无机颗粒聚合物杂化物及其用途的制作方法

本申请要求2014年3月20日提交的美国临时专利申请61/968,201的优先权的权利，其通过引用结合到本文中。
技术领域：
本发明一般性涉及无机颗粒聚合物杂化物，其可用作絮凝剂。
背景技术：
：絮凝为悬浮于液体载体中的微观物质聚集以形成较大尺寸的簇(也称为絮凝物或薄片刨花(flakes))并且从悬浮液中出来的过程。通过向悬浮液中加入絮凝剂，可加速絮凝，其中絮凝剂与微观物质相互作用，以帮助聚集和形成从悬浮液中出来的絮凝物。絮凝可用于多种行业，例如：采矿；矿物质加工；采煤；水处理；纸浆和纸处理，例如脱墨；废水处理；土壤清洁；油气行业，例如：废油回收或残油或废水的处理；或在使用固体-水分离的任何行业。聚丙烯酰胺(PAM)聚合物已用作絮凝剂。常用于工业过程的基于PAM的絮凝剂通常具有缺点，例如：·线性PAM，其具有高分子量，在机械混合和湍流流动条件下，可能破裂成为较小的较短的聚合物分子，从而降低其效率；·通过沿着聚合物的长度掺入彼此排斥的带电荷的阴离子或阳离子单体部位，离子PAM链被伸长(虽然在PAM链上的带电荷的部位可提高与分散的物质聚集的效力，但是它们也限制聚集的颗粒可多么紧密地被吸引在一起，从而导致疏松的易碎的絮凝粒，其保留不期望量的水)；以及·基于PAM的絮凝剂可在相对窄的浓度范围内操作，在该浓度范围之外絮凝化性能降低(过度投料可导致PAM分子卷曲和降低的效力，或者可导致悬浮的固体颗粒的分散)。已制备带电荷的核和PAM的杂化物颗粒组合(参见：Yang,W.；Qian,J.；Shen,Z.AnovelflocculantofAl(OH)3-polyacrylamideionichybrid(Al(OH)3-聚丙烯酰胺离子杂化物的新型絮凝剂).J.ColloidInterfaceSci.2004，273，400-405；Wang,M.,Qian,J.,Zheng,B.andYang,W.Preparation,characteristics,andflocculationbehaviorofmodifiedpalygorskite-polyacrylamideionichybrids(改性坡缕石-聚丙烯酰胺离子杂化物的制备、特性和絮凝行为).J.Appl.Polym.Sci.2006，101，1494-1500；以及QiaoFeng等人，SynthesisofMacroporousPolyacrylamideandPoly(N-isopropylacrylamide)MonolithsviaFrontalPolymerizationandInvestigationofPoreStructureVariationofMonoliths(经由前面聚合来合成大孔聚丙烯酰胺和聚(N-异丙基丙烯酰胺)整体料以及整体料的孔结构变化的研究).ChineseJ.Polym.Sci.2009，27，747)，并且用作絮凝剂。这些颗粒包括：坡缕石-PAM颗粒、氢氧化铝-PAM颗粒和N-异丙基丙烯酰胺-PAM颗粒。Fe(OH)3核和PAM以及Al(OH)3核和PAM的杂化物颗粒组合公开于WO2012021987(PCT申请号：CA2011/050338)。所公开的颗粒通过合成金属-氢氧化物的"亚微米核"和随后亚微米核与丙烯酰胺单体聚合而形成。在WO2012021987中公开的亚微米颗粒采用Yang等人在2004年公开的程序来制备。Yang陈述该程序产生带电荷的颗粒-聚合物杂化物(CPPH)絮凝剂，该絮凝剂包括尺寸为78nm-150nm的带电荷的核和聚合的表面聚合物。发现WO2012021987的带电荷的颗粒-聚合物杂化物具有带电荷的核和与Yang的类似尺寸的聚合的表面聚合物，但是测定具有766mL/g的改性特性粘度。因此，期望提供一种具有改进的絮凝化性质的带电荷的颗粒聚合物杂化物絮凝剂，例如能在升高水平的固体或细尺寸的颗粒下絮凝，或者能形成具有高屈服应力的絮凝物。技术实现要素：本发明的发明人已发现在杂化物颗粒-聚合物絮凝剂的带电荷的核的尺寸和在固体微观物质的聚集中的性能之间存在意外的关联。认为絮凝被具有大于约150nm的核尺寸的带电荷的颗粒-聚合物杂化物絮凝剂增强。