44以及圖45中示出的la)，氣體注射 器（11，la)將氣體引入MFT(5)中，從而產(chǎn)生氣體處理的MFT(5)并且經(jīng)由同樣的絮凝促進(jìn) 氣體處理的MFT (5)中的釋放水量。
[0216] 現(xiàn)在將描述氣體注射器（11，la)的不同的實(shí)施例。例如，氣體注射器可以包括一 個(gè)或者多個(gè)擴(kuò)散板，一個(gè)或者多個(gè)管噴淋設(shè)備，和/或一個(gè)或者多個(gè)共圓環(huán)注射器。
[0217] 箱式氣體注射器（11)
[0218] 在一些實(shí)施例中并且參考圖1，注入設(shè)備被提供用于實(shí)施上文簡(jiǎn)要描述的按線路 注入氣體或空氣的方法。實(shí)際上，如在圖1至圖3中更好的示出，可以提供一種注入設(shè)備用 于釋放前將細(xì)小氣泡（3)注入MFT的流體流（5)中，其發(fā)生在所述尾礦被絮凝之前、期間或 者之后中的任一個(gè)。注入設(shè)備（1)包括入口（7)、出口（9)以及氣體注射器（11)，在此被稱 為過渡殼體（11)。入口（7)被用于接收流體流（5)，并且相反的，出口（9)被用于釋放流體 流（5)。如注入設(shè)備⑴可與運(yùn)送MFT的流體流（5)的管道一起使用，注入設(shè)備⑴的入口 (7)以及出口（9)可以配置為通過諸如法蘭連接件等適合的組件與管道適當(dāng)?shù)倪B接。
[0219] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向如圖1至圖3中所示的注入設(shè)備（1)，過渡殼體（11)置于入口（7)與出 口（9)之間，并且其包括分隔過渡殼體（11)的至少一個(gè)界面（13)，其介于第一腔室（Ila) 或者在從出口（9)排出之前允許進(jìn)入入口（7)的流體流（5)游歷的通道與第二腔室（Ilb) 或者氣體（3)在其中加壓或者壓縮的通道之間。至少一個(gè)界面（13)被配置成允許將細(xì)小 氣泡⑶從第二腔室（Ilb)或者通道中引入第一腔室（Ila)或者通道的流體流（5)中，以 有助于MFT的釋放水從注入設(shè)備（1)中排出。在一些實(shí)施例中，被引入MFT的流體流（5) 的氣體是壓縮空氣（3a)，并且過渡殼體（11)有介于入口（7)與出口（9)之間的不同配置的 橫截面。在一實(shí)施例中，過渡殼體（11)橫截面可以是矩形。在過渡殼體（11)的橫截面中 的這些變化即傾向于促使材料更好地混合，并且允許用于更好地將細(xì)小的氣泡（3a)注入 流體流（5)中，如在下文中將更詳細(xì)的說明。
[0220] 在一些實(shí)施例中，如圖1至圖3所示，過渡殼體（11)可包括有基本上圓形橫截面 的入口（7)以及有基本上矩形橫截面的主體部分（14)。相似地，過渡殼體（11)可包括有基 本上圓形橫截面的出口（9)。由本注入設(shè)備（1)提供的不同優(yōu)點(diǎn)中，經(jīng)歷從通常由運(yùn)送MFT 的流體流（5)去處理的相應(yīng)的管道提供的較小的橫截面（例如，圓形），到較大或更大的橫 截面（例如，矩形），允許減緩流體流（5)以待處理，從而允許所述的流體流（5)花費(fèi)更多的 時(shí)間與從流體層（即，第一腔室（Ila)或者通道）分隔氣體層（即，第二腔室（Ilb)或者通 道）的至少一個(gè)界面配合，以便允許更好以及更有效的將空氣的細(xì)小氣空泡（3a)注入游歷 上述至少一個(gè)界面（13)的流體流（5)中，由于將所述空氣的細(xì)小空氣泡（3a)引入流體流 (5)中，使得進(jìn)一步促進(jìn)或加強(qiáng)從MFT中釋放的水。
[0221] 為了避免氣泡合并并且"涌出"，它們的尺寸可被設(shè)置為不太"大"。為了在流體流 (5)中有細(xì)小氣泡（3)，注入設(shè)備（1)可以配置成允許適合尺寸的空氣泡（3a)注入流體流 (5)中。
[0222] 如附圖所示，過渡殼體（11)可以包括頂板和底板（15, 17)，以及一對(duì)對(duì)置的側(cè)板 (19, 21)，以便提供具有至少一個(gè)基本上為放大的矩形橫截面的過渡殼體（11)，用于上文簡(jiǎn) 要說明的原因（減緩流體流（5)，能夠使流體流（5)花費(fèi)更多的時(shí)間與至少一個(gè)界面（13) 配合，以便接受來自其的相應(yīng)的細(xì)小的氣泡（3)以促進(jìn)脫水，等等）。
[0223] 如圖1至圖3中更好地示出，過渡殼體（11)可以包括側(cè)面管口板（21)，設(shè)置用于 從加壓空氣（3a)源接收空氣（3a)的管口（23)。管口（23)設(shè)置在可拆卸的安裝至相應(yīng) 的側(cè)面管口板（21)的開口（27)上的側(cè)面管口蓋（25)上。如圖2中更好的示出，注入設(shè) 備還可以包括可拆卸安裝在側(cè)面管口板（21)的開口（27)的輪輞與側(cè)面管口蓋（25)之間 以提供兩者之間的密封的管口板墊圈（29)。例如可以使用引入諸如空氣（3a)等合適氣體 (3)的其他合適的方式，或者任何其他適合的氣體或流體以便以細(xì)小氣泡的形式注入上流 體層，用于促使MFT的流體流（5)的脫水。事實(shí)上，由至少一個(gè)界面（13)分隔的每個(gè)腔室 (11a，lib)或者通道可被使用，并且每個(gè)腔室（11a，lib)或者通道配置成接收相應(yīng)的流體， 并且至少一個(gè)界面（13)被進(jìn)一步配置成允許僅一種流體的通道從第一腔室（Ilb)到另一 個(gè)（11a)，以便允許穿過至少一個(gè)界面（13)的此作用流體的引入會(huì)引起在腔室（Ila)的流 體流中以進(jìn)行處理的相應(yīng)的希望的效果。因此，第二腔室（Ilb)不限制于氣體（3)的存在， 并且取決于本注入設(shè)備（1)傾向用于的具體應(yīng)用以及所希望的最后結(jié)果的另一合適類型 的"流體"可被使用。
