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摘 要：油砂实际上是一种极其重要的油气资源体系，其中所涉及到的分离技术已经成为了目前国内外研究学者的研究重点。本篇文章主要针对目前世界上最为重要的油砂分离技术进行了分析，着重分析了水基提取技术的发展状态，以期为我国油砂分离工作的完善做出贡献。
关键词：油砂；水基提取；沥青；原子力显微镜
引言
在进行石油开采的过程中，油砂所涉及到的开采方式和传统石油开采工作有着较大的差异性，就现目前来说，开采技术最为成熟的方式有两种，一种是使用蒸汽辅助重力驱的方式来针对深埋的油砂进行原位分离处理；第二种便是在距离地面位置较近的油砂贮藏区通过露天法进行开采。而露天开采措施使用最为广泛的分离提取技术，便是水基提取技术，通过该技术能够将油砂中90%的沥青油采出。下文主要针对谁集体去技术用语油砂分离的研究进展进行了全面详细的探讨。
1 油砂的结构特点及其水基提取的基本原理
按照目前油砂矿藏的沙粒表面来看，可以划分成为油湿性油砂、水湿性油砂、中性油砂等几种形式，一般来说，水湿性油砂中所呈现出的固体组成有着较为良好的润湿特征，通常学者认为沥青油和沙粒层间位置，由于双电层斥力影响下，形成了稳定的水膜，进而衍生出了水湿性油砂。但这一原理目前还没有完全证实。
水湿性油砂在进行开采的过程中，主要就是使用水基提取技术执行相应的分离回收处理工作，而在使用该技术的过程中，其中有两个至关重要的环节：首先，要先针对水相体系中所存在的沥青油直接从沙粒表面上进行脱落处理；之后，脱附下来的沥青油便和鼓入到其中的气泡紧密的结合起来，进而上浮到水面位置上，在这一情况下便可以对沥青泡沫进行收集。而油砂的水基分离处理是，通常都是在弱碱性的热水中来进行，在这一环境中，沥青油本身的漂浮性大幅度降低，并且逐渐开始在沙砾的表面位置上，形成沥青油滴，进而逐渐从固体上完全脱落。在这其中，沥青油表现出的脱落难易程度，完全是由油砂、水、油这几个部分呈现出的张力决定的。由于沥青油本身和水所呈现出的密度是基本相同的，那么沙粒之上脱落下来的沥青油滴，也就必须要和鼓入气泡结合起来之后，才能够形成沥青泡沫。实际上在整个收集处理过程中，沥青油会由于浮选、脱附的影响，导致回收率以及最终品质被直接干扰。
2 影响油砂水基提取过程的重要因素
2.1油砂自身特性与水基提取的重要关系
大量的工业实践证明了，油砂之中的沙粒、固体物质表面的湿润性来决定油砂是否能够利用水基提取技术确定分离回收的技术与否。从研究数据来看，当沙粒的表面在拥有了良好的湿润性之后，才能够更加方便的从沙粒上脱离下来，达到较高的回收率结果。学者在进行研究的过程中，他们主要是从不同品味中的油砂矿中进行沙粒、固体微粒的提取，并且通过模具直接将其压缩成为饼状形式，进而测量了表面水滴渗漏所需的具体时间。如果说呈现出的渗透时间较短，那么就代表着其亲水性较强，但如果说渗透时间较长，那么其疏水性也就更强。
油砂的水基提取通常是在弱碱性环境中进行的，碱性环境对油砂分离的影响是多方而的。水溶液中沥青油在固体表而上的亲润性研究表明，当溶液pH增大时沥青油滴在固体表而上的接触角增大（油相内角度），即pH的增大使油和固体表而的接触而积变小，因而有利于油一固间的分离口〕。然而，pH的增大却会同时使水溶液中气泡在沥青油表而上的接触角增大（气相中角度），这使气泡不易于在沥青油表而上瓢附，因而影响沥青油的浮选，导致回收率降低。研究表明，为了平衡这一矛盾，达到油砂的最佳分离回收效率，工业上油砂水基分离体系的pH约为8.5pH溶液对水溶液中沥青油在固体表而上的亲润性及气泡在沥青油表而上的润湿性的影响是通过改变沥青油、固体及气泡表而的物理化学性质而实现的。溶液pH的升高可以使沥青油及固体表而的Zeta电位变得更负，因而增加他们之间的排斥作用，使其易于分离。
2.2分离过程中的应用研究