在第一方面，本发明提供了一种带电荷的颗粒-聚合物杂化物絮凝剂，含有带电荷的核颗粒，其具有约150nm-约800nm的平均尺寸并且各自具有在其上聚合的聚合物。优选地，所述带电荷的核颗粒具有约340nm-约750nm的平均尺寸，更优选地，所述带电荷的核颗粒具有约500nm-约750nm的平均尺寸。带电荷的核颗粒可包括Al(OH)3或Fe(OH)3。在所述带电荷的核颗粒上聚合的聚合物可为聚丙烯酰胺。在另一方面，提供了一种形成带电荷的颗粒-聚合物杂化物絮凝剂的方法。所述方法包括形成具有约150nm-约800nm的平均尺寸的带电荷的核颗粒；以及在所述带电荷的核颗粒上聚合单体。形成带电荷的核颗粒可包括使碳酸铵与金属氯化物反应，并且可优选包括选择碳酸铵与金属氯化物之间的比率，以控制所述金属氢氧化物颗粒的尺寸。优选地，带电荷的核颗粒具有约340nm-约750nm的平均尺寸，更优选带电荷的核颗粒具有约500nm-约750nm的平均尺寸。在再另一方面，提供了一种从其悬浮液分离细固体的方法。所述方法包括向悬浮液加入根据本公开的带电荷的颗粒聚合物杂化物以产生絮凝粒和上清液，以及从所述上清液分离产生的絮凝粒。不希望束缚于理论，本发明的作者认为絮凝化效力为絮凝剂颗粒的尺寸相对于待从悬浮液除去的固体尺寸的应变量(function)。认为对于给定尺寸的固体，使用太小的絮凝剂颗粒导致降低的效力，因为当絮凝剂颗粒的尺寸降低时，絮凝剂颗粒和待从悬浮液除去的固体之间的接触频率降低，同时对于给定尺寸的固体，使用太大的絮凝剂颗粒导致降低的效力，因为总固体/液体表面比表面积和对于每单位重量的固体可用于捕获待絮凝的固体的絮凝剂颗粒的数量降低。认为当降低絮凝剂颗粒的尺寸时，接触频率降低，因为当絮凝剂颗粒的尺寸降低时，存在絮凝剂颗粒的提高的热运动。还认为提高絮凝剂颗粒的热运动提高捕获的固体将从絮凝剂颗粒分开的可能性。本发明的作者已鉴定特别有效用于絮凝化油砂成熟细残油(MFT)(也称为流体细残油(FFT))的絮凝剂颗粒，其主要具有直径小于10微米(10,000nm)的粘土颗粒，其中最细的尺寸部分具有约50-约500nm的直径。特别有效用于絮凝化油砂成熟细残油的根据本发明的絮凝剂颗粒具有约340nm-约750nm的平均尺寸。在油砂提取中，在浓缩某一时间段(例如多年)后，成熟细残油或流体细残油可具有高达约35重量％固体。在MFT中所有固体中大于97％的小于44μm，并且大多数细固体样品具有小于0.2μm的平均尺寸(d50)。不希望束缚于理论，本发明的作者认为，至少对于一些浓度的油砂成熟细残油，对于给定百分数的固体，絮凝化效力更多为絮凝剂粒径的应变量，并且较少为使用的絮凝剂颗粒浓度(ppm)的应变量。认为根据本发明的较小的絮凝剂颗粒(例如约340nm)和根据本公开的较大的絮凝剂颗粒(例如约500nm-约750nm)二者有效絮凝化具有较低百分数固体(例如5％固体)的油砂成熟细残油或流体细残油，但是具有较高百分数固体(例如10％固体)的油砂成熟细残油或流体细残油需要根据本发明的较大的絮凝剂颗粒，例如约500nm-约750nm。絮凝物的屈服应力为絮凝物强度的因素。屈服应力反映絮凝物多么容易破裂成为较小的颗粒。比起较大颗粒，较小颗粒较少合乎需要，因为较小颗粒更难以除去并且更容易污损分离设备，例如过滤膜。在选择使用的絮凝剂时，期望选择产生具有较高屈服应力的絮凝物的絮凝剂。具有约340nm-约750nm的平均尺寸的根据本发明的絮凝剂产生屈服应力超过约500Pa(例如约500Pa-约600Pa)的絮凝物。屈服强度超过约500Pa的来自油砂成熟残油的絮凝物可耐受在固-液分离过程期间流体动力学力(例如过滤)的破坏，从而促进运输和进一步处理絮凝的残油。结合附图，在回顾具体实施例的以下说明后，对于本领域普通技术人员来说，本公开的其它方面和特征将变得显而易见。附图说明参考附图，仅通过举例，现在将描述本发明的实施例。图1说明带负电荷的粘土颗粒与聚丙烯酰胺的相互作用以及带负电荷的粘土颗粒朝向带正电荷的Al(OH)3颗粒的静电吸引。图2为说明使用不同尺寸的杂化物颗粒，对于0.5％细固体在再生水中的悬浮液的絮凝的沉降曲线的图。