[0224] 圖1至圖3,并且更具體的為圖2以及圖3,其示出可以與注入設(shè)備（1) 一起使用 的不同的組件。實(shí)際上，示出了過渡殼體是怎樣包括配置成接收至少一個(gè)界面（13)的界面 板（31)。一種可能的界面板（31)的不例在圖7中不出。界面板（31)可以由一對(duì)第一和第 二支撐板（51，61)支撐，如在圖2以及圖3中更好的示出。其他適合的配置以及組件的類 型能夠用于延伸在過渡殼體（11)內(nèi)的至少一個(gè)界面（13)，以便提供第一腔室（Ila)與第二 腔室（Ilb)之間的相應(yīng)的邊界，以便允許諸如氣體（3)或者簡(jiǎn)單的壓縮空氣（3a)等流體的 通道從一個(gè)腔室（Ilb)至另一個(gè)。
[0225] 注入設(shè)備還可以包括可拆卸的安裝至過渡殼體（11)的界面板（31)上用于接收至 少一個(gè)界面的擴(kuò)散框架（33)。圖9至圖13示出如何制造擴(kuò)散框架的一種可能的方式。提 供的擴(kuò)散框架（33)用于被使用的每個(gè)界面（13)，如圖2所示，擴(kuò)散框架（33)可以簡(jiǎn)單的包 括一個(gè)單一的板，其設(shè)置用于接收相應(yīng)數(shù)量界面的合適數(shù)量的相應(yīng)的凹部，以與注入設(shè)備 (1) 一起使用。在圖2中，擴(kuò)散框架（33)可以包括四個(gè)相應(yīng)的凹部用于接收四個(gè)相應(yīng)的界 面（13)，其可能以多孔陶瓷擴(kuò)散板（65)的形式出現(xiàn)，如將在下文中更加詳細(xì)的解釋。
[0226] 因此，注入設(shè)備（11)還可以包括可拆卸安裝至擴(kuò)散框架（33)用于將至少一個(gè)界 面（13)固定在所述擴(kuò)散框架（33)上的相應(yīng)的擴(kuò)散蓋（35)。在圖18至圖19中示出一種可 能的擴(kuò)散蓋的示例。
[0227] 相似地，為了提供界面板（31)與擴(kuò)散框架（33)之間的密封，注入設(shè)備（1)還可以 包括可拆卸安裝在界面板（31)與擴(kuò)散框架（33)之間的界面墊圈（37)。在圖8中示出了 一種可能的界面墊圈（37)的示例。實(shí)際上，給定的至少一個(gè)界面（13)是在過渡殼體（11) 內(nèi)從空氣層（即，第二腔室（Ilb))分離流體層（例如，第一腔室（Ila))的邊界，界面墊圈 (37)可以提供在為了接收至少一個(gè)界面（13)的界面板（31)與通過諸如焊接、螺栓連接或 類似的適合的貼附以確保同樣的抵靠界面板13的擴(kuò)散框架（33)之間的合適的密封。在一 些實(shí)施例中，相互配合的組件，例如，與擴(kuò)散框架（33)配合的擴(kuò)散板（65)，可以進(jìn)一步設(shè)置 合適的密封裝置，以確保第一腔室與第二腔室（11a，lib)之間適當(dāng)?shù)拿芊夂瓦吔?。如附圖 中所示，本注入設(shè)備（1)的一些組件可拆卸的連接至另一個(gè)，以允許一定的組件移除用于 簡(jiǎn)單的檢查、維護(hù)和/或更換。
[0228] 如圖2以及圖3中更好的示出，過渡殼體（11)還可以包括通道開口（67)，并且相 應(yīng)的，注入設(shè)備（1)可以包括可拆卸的安裝在過渡殼體（11)上用于覆蓋所述的通道開口 (67)的殼體蓋（39)。在圖31中示出了一種可能的殼體蓋（39)的示例，并且此類殼體蓋 (39)的存在可拆卸的安裝至過渡殼體（11)的頂板（15)上，例如，通過經(jīng)由設(shè)置在過渡殼 體（11)的頂板（15)上的通道開口（67)進(jìn)入過渡殼體（11)的內(nèi)部，進(jìn)一步增強(qiáng)本注入設(shè) 備（1)可以允許部件簡(jiǎn)單的檢查、維護(hù)和/或更換的事實(shí)。
[0229] 相應(yīng)地，注入設(shè)備（1)還可以包括可拆卸安裝于過渡殼體（11)的通道開口的輪輞 與殼體蓋（39)之間以提供密封的殼體墊圈（41)，如圖2所示。在圖30中示出了一種可能 的殼體墊圈（41)的示例。如前所述，本注入設(shè)備（1)可以設(shè)置合適的密封裝置以確保正確 操作，并且以便預(yù)防從一個(gè)腔室（11a，lib)到另一個(gè)流體流（5)的泄漏。
[0230] 由于本注入設(shè)備（1)可容易的按線路與運(yùn)送MFT的流體流（5)去處理的相應(yīng)的管 道連接，過渡殼體（11)還可以包括大約位于入口（7)處的面板（43)，以及進(jìn)一步有大約位 于出口（9)處的端板（53)，如圖1和圖2所示。過渡殼體（11)的入口（7)以及出口（9)可 以設(shè)置用于允許與管道適當(dāng)連接的相應(yīng)的組件，并且注入設(shè)備（1)的入口（7)以及出口（9) 可各自設(shè)置相應(yīng)的管道與法蘭的連接件（69)。
[0231] 現(xiàn)在參照過渡殼體（11)的一實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，并且如圖1至圖3更好的示出， 過渡殼體可以包括一對(duì)前角板（45, 47)，每個(gè)前角板（45, 47)在面板（43)與相應(yīng)的側(cè)板 (19, 21)之間延伸，并且包括一對(duì)后角板（55, 57)，每個(gè)后角板（55, 57)在端板（53)與相應(yīng) 的側(cè)板（19, 21)之間延伸。此類角板（45, 47, 55, 57)的存在允許入口（7)與主體部分（14) 之間以及所述主體部分（14)與出口（9)之間的流體流的適當(dāng)以及穩(wěn)步的過渡，相似于由斜 坡（49, 59)所提供的效果，如下文更加詳細(xì)的說明。
[0232] 過渡殼體（11)還可以包括在第二腔室（Ilb)內(nèi)延伸的前支撐板以及后支撐 板（51，61)，如前所述其用于支撐至少一個(gè)界面（13)，并且更加具體的，用于支撐界面板 (31)〇
[0233] 在另一實(shí)施例中，過渡殼體（11)包括從入口（7)的底部延伸至前支撐板（51)的 上部的前頂斜坡（49)，以及從第二支撐板（61)的上部延伸至出口（9)的底部的后頂斜坡 (59)。此類相應(yīng)的斜坡（49, 59)的存在允許用于從入口（7)到主體部分（14)的流體流（5) 的過渡更加穩(wěn)步，以避免在流體流（5)中的任何突然的變化，因此，允許空氣（3a)的小氣泡 注入流體流中用于MFT的脫水。相似地，后斜坡（59)可以允許用于自主體部分（14)從注 入設(shè)備（1)的出口（9)流出的流體流（5)更加穩(wěn)步的過渡變化，用于釋放前連續(xù)的進(jìn)入管 道并且隨后MFT的脫水。