原子力显微镜胶体探针技术己经广泛用于溶液体系中测量微粒间或微粒与固体表而间的作用力行为。油砂水基分离是一个复杂的过程，体系中涉及到多种微粒间的相互作用，其作用方式及行为对最终沥青油的回收率及品质具有重要的影响，油砂研究小组在这方而做了开拓性的工作。用亲水性的硼硅酸盐玻璃球（直径约8pm）代表油砂中的固体沙粒研究了水溶液物理化学条件对玻璃球IT青油间相互作用行为的重要影响。研究发现在高pH（pH=8.2ph-10.5）水溶液中玻璃球和沥青表而相互靠近时产生很强的长程排斥作用力，两者分离时没有产生瓢着力；而随着pH的降低（pH=5.7），长程排斥作用力减弱，同时产生瓢着力；当溶液变为较强的酸性环境时（pH=3.5），长程排斥作用转变为吸引力，瓢着力也显著增强，表明酸性环境不利于油砂的分离。不同溶液条件下油抄间作用行为的变化与pH对两者表而Zeta电位的影响有关。他们进一步研究了Caz的添加对玻璃球-沥青间作用行为的重要影响，结果表明在溶液pH=8.2的条件下，随着Caz浓度的增大，两者间的排斥作用大大减弱，而瓢着力显著增强，这是不利于油砂分离的。
目前世界上油砂油产量的55-60%使用露天开采水基提取的方法。工业上用水基提取技术生产油砂油主要包括开采提取分离、沥青泡沫处理、沥青改质、废水处理及能源物质供给系统几个部分。油砂的开采和运输目前多使用巨型的电力铁锹和卡车，油砂被运输到提取分离工厂后首先进行破碎，与热水或温水及各种化学添加剂混匀调浆，筛网移除岩石后用水利运输方式运送到大型的沉降池中进行固液分离。油砂泥浆（slurry）在水利运输过程中，油砂进行分离，脱附的沥青油与气泡结合，在沉降池的上部撇出沥青泡沫，泥沙沉降到底部，中间泥浆水仍含有部分未脱附的沥青，则进一步进行二次浮选。沥青泡沫脱气并经处理去水除沙后进行沥青改质。最后的尾矿废水经过沉降处理其中的泥沙及悬浮微粒后则被再次循环利用于油砂的分离。
3 结语
综上所述，我国现阶段实际上并没有极为成熟的油砂开采分离技术，那么在未来发展的过程中，相关的专业人员就应当要针对油砂矿所涉及到的组成、结构、性能评价等多个不同的环节加以研究，找出真正适合我国使用的油砂矿体分离技术体系。在这其中，水基提取技术作为一种世界上使用较为广泛的分离技术，相关的研究人员务必要针对其进行深入的研究，并且与我国多方面情况紧密结合起来，创造出更加完善、成熟的分离技术，这对于我国的油砂工业体系发展来说，起到了至关重要的作用。
参考文献
[1] 郑德温，方朝合，李剑，葛稚新，王义凤. 油砂开采技术和方法综述[J]. 西南石油大学学报（自然科学版）. 2008（06）
[2] 单玄龙，车长波，李剑，范超颖，臧春艳，王清斌. 国内外油砂资源研究现状[J]. 世界地质. 2007（04）
[3] 孙微微，赵德智，孙明珠.油砂及其分离方法[J]. 化工文摘. 2007（05）
关键词：油砂；水基提取；沥青；原子力显微镜
引言
在进行石油开采的过程中，油砂所涉及到的开采方式和传统石油开采工作有着较大的差异性，就现目前来说，开采技术最为成熟的方式有两种，一种是使用蒸汽辅助重力驱的方式来针对深埋的油砂进行原位分离处理；第二种便是在距离地面位置较近的油砂贮藏区通过露天法进行开采。而露天开采措施使用最为广泛的分离提取技术，便是水基提取技术，通过该技术能够将油砂中90%的沥青油采出。下文主要针对谁集体去技术用语油砂分离的研究进展进行了全面详细的探讨。
1 油砂的结构特点及其水基提取的基本原理
按照目前油砂矿藏的沙粒表面来看，可以划分成为油湿性油砂、水湿性油砂、中性油砂等几种形式，一般来说，水湿性油砂中所呈现出的固体组成有着较为良好的润湿特征，通常学者认为沥青油和沙粒层间位置，由于双电层斥力影响下，形成了稳定的水膜，进而衍生出了水湿性油砂。但这一原理目前还没有完全证实。
水湿性油砂在进行开采的过程中，主要就是使用水基提取技术执行相应的分离回收处理工作，而在使用该技术的过程中，其中有两个至关重要的环节：首先，要先针对水相体系中所存在的沥青油直接从沙粒表面上进行脱落处理；之后，脱附下来的沥青油便和鼓入到其中的气泡紧密的结合起来，进而上浮到水面位置上，在这一情况下便可以对沥青泡沫进行收集。而油砂的水基分离处理是，通常都是在弱碱性的热水中来进行，在这一环境中，沥青油本身的漂浮性大幅度降低，并且逐渐开始在沙砾的表面位置上，形成沥青油滴，进而逐渐从固体上完全脱落。在这其中，沥青油表现出的脱落难易程度，完全是由油砂、水、油这几个部分呈现出的张力决定的。由于沥青油本身和水所呈现出的密度是基本相同的，那么沙粒之上脱落下来的沥青油滴，也就必须要和鼓入气泡结合起来之后，才能够形成沥青泡沫。实际上在整个收集处理过程中，沥青油会由于浮选、脱附的影响，导致回收率以及最终品质被直接干扰。
2 影响油砂水基提取过程的重要因素
2.1油砂自身特性与水基提取的重要关系