图3为说明使用不同尺寸的杂化物颗粒，对于5％细固体在再生水中的悬浮液的絮凝的沉降曲线的图。图4为说明使用不同尺寸的杂化物颗粒，对于10％细固体在再生水中的悬浮液的絮凝的沉降曲线的图。图5为说明使用不同尺寸的杂化物颗粒，对于20％细固体在再生水中的悬浮液的絮凝的沉降曲线的图。图6为说明使用500ppm的不同尺寸的杂化物颗粒，对于具有5％固体或10％固体的油砂成熟细残油样品的絮凝的初始沉降速率(m/h)的图。图7为说明使用不同用量的不同尺寸的杂化物颗粒，对于具有5％固体的油砂成熟细残油样品的絮凝的初始沉降速率(m/hr)的图。图8为说明使用不同用量的不同尺寸的杂化物颗粒，对于具有10％固体的油砂成熟细残油样品的絮凝的初始沉降速率(m/hr)的图。图9为说明使用不同尺寸的杂化物颗粒制备的絮凝物的屈服应力(Pa)的图。图10为说明根据本发明的一种方法的流程图。图11为说明根据本发明的一种示例性方法的流程图。具体实施方式总的来说，本发明提供一种带电荷的颗粒-聚合物杂化物(CPPH)絮凝剂，所述带电荷的颗粒-聚合物杂化物絮凝剂包括带电荷的核颗粒，该带电荷的核颗粒各自具有在其上聚合的聚合物。当固体微观物质在含水液体载体中分散时，由于例如固体表面的溶解、表面基团的电离、从表面吸附离子进入液体载体中、取代颗粒晶格中的离子，或它们的组合，因而物质颗粒获得电荷。本发明的发明人现在已观察到在CPPH絮凝剂的带电荷的核的尺寸和在固体微观物质的聚集中的性能之间存在意外的联系。不束缚于理论，本发明的发明人认为当带电荷的核具有足够的尺寸，以与悬浮的颗粒相互作用并且通过静电吸引而吸引那些悬浮的颗粒朝向带电荷的核时，增强絮凝，从而形成致密的絮凝粒。因此，认为具有大于150nm的较大核尺寸的CPPH絮凝剂增强絮凝。CPPH絮凝剂和微观物质之间的相互作用在图1中说明，图1说明包括带正电荷的Al(OH)3核和在其上聚合的聚丙烯酰胺(PAM)的CPPH絮凝剂。图1说明带负电荷的粘土颗粒与PAM的相互作用以及带负电荷的粘土颗粒朝向带正电荷的Al(OH)3核的静电吸引。本发明的发明人已观察到，当CPPH絮凝剂的带电荷的核具有直径约150nm-约800nm的平均尺寸时，与悬浮的颗粒相互作用的能力变为重要的因素。在具体实例中，带电荷的核可具有约340nm-约750nm的平均尺寸。具有约500nm-约750nm的平均核粒径的带电荷的颗粒-聚合物杂化物能在高于较小尺寸的CPPH颗粒(例如50-100nm的CPPH颗粒)的固体浓度下诱导浆料的絮凝，如在现有技术中显示的。带电荷的核可包括金属氢氧化物。金属氢氧化物可为过渡金属氢氧化物。金属氢氧化物可为多价金属氢氧化物。在具体实例中，金属氢氧化物为Al(OH)3或Fe(OH)3。带电荷的颗粒可包括金属氢氧化物的混合物。通过改变用于形成带电荷的核的反应物的比率，带电荷的核的尺寸可变化。例如，带电荷的核可为金属氢氧化物核，并且可通过使碳酸铵与金属氯化物反应而形成。可选择碳酸铵和金属氯化物之间的比率，以控制金属氢氧化物核的尺寸。改变带电荷的核的尺寸会改变带电荷的核和絮凝的悬浮的颗粒之间的静电力。改变静电力影响絮凝剂性质。使用不同的(NH4)2CO3与AlCl3·6H2O的比率产生具有不同尺寸的带电荷的核的带电荷的颗粒聚合物杂化物，以形成不同尺寸的带电荷的Al(OH)3核颗粒。丙烯酰胺用作单体，以形成聚合物。因为聚合物在一致的条件下形成，所得到的聚合物具有约4.7*106道尔顿的类似的平均分子量。不同的絮凝剂在下表1中汇总。样品带电荷的颗粒(NH4)2CO3/AlCl3摩尔比聚合物CPPH核的平均尺寸(nm)aAl(OH)31:1.05PAM67.2bAl(OH)31:0.67PAM100.4cAl(OH)31:0.50PAM340.4dAl(OH)31:0.36PAM512.2eAl(OH)31:0.24PAM716.6表1样品"a"相应于采用Yang等人在“AnovelflocculantofAl(OH)3-polyacrylamideionichybrid(Al(OH)3-聚丙烯酰胺离子杂化物的新型絮凝剂)”(JournalofColloidandInterfaceScience