[0234] 在一些實(shí)施例中，并且如圖1所示，通過吊耳（63)，殼體蓋（39)可以靠著過渡 殼體（11)的頂板（15)可拆卸的固定，并且吊耳（63)能夠安裝在過渡殼體（11)的角板 (45, 47, 55, 57)上。在圖32至圖35中示出一種可能的吊耳（63)的示例。通過任何其他適 合的裝置，殼體蓋（39)可以靠著過渡殼體（11)的相應(yīng)的部分可拆卸的固定，以便能夠移除 并且選擇性的進(jìn)入注入設(shè)備（1)的內(nèi)部組件用于組件的簡(jiǎn)單的檢查、維護(hù)和/或更換。
[0235] 在其他實(shí)施例中，至少一個(gè)界面（13)包括至少一個(gè)擴(kuò)散板（65)。更加具體的，至 少一個(gè)界面（13)可以包括多個(gè)陶瓷擴(kuò)散板（65)，并且例如根據(jù)圖2,其可以更具體的包括4 個(gè)陶瓷擴(kuò)散板（65)。結(jié)果，本注入設(shè)備（1)的板，框架以及墊圈根據(jù)所述的陶瓷擴(kuò)散板（65) 配置，以確保注入設(shè)備（1)的正確操作，以及不同層之間適當(dāng)?shù)拿芊狻?br> [0236] 如前所述，陶瓷擴(kuò)散板（65)可以是配置為允許諸如空氣（3a)的氣體（3)穿過的 多孔陶瓷擴(kuò)散板（65)，而針對(duì)在至少一個(gè)界面（13)的上方行進(jìn)的流體流（5)的通道作為一 個(gè)適當(dāng)?shù)倪吔纭U(kuò)散板的孔的尺寸可以結(jié)合氣體的壓力以及流體流的壓力，以使氣泡進(jìn)入 流體流并且流體不通過擴(kuò)散板滲入或泄露。本注入設(shè)備（1)的配置允許陶瓷擴(kuò)散板（65) 簡(jiǎn)單的更換以及互換，這是由于本注入設(shè)備（1)的可拆卸方面，并且因此，用于一些應(yīng)用的 特定的擴(kuò)散板（65)可以使用，而有其他特性的其他類型的擴(kuò)散板（65)可以用于其他的應(yīng) 用或者其他類型的流體流（5)以與本注入設(shè)備（1) 一起處理。
[0237] 能夠提供在較低空氣層（即，第二腔室（Ilb)或通道）上面行進(jìn)的流體層（即， 第一腔室（Ila)或通道）之間的邊界的至少一個(gè)界面（13)可以以其他的形狀以及形式出 現(xiàn)，這取決于本注入設(shè)備（1)計(jì)劃的具體的應(yīng)用，以及希望的最終結(jié)果。此外，至少一個(gè)界 面（13)可以被構(gòu)造以便可調(diào)節(jié)的校準(zhǔn)以及修改引入流體流（5)中的空氣（3a)的氣泡的尺 寸，無論是直接的通過啟動(dòng)至少一個(gè)界面（13)的相應(yīng)的組件，還是遠(yuǎn)程的通過發(fā)送適當(dāng)?shù)?控制信號(hào)。然而，注入設(shè)備（1)還可以非常簡(jiǎn)單的組裝，以便能夠以非常成本有效的方式制 造，并且以確保注入設(shè)備（1)能夠有小的或者幾乎沒有維修的操作。
[0238] 在其他的實(shí)施例中，注入設(shè)備（1)可以是套筒式的空氣注射器，其可以包括延伸 至MFT流中的多孔管噴淋器。一個(gè)或多個(gè)多孔管噴淋器可以設(shè)置成延伸至MFT流中并且孔 可以被構(gòu)造并且確定大小以提供氣泡至MFT中。多孔管噴淋設(shè)備可以從MFT管道的一個(gè)內(nèi) 壁延伸到接近對(duì)置的內(nèi)壁，以便相對(duì)于MFT的流動(dòng)方向基本上正?；蛘咂淇梢杂衅渌呐?置和方向。
[0239] 共環(huán)形氣體注射器（Ia)
[0240] 在其他實(shí)施例中，注入設(shè)備（1)可以以周邊的方式經(jīng)由在圖44和圖45中示出的 空氣注射器（la)將諸如空氣（3a)的細(xì)小的氣泡（3)注入流體流（5)中。在此實(shí)施例中， 臨添加化學(xué)絮凝劑之前、添加化學(xué)絮凝劑期間或者剛剛添加化學(xué)絮凝劑之后中的任一個(gè)， 注入設(shè)備⑴可以有置于入口（7)與出口（9)之間的氣體注射器（Ia)，其能夠?qū)⒖諝猓?a) 注入流體流（5)中。氣體注射器（la)可以"按線路"配置，以便在多個(gè)點(diǎn)將氣體（例如，空 氣）注入流體流（5)中。流動(dòng)方向（5a)由從入口（7)到出口（9)的流體流（5)限定，并且 其可以經(jīng)由多個(gè)部分組成的圓柱形管或管道輸送。管的這些部分能夠包括入口管以及出口 管。氣體注射器（Ia)能夠安裝關(guān)于此類流體流（5)和/或管部分，例如，如果管是圓形，氣 體注射器與入口管以及出口管同軸安裝，并且空氣（3a)沿著多個(gè)徑向方向注入流體流（5) 中。
[0241] 在一些實(shí)施例中，空氣注射器（Ia)包括至少一個(gè)圓形法蘭（71)。至少一個(gè)法蘭 (71)可以是兩個(gè)法蘭（71)，每個(gè)法蘭（71)關(guān)于管道的分離部分安裝并且彼此鄰接。法蘭 (71)可以配置成連接管道的兩部分，以便將空氣（3a)注入由所述部分運(yùn)送的流體流（5) 中。法蘭（71)可以是允許用于穿過其的流體流（5)的通道的圓柱或者圓環(huán)設(shè)備，并且其允 許用于氣體（3)和/或空氣（3a)徑向的注入流體流（5)中。
[0242] 在一些實(shí)施例中，法蘭（71)包括輪輞（73)以及由其限定的圓形通道（75)。輪輞 (73)可以有限定流體流（5)穿過的橫截面板的周長(zhǎng)的內(nèi)部或內(nèi)徑（73d)。內(nèi)徑（73d)可以 是大約12,但也可以是根據(jù)脫水管組件的設(shè)計(jì)的各種其他的直徑，例如，2英寸到24英寸。 輪輞（73)允許以徑向的方式注入空氣（3a)，這意味著空氣（3a)沿著由輪輞（73)的半徑限 定的多個(gè)方向注入流體流（5)中。輪輞（73)圍繞著通道（75)，其能夠是流體流（5)能夠穿 過的任何空間、空隙、孔等。