大量的工业实践证明了，油砂之中的沙粒、固体物质表面的湿润性来决定油砂是否能够利用水基提取技术确定分离回收的技术与否。从研究数据来看，当沙粒的表面在拥有了良好的湿润性之后，才能够更加方便的从沙粒上脱离下来，达到较高的回收率结果。学者在进行研究的过程中，他们主要是从不同品味中的油砂矿中进行沙粒、固体微粒的提取，并且通过模具直接将其压缩成为饼状形式，进而测量了表面水滴渗漏所需的具体时间。如果说呈现出的渗透时间较短，那么就代表着其亲水性较强，但如果说渗透时间较长，那么其疏水性也就更强。
油砂的水基提取通常是在弱碱性环境中进行的，碱性环境对油砂分离的影响是多方而的。水溶液中沥青油在固体表而上的亲润性研究表明，当溶液pH增大时沥青油滴在固体表而上的接触角增大（油相内角度），即pH的增大使油和固体表而的接触而积变小，因而有利于油一固间的分离口〕。然而，pH的增大却会同时使水溶液中气泡在沥青油表而上的接触角增大（气相中角度），这使气泡不易于在沥青油表而上瓢附，因而影响沥青油的浮选，导致回收率降低。研究表明，为了平衡这一矛盾，达到油砂的最佳分离回收效率，工业上油砂水基分离体系的pH约为8.5pH溶液对水溶液中沥青油在固体表而上的亲润性及气泡在沥青油表而上的润湿性的影响是通过改变沥青油、固体及气泡表而的物理化学性质而实现的。溶液pH的升高可以使沥青油及固体表而的Zeta电位变得更负，因而增加他们之间的排斥作用，使其易于分离。
2.2分离过程中的应用研究
原子力显微镜胶体探针技术己经广泛用于溶液体系中测量微粒间或微粒与固体表而间的作用力行为。油砂水基分离是一个复杂的过程，体系中涉及到多种微粒间的相互作用，其作用方式及行为对最终沥青油的回收率及品质具有重要的影响，油砂研究小组在这方而做了开拓性的工作。用亲水性的硼硅酸盐玻璃球（直径约8pm）代表油砂中的固体沙粒研究了水溶液物理化学条件对玻璃球IT青油间相互作用行为的重要影响。研究发现在高pH（pH=8.2ph-10.5）水溶液中玻璃球和沥青表而相互靠近时产生很强的长程排斥作用力，两者分离时没有产生瓢着力；而随着pH的降低（pH=5.7），长程排斥作用力减弱，同时产生瓢着力；当溶液变为较强的酸性环境时（pH=3.5），长程排斥作用转变为吸引力，瓢着力也显著增强，表明酸性环境不利于油砂的分离。不同溶液条件下油抄间作用行为的变化与pH对两者表而Zeta电位的影响有关。他们进一步研究了Caz的添加对玻璃球-沥青间作用行为的重要影响，结果表明在溶液pH=8.2的条件下，随着Caz浓度的增大，两者间的排斥作用大大减弱，而瓢着力显著增强，这是不利于油砂分离的。
目前世界上油砂油产量的55-60%使用露天开采水基提取的方法。工业上用水基提取技术生产油砂油主要包括开采提取分离、沥青泡沫处理、沥青改质、废水处理及能源物质供给系统几个部分。油砂的开采和运输目前多使用巨型的电力铁锹和卡车，油砂被运输到提取分离工厂后首先进行破碎，与热水或温水及各种化学添加剂混匀调浆，筛网移除岩石后用水利运输方式运送到大型的沉降池中进行固液分离。油砂泥浆（slurry）在水利运输过程中，油砂进行分离，脱附的沥青油与气泡结合，在沉降池的上部撇出沥青泡沫，泥沙沉降到底部，中间泥浆水仍含有部分未脱附的沥青，则进一步进行二次浮选。沥青泡沫脱气并经处理去水除沙后进行沥青改质。最后的尾矿废水经过沉降处理其中的泥沙及悬浮微粒后则被再次循环利用于油砂的分离。
3 结语
综上所述，我国现阶段实际上并没有极为成熟的油砂开采分离技术，那么在未来发展的过程中，相关的专业人员就应当要针对油砂矿所涉及到的组成、结构、性能评价等多个不同的环节加以研究，找出真正适合我国使用的油砂矿体分离技术体系。在这其中，水基提取技术作为一种世界上使用较为广泛的分离技术，相关的研究人员务必要针对其进行深入的研究，并且与我国多方面情况紧密结合起来，创造出更加完善、成熟的分离技术，这对于我国的油砂工业体系发展来说，起到了至关重要的作用。
参考文献
[1] 郑德温，方朝合，李剑，葛稚新，王义凤. 油砂开采技术和方法综述[J]. 西南石油大学学报（自然科学版）. 2008（06）
[2] 单玄龙，车长波，李剑，范超颖，臧春艳，王清斌. 国内外油砂资源研究现状[J]. 世界地质. 2007（04）
[3] 孙微微，赵德智，孙明珠.油砂及其分离方法[J]. 化工文摘. 2007（05）