[0243] 在一些實(shí)施例中，輪輞（73)設(shè)有以分配直徑（77d)周向的置于輪輞（73)內(nèi)的分 配腔室（77)。分配腔室（77)從空氣供給在一定壓力情況下接受空氣（3a)，并且發(fā)送空氣 (3a)至流體流（5)中，其可能在一定壓力下進(jìn)行。分配直徑（77d)可以大于輪輞（73)的內(nèi) 徑（73d)。更具體的，分配直徑（77d)能夠是137 4英寸。多個(gè)孔（79)能夠關(guān)于輪輞（73) 或內(nèi)徑（73d)周向的分布，并且在徑向方向定位。它們限定導(dǎo)管，以使孔（79)允許用于加 壓空氣（3a)的通道從分配腔室（77)至流體流（5)?？祝?9)能夠沿著內(nèi)徑（73d)定位在間 隔的角度，并且從內(nèi)徑（73d)到分配腔室（77)徑向向內(nèi)延伸至輪輞（73)，從而，連接分配腔 室（77)至圓形通道（75)。孔（79)能夠定位在60度的間隔角度處，導(dǎo)致在輪輞（73)中有 大概6個(gè)孔（79)。
[0244] 孔可以確定尺寸以提供希望的尺寸以及氣泡的流動(dòng)速度。在一些實(shí)施例中，每個(gè) 孔的直徑的尺寸可以在大約Imm與大約I. 5mm之間，例如直徑大約為I. 2_。
[0245] 在描述了涉及將細(xì)小氣泡（例如細(xì)小空氣泡）注入流體流（5)中的一些組件以 及特征，現(xiàn)在將描述促使例如MFT等稠細(xì)粒尾礦脫水的附加技術(shù)。在文中稱為"聚合物劑 量"（81)的具體量的化學(xué)絮凝劑或聚合物能夠加入流體流（5)中以助于其脫水，如下文的 示例所示。聚合物劑量（81)能夠通過諸如具有聚合物劑量機(jī)制（83)的技術(shù)被加入至流體 流（5)中。聚合物劑量（81)可以加入在空氣（3a)注入流體流（5)之前或之后中的任一個(gè)， 其取決于但不限制于多種要求，例如，場(chǎng)地限制，流體流（5)特點(diǎn)，所希望的脫水量，等。聚 合物劑量機(jī)制（83)可以是針對(duì)注入設(shè)備（1)的獨(dú)立分開組件，或者可以是其的集成，例如， 具有過渡殼體（11)。
[0246] 注入設(shè)備⑴以及相應(yīng)的部件可以由基本上剛性的材料構(gòu)成，諸如，金屬材料（例 如，不銹鋼）、硬化聚合物、復(fù)合材料和/或類似的材料，然而其他的組件可以由適當(dāng)?shù)难由?性和彈性的材料制成，諸如，聚合物材料（例如，塑料、橡膠，等）和/或類似的，其取決于操 作狀況以及在注入設(shè)備（1)中使用的脫水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
[0247] 此外，本空氣注入設(shè)備（1)相對(duì)簡(jiǎn)單且易于使用，并且簡(jiǎn)單且易于制造和/或組 裝，并且提供用于處理稠細(xì)粒尾礦的成本效益方式，即，以促使和/或助于稠細(xì)粒尾礦的排 水。
[0248] 注入設(shè)備⑴提供用于一種方式以將諸如壓縮空氣（3a)的空氣（3)以細(xì)小空氣 (3a)泡的形式注入稠細(xì)粒尾礦的按線路的流體流（5)中，用于增強(qiáng)脫水的目的。其中，能 夠運(yùn)行的最簡(jiǎn)單的方式是將給定的入口（7)引入稠細(xì)粒尾礦的流體流（5)中，以便將空氣 (3a)吹入流體流（5)中。然而，此類基本的技術(shù)被認(rèn)為引起在流體中的大團(tuán)的空氣（3a)， 這就是為什么設(shè)計(jì)具有相應(yīng)組件以及特征的注入設(shè)備（1)，以便確保改善沿至少一個(gè)界面 (13)運(yùn)行的流體流（5)與通過至少一個(gè)界面（13)被引入流體流（5)的細(xì)小空氣（3a)泡之 間的配合。
[0249] 氣體注射器（11)可以是設(shè)計(jì)為準(zhǔn)許或引入細(xì)小的空氣（3a)泡至稠細(xì)粒尾礦流的 空氣注射箱。在一實(shí)施例中，稠細(xì)粒尾礦流的橫截面從圓形變?yōu)榫匦闻渲茫缙浯┻^箱體， 并且在此期間，其穿過將空氣泡推入流的4個(gè)1X1X1的陶瓷板（這些通過適當(dāng)?shù)墓?yīng)商 可輕易的改變），因?yàn)榇等肟諝庥兄谂潘?。在底部的加壓空氣腔室（Ilb)以及在頂部的流 體流腔室（Ila)能夠由密封的陶瓷板分隔，并且為了方便起見，合格的標(biāo)準(zhǔn)法蘭被使用，以 便設(shè)備（1)確實(shí)能夠置于某位置，螺栓連接至，并且與空氣壓縮機(jī)一起運(yùn)轉(zhuǎn)。由于鄰近釋放 點(diǎn)（大氣壓），箱體中的壓力非常低。
[0250] 設(shè)備的一些實(shí)施例可以按線路與運(yùn)送稠細(xì)粒尾礦流體流（5)的相應(yīng)管道連接以 處理和脫水。此外，本注入設(shè)備（1)的結(jié)構(gòu)能夠用于相應(yīng)的組件以被檢查、維護(hù)和/或更 換，這是由于能夠被連接的可拆卸方式，以及能夠進(jìn)入注入設(shè)備（1)的相應(yīng)的內(nèi)部組件的 相應(yīng)通道開口（27, 67)。此外，如前所述，寬的以及長(zhǎng)的過渡殼體（11)的存在，不僅允許穿 過注入設(shè)備（1)的入口（7)從管道提供的稠細(xì)粒尾礦的流體流（5)減速，而且允許此類流 體流（5)花費(fèi)更多的時(shí)間與至少一個(gè)界面（13)配合，以使合適的細(xì)小氣泡（例如，細(xì)小空 氣（3a)泡）能夠注入流體流（5)中以促使稠細(xì)粒尾礦的脫水。此外，入口（7)與過渡殼體 (11)的主體部分（14)之間的以及過渡殼體（11)的主體部分（14)與出口（9)之間的斜坡 (49, 59)的存在，允許穩(wěn)步的并且提高在過渡殼體（11)內(nèi)流體流（5)的配合，用于進(jìn)一步促 使流過注入設(shè)備（1)的稠細(xì)粒尾礦的脫水的增強(qiáng)。
[0251] 本注入設(shè)備（1)不限于較低的空氣腔室（Ilb)以及上面的流體腔室（Ila)的存 在，其中，其他合適的結(jié)構(gòu)可以提供用于注入設(shè)備（1)，其中至少一個(gè)界面（13)會(huì)提供適當(dāng) 的邊界在用以處理的稠細(xì)粒尾礦的給定的流體流（5)與穿過上述的至少一個(gè)合適的界面 (13)以提供諸如壓縮空氣（3a)的合適的細(xì)小氣泡（3)至流體流（5)中的相鄰的或臨近的 氣體⑶腔室之間.
[0252] 示例與實(shí)驗(yàn)
[0253] 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以測(cè)量氣體更具體的壓縮空氣注入MFT的按線路流體流的效果，以減少 MFT的水含量。具體劑量的聚合絮凝劑加入流體流以進(jìn)一步協(xié)助聚合物添加點(diǎn)的脫水。聚 合物添加點(diǎn)可以是聚合物加入MFT的點(diǎn)。此點(diǎn)可以是空氣注入流體流之前、期間或者剛剛 過后。
[0254] 在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中，控制的變量是引入流體流中的給定壓力（psi)的壓縮空氣。在以 每百萬的部分測(cè)量的劑量的范圍內(nèi)，聚合物也可以加入流體流中。對(duì)于給定空氣壓力的每 個(gè)劑量，來自流體流（5)的凈水釋放（麗1?，以％表示）以及所處理的MFT (tMFT)的屈服應(yīng) 力（以Pa表示）被測(cè)量。一般來說，并且對(duì)于本說明書的目的，"NWR"是稠細(xì)粒尾礦的初 始固體與一定排水時(shí)間后所處理以及排水的稠細(xì)粒尾礦的固體之間的水差測(cè)量。例如，排 水時(shí)間可以是24小時(shí)，12小時(shí)或者20分鐘，或者用于領(lǐng)域中排水的另一代表時(shí)間的期間。 可以計(jì)算NWR如下：
[0255] NWR =(水的回收量-絮凝劑中添加水的量）八初始稠細(xì)粒尾礦含水量）
[0256] 水量通?；隗w積測(cè)量。在初始稠細(xì)粒尾礦中水的體積可以使用瑪西實(shí)驗(yàn)（Marcy Scale test)確定，并且水的回收量可以通過從干燥實(shí)驗(yàn)中獲得的所處理的稠細(xì)粒尾礦中 確定的固體含量來確定。其他試驗(yàn)方法可以被使用，諸如，快速體積方法，此方法從處理的 樣品中測(cè)量釋放水的體積并且從處理的數(shù)據(jù)中確定處理的稠細(xì)粒尾礦固體，使獲得更常規(guī) 的數(shù)據(jù)，例如，以小時(shí)為單位。
[0257] NWR實(shí)驗(yàn)可以使用所處理的稠細(xì)粒尾礦樣品的及時(shí)排水來進(jìn)行，用于大約20分鐘 的排水時(shí)間。在這一方面，為了最佳的劑量范圍以及良好的絮凝，20分鐘的放水量大約是 12至24小時(shí)期間發(fā)生的放水量的80%。對(duì)于劑量不足或者過量的樣品，20分鐘內(nèi)的放水 量大約是12至24小時(shí)期間發(fā)生的放水量的20 %至60%。因此，20分鐘的NWR實(shí)驗(yàn)過后是 更長(zhǎng)的NWR實(shí)驗(yàn)，例如，12小時(shí)的排水時(shí)間，這可以使用水的體積或固體含量的測(cè)量方法。 還應(yīng)該注意的是，本文所描述的實(shí)驗(yàn)室以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)采用的是一定體積24小時(shí)NWR實(shí)驗(yàn)。
[0258] 使用的與MFT相關(guān)的"處理的"應(yīng)理解為意味著MFT已進(jìn)行了空氣（3a)注入以及 聚合物劑量（81)添加，本文稱為tMFT。在給定的空氣壓力用于每個(gè)聚合物劑量（81)的所 測(cè)量的NWR以及tMFT屈服應(yīng)力與比較值相比較，比較值是當(dāng)不執(zhí)行空氣注入并且僅添加聚 合物劑量（81)時(shí)的NWR，聚合物劑量（81)以及tMFT屈服應(yīng)力。在空氣添加時(shí)還進(jìn)行了對(duì) MFT絮凝的特性的目視觀測(cè)。
[0259] 對(duì)于各種聚合物劑量（81)在30psi注入壓縮空氣（3a)的結(jié)果被提供在圖39中。 當(dāng)沒有空氣（3a)注入時(shí)，最佳的聚合物劑量（81)大約是1105ppm，其所提供的NWR大約為 23%并且tMFT屈服應(yīng)力大約為120Pa。圖39示出30psi的空氣（3a)注入，在較低的劑量 (81)獲得更高的NWR，并且導(dǎo)致更低的tMFT屈服應(yīng)力。在30psi最佳的劑量（81)大約是 991ppm(其比比較值低大約114ppm)，并且其所提供的NWR大約為26%并且tMFT屈服應(yīng)力 大約為53Pa。此外，在空氣排入流體流（5)時(shí)沒有觀測(cè)到飛濺，也沒有觀測(cè)到任何顯著的波 動(dòng)。還是目視觀測(cè)到的是，當(dāng)無空氣注入時(shí)，與所觀測(cè)的絮凝的MFT相比絮凝的tMFT更弱。
[0260] 對(duì)于各種聚合物劑量（81)在50psi注入壓縮空氣（3a)的結(jié)果被提供在圖40中。 當(dāng)沒有空氣（3a)注入時(shí)，最佳的聚合物劑量（81)以及導(dǎo)致的NWR和tMFT屈服應(yīng)力與圖39 所描述的相同。圖40示出在50psi的空氣（3a)注入，在較低的劑量（81)獲得更高的NWR， 并且導(dǎo)致更低的tMFT屈服應(yīng)力。在50psi最佳的劑量（81)大約是1016ppm(其比比較值 低大約89ppm)，并且其所提供的NWR大約為30 %并且tMFT屈服應(yīng)力大約為48Pa。此外，在 排入時(shí)沒有觀測(cè)到飛濺，也沒有觀測(cè)到任何顯著的波動(dòng)。當(dāng)無空氣注入時(shí)，與所觀測(cè)的這些 相比絮凝的tMFT更弱。所觀測(cè)的材料在四個(gè)排放止口處非常相似。
[0261] 對(duì)于各種聚合物劑量（81)在70psi注入壓縮空氣（3a)的結(jié)果被提供在圖41中。 當(dāng)沒有空氣（3a)注入時(shí)，最佳的聚合物劑量（81)以及導(dǎo)致的NWR和tMFT屈服應(yīng)力與圖39 所描述的相同。圖41示出在70psi的空氣（3a)注入，在較低的劑量（81)獲得較低的NWR， 并且導(dǎo)致更低的tMFT屈服應(yīng)力。初步結(jié)果表明，在70psi，在劑量（81)與比較值可能的差 別大約為140ppm。在此劑量水平，在tMFT屈服應(yīng)力大約為48Pa時(shí)獲得的最高的NWR大約 為18%。還進(jìn)行了下面的目視觀測(cè)：tMFT似乎非常大的切變并且具有很小力的"流"。此 夕卜，沒有觀測(cè)到飛濺，也沒有觀測(cè)到任何顯著的波動(dòng)。
[0262] 對(duì)于各種聚合物劑量（81)在90psi注入壓縮空氣（3a)的結(jié)果被提供在圖42中。 當(dāng)沒有空氣（3a)注入時(shí)，最佳的聚合物劑量（81)以及導(dǎo)致的NWR和tMFT屈服應(yīng)力與圖39 所描述的相同。圖42示出在90psi的空氣（3a)注入，在較低的劑量（81)獲得較低的NWR， 并且導(dǎo)致更低的tMFT屈服應(yīng)力。這沒有確定最佳劑量（81)，但初步結(jié)果表明，在90psi， 在劑量（81)與比較值可能的差別大約為138ppm。在此劑量水平，在tMFT屈服應(yīng)力大約為 45Pa時(shí)獲得的最高的NWR大約為23%。還進(jìn)行了下面的目視觀測(cè)：在排出時(shí)觀測(cè)到飛濺并 且氣穴是可見的。從止口處可見出現(xiàn)的空氣?？諝鈮毫Ρ徽J(rèn)為太高而沒有太大的優(yōu)勢(shì)，因 為tMFT是具有非常?。ú⑶曳浅Ｈ酰┬跄姆浅Ｏ〉牧鳌?br> [0263] 這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果總結(jié)在下表中：
[0264] 表1.初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0265]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于稠細(xì)粒尾礦脫水的工藝，包括： 注入氣體并添加絮凝劑至稠細(xì)粒尾礦流中以產(chǎn)生包括水和絮凝物的一種氣體和絮凝 劑處理的流；以及 釋放該氣體和絮凝劑處理的流在干燥站中以允許水從該絮凝物中分離并釋放。
2. 如權(quán)利要求1所述的工藝，其中，以一定量注入該氣體足以增加在該干燥站所釋放 的水。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的工藝，其中，以一定量注入該氣體足以減少用于獲得該氣體 和絮凝劑處理流的絮凝劑量。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的工藝，其中，該氣體包括空氣。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的工藝，其中，在壓力介于大約IOpsi與IOOpsi之 間時(shí)，注入該氣體。
6. 如權(quán)利要求5所述的工藝，其中，在壓力介于大約30psi與90psi之間時(shí)，注入該氣
7. 如權(quán)利要求5所述的工藝，其中，在壓力低于壓力閾值時(shí)注入該氣體，以便與無空氣 注入時(shí)相比獲得增加釋放水量。
8. 如權(quán)利要求7所述的工藝，其中，在壓力介于25psi與55psi之間時(shí)，注入該氣體。
9. 如權(quán)利要求8所述的工藝，其中，在壓力介于30psi與50psi之間時(shí)，注入該氣體。
10. 如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的工藝，其中，在添加該絮凝劑時(shí)，該稠細(xì)粒尾礦有 介于大約5psi與30psi之間的管道壓力。
11. 如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的工藝，其中，被添加的該絮凝劑作為包括溶解絮 凝劑的水溶液。
12. 如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的工藝，其中，在注入該氣體之前，該絮凝劑加入 該稠細(xì)粒尾礦中。
13. 如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的工藝，其中，當(dāng)注入該氣體時(shí)，該絮凝劑加入該 稠細(xì)粒尾礦中。
14. 如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的工藝，其中，在注入該氣體之后，該絮凝劑加入 該稠細(xì)粒尾礦中。
15. 如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的工藝，其中，該絮凝劑包括高分子量陰離子聚合 絮凝劑。
16. 如權(quán)利要求15所述的工藝，其中，在粘土的基礎(chǔ)上，以大約500ppm與1500ppm的劑 量，該聚合絮凝劑加入該稠細(xì)粒尾礦中。
17. 如權(quán)利要求16所述的工藝，其中，在總固體的基礎(chǔ)上，該劑量介于大約600ppm與 2200ppm 之間。
18. 如權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的工藝，還包括在注入該氣體以及添加該絮凝劑 之前篩選該稠細(xì)粒尾礦，以去除其中的粗殘?jiān)?br> 19. 如權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的工藝，其中，該稠細(xì)粒尾礦包括油砂稠細(xì)粒尾 礦。
20. 如權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的工藝，其中，從尾礦池中獲得的稠細(xì)粒尾礦作為 熟化的細(xì)尾礦。
21. -種用于稠細(xì)粒尾礦脫水的系統(tǒng)，包括： 流體傳輸組件，其用于提供稠細(xì)粒尾礦流體流； 氣體注入設(shè)備，其用于將氣體注入該流體流中以產(chǎn)生氣體處理的流體； 混合器，其用于將絮凝劑混入該流體流中；以及 干燥站，其用于接收包括水和絮凝物的一種氣體和絮凝劑處理的混合物，此干燥站允 許水從該絮凝物中分離/或者蒸發(fā)。
22. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，該氣體注入設(shè)備配置成以一定量注入氣體足以 增加在該工作站所釋放的水。
23. 如權(quán)利要求21或22所述的系統(tǒng)，其中，該氣體注入設(shè)備以一定量注入氣體足以減 少用于獲得混合物的該絮凝劑的量。
24. 如權(quán)利要求21至23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，該氣體注入設(shè)備配置成注入空氣。
25. 如權(quán)利要求21至24中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，該氣體注入設(shè)備配置成注入的氣 體介于大約IOpsi與IOOpsi之間。
26. 如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中，該氣體注入設(shè)備配置成注入的氣體介于大約 30psi 與 90psi 之間。
27. 如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中，注入氣體的壓力低于壓力閾值以便與無空氣注 入時(shí)相比獲得增加釋放水量。
28. 如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，在壓力介于25psi與55psi之間時(shí)，注入該氣體。
29. 如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中，在壓力介于30psi與50psi之間時(shí)，注入該氣體。
30. 如權(quán)利要求21至29中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，該混合器配置成在該氣體注入設(shè) 備注入該氣體之前將該絮凝劑混入該流體流中。
31. 如權(quán)利要求21至30中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，該混合器配置成當(dāng)該氣體注入設(shè) 備注入該氣體時(shí)將該絮凝劑混入該流體流中。
32. 如權(quán)利要求21至31中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，該混合器配置成在該氣體注入設(shè) 備注入該氣體之后將該絮凝劑混入該流體流中。
33. 如權(quán)利要求21至32中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，該絮凝劑包括高分子量陰離子聚 合絮凝劑。
34. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，在粘土的基礎(chǔ)上，以大約500ppm與1500ppm之間 的劑量，該混合器將該聚合絮凝劑混入該氣體處理的流體中。
35. 如權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中，在總固體的基礎(chǔ)上，以大約600ppm與2200ppm之 間的劑量，該混合器將該聚合絮凝劑混入該氣體處理的流體中。
36. 如權(quán)利要求21至35中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，該稠細(xì)粒尾礦包括油砂稠細(xì)粒尾 礦。
37. 如權(quán)利要求21至36中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，從尾礦池中獲得的稠細(xì)粒尾礦作 為熟化的細(xì)尾礦。
38. -種用于處理稠細(xì)粒尾礦的氣體注入設(shè)備，包括： 入口，其用于接收稠細(xì)粒尾礦； 出口，其用于釋放氣體處理的尾礦；以及 氣體注射器，其置于該入口與該出口之間，該氣體注射器配置成將氣體注入該稠細(xì)粒 尾礦以產(chǎn)生足夠的氣體處理的尾礦以便于該稠細(xì)粒尾礦的絮凝和脫水。
39. 如權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其中，該氣體注射器包括置于該入口和該出口之間的 過渡殼體，該過渡殼體包括第一腔室與第二腔室之間的分隔該過渡殼體的至少一個(gè)界面， 進(jìn)入該入口的該稠細(xì)粒尾礦在從該出口排出之前允許游歷該第一腔室，該氣體在該第二腔 室內(nèi)加壓，該至少一個(gè)界面配置為允許該氣體從該第二腔室被引入該第一腔室中的該稠細(xì) 粒尾礦。
40. 如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中，該過渡殼體包括有基本上圓形橫截面的入口以 及基本上矩形橫截面的主體部分。
41. 如權(quán)利要求39或40所述的設(shè)備，其中，該過渡殼體包括有基本上圓形橫截面的出
42. 如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中，該過渡殼體包括頂板和底板，以及一對(duì)對(duì)置的側(cè) 板，以便提供具有至少一個(gè)基本上矩形橫截面的該過渡殼體。
43. 如權(quán)利要求39至42中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該過渡殼體包括側(cè)面管口板，其設(shè) 置用于接收來自加壓氣體源的該氣體的管口。
44. 如權(quán)利要求43所述的設(shè)備，其中，該管口設(shè)置在可拆卸安裝在該側(cè)面管口板的對(duì) 應(yīng)開口上的側(cè)面管口蓋上。
45. 如權(quán)利要求44所述的設(shè)備，包括可拆卸安裝在該側(cè)面管口板開口的輪輞與該側(cè)面 管口蓋之間以提供密封的管口板墊圈。
46. 如權(quán)利要求39至45中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該過渡殼體包括配置成接收至少 一個(gè)界面的界面板。
47. 如權(quán)利要求46所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括可拆卸安裝至該過渡殼體的該界面板上用 于接收該至少一個(gè)界面的擴(kuò)散框架。
48. 如權(quán)利要求47所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括可拆卸安裝至該擴(kuò)散框架上用于固定該至 少一個(gè)界面至所述擴(kuò)散框架的擴(kuò)散蓋。
49. 如權(quán)利要求46所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括可拆卸安裝于該界面板與該擴(kuò)散框架之間 以提供密封的界面墊圈。
50. 如權(quán)利要求39至49中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該過渡框架包括通道開口，并且其 中所述設(shè)備包括可拆卸安裝至該過渡殼體用于覆蓋所述通道開口的殼體蓋。
51. 如權(quán)利要求50所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括可拆卸安裝于該過渡殼體的該通道開口的 輪輞與殼體蓋之間以提供密封的殼體墊圈。
52. 如權(quán)利要求39至51中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該過渡殼體進(jìn)一步包括大約置于 該入口處的面板。
53. 如權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其中，該過渡殼體進(jìn)一步包括一對(duì)前角板，每個(gè)前角板 在面板與對(duì)應(yīng)的側(cè)面之間延伸。
54. 如權(quán)利要求39至53中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該過渡殼體包括在該第二腔室內(nèi) 延伸的用于支撐該至少一個(gè)界面的前支撐板和后支撐板。
55. 如權(quán)利要求54所述的設(shè)備，其中，該過渡殼體包括從該入口的底部延伸至該前支 撐板上部的前頂斜坡，并且進(jìn)一步包括從該后支撐板的上部延伸至該出口的底部的后頂斜 坡。
56. 如權(quán)利要求39至55中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該過渡殼體進(jìn)一步包括大約置于 該出口處的端板。
57. 如權(quán)利要求56所述的設(shè)備，其中，該過渡殼體進(jìn)一步包括一對(duì)后角板，每個(gè)后角板 在該端板與對(duì)應(yīng)的側(cè)板之間延伸。
58. 如權(quán)利要求50所述的設(shè)備，其中，該殼體蓋通過吊耳可拆卸地固定至該過渡殼體 的頂板。
59. 如權(quán)利要求58所述的設(shè)備，其中，該吊耳安裝至該過渡殼體的角板上。
60. 如權(quán)利要求39至59中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該至少一個(gè)界面包括至少一個(gè)擴(kuò) 散板。
61. 如權(quán)利要求60所述的設(shè)備，其中，該至少一個(gè)擴(kuò)散板由陶瓷構(gòu)成。
62. 如權(quán)利要求61所述的設(shè)備，其中，該至少一個(gè)界面包括多個(gè)陶瓷擴(kuò)散板，并且其 中，所述設(shè)備的板、框架以及墊圈根據(jù)該陶瓷擴(kuò)散板配置。
63. 如權(quán)利要求62所述的設(shè)備，其中，所述多個(gè)陶瓷擴(kuò)散板包括4個(gè)陶瓷擴(kuò)散板。
64. 如權(quán)利要求38至63中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該入口或者該出口與用于將絮凝 劑混入該稠細(xì)粒尾礦的混合器流體連通。
65. 如權(quán)利要求64所述的設(shè)備，其中，該入口與該混合器流體連通。
66. 如權(quán)利要求38至63中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該氣體注射器被配置成與用于將 絮凝劑混入該稠細(xì)粒尾礦的混合器足夠接近，以使該氣體和該絮凝劑同時(shí)注入該稠細(xì)粒尾 礦中。
67. 如權(quán)利要求65所述的設(shè)備，其中，該絮凝劑包括高分子量陰離子聚合絮凝劑。
68. 如權(quán)利要求39至67中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該過渡殼體在該入口與該出口之 間有不同配置的橫截面。
69. 如權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其中，該氣體注射器圍繞該稠細(xì)粒尾礦流外圍安裝其 上面，以便在其中引入該氣體。
70. 如權(quán)利要求69所述的設(shè)備，其中，該入口經(jīng)由圓柱入口管接收該稠細(xì)粒尾礦，并且 該出口經(jīng)由圓柱出口管排出該氣體處理的稠細(xì)粒尾礦。
71. 如權(quán)利要求70所述的設(shè)備，其中，該氣體注射器是環(huán)形并且與該圓柱入口管以及 該圓柱出口管基本上同軸安裝，以便沿多個(gè)徑向軌跡將該氣體引入該稠細(xì)粒尾礦流。
72. 如權(quán)利要求71所述的設(shè)備，其中，該氣體注射器包括圓形法蘭。
73. 如權(quán)利要求73所述的設(shè)備，其中，該圓形法蘭包括限定圓形通道的輪輞，該圓形通 道有允許該稠細(xì)粒尾礦流穿過的內(nèi)徑。
74. 如權(quán)利要求72所述的設(shè)備，其中，該圓形法蘭進(jìn)一步包括： 分配腔室，其周向地配置在輪輞內(nèi)用于接收該氣體以引入該稠細(xì)粒尾礦中；以及 孔，其周向地圍繞輪輞定位并與該分配腔室流體連通用于接收該氣體并將該氣體引入 該稠細(xì)粒尾礦流中。
75. 如權(quán)利要求74所述設(shè)備，其中，該孔被配置為向內(nèi)并圍繞輪輞布置在有規(guī)則間隔 的位置，以便朝該稠細(xì)粒尾礦流的中心注入該氣體。
76. 如權(quán)利要求75所述的設(shè)備，其中，每個(gè)間隔位置包括至少兩個(gè)被定位的孔，以便隨 著該至少兩個(gè)孔從該分配腔室朝該稠細(xì)粒尾礦流延伸朝向彼此呈錐形。
77. 如權(quán)利要求38至76中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該稠細(xì)粒尾礦包括油砂稠細(xì)粒尾 礦。
78. 如權(quán)利要求38至77中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該氣體注射器包括尺寸小于大約 1. 5暈米的氣體注射孔。
79. 如權(quán)利要求78所述的設(shè)備，其中，該氣體注射孔的尺寸介于大約1毫米與大約1. 5 毫米之間。
80. -種用于絮凝稠細(xì)粒尾礦減少絮凝劑劑量的方法包括將有效量的氣體注入該稠細(xì) 粒尾礦中。
81. 如權(quán)利要求80所述的方法，其中，該稠細(xì)粒尾礦絮凝之前、之后或期間，執(zhí)行注入 該氣體。
82. 如權(quán)利要求80或81所述的方法，其中，該稠細(xì)粒尾礦包括油砂稠細(xì)粒尾礦。
83. 如權(quán)利要求80至82中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該氣體的注入以及該絮凝劑的劑 量被進(jìn)一步提供，以便與無氣體注入時(shí)相比，增加從絮凝的稠細(xì)粒尾礦中的釋放水量。
84. 如權(quán)利要求80至83中任一項(xiàng)所述的方法，其中，氣體壓力介于30psi與90psi之 間時(shí)，執(zhí)行該氣體注入。
85. -種通過絮凝劑加入稠細(xì)粒尾礦增加從所獲得的絮凝的稠細(xì)粒尾礦中的釋放水量 的方法，包括：將有效量的氣體注入該稠細(xì)粒尾礦中和/或絮凝的稠細(xì)粒尾礦中。
86. 如權(quán)利要求85所述的方法，其中，該稠細(xì)粒尾礦絮凝之前、之后或者期間，執(zhí)行注 入該氣體。
87. 如權(quán)利要求85或86所述的方法，其中，該稠細(xì)粒尾礦包括油砂稠細(xì)粒尾礦。
88. 如權(quán)利要求85至87中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該氣體壓力低于大約55psi的閾 值時(shí)，注入該氣體。
89. 如權(quán)利要求85至88中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該氣體壓力介于大約25psi與大 約55psi之間時(shí)，注入該氣體。
90. 如權(quán)利要求89所述的方法，其中，空氣壓力介于大約30psi與大約50psi之間時(shí)， 注入該氣體。
【文檔編號(hào)】B01D21/01GK104519974SQ201380041640
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月21日
【發(fā)明者】A.雷文頓, A.桑切斯, T.巴格, J.伊斯特伍德 申請(qǐng)人:桑科能源股份有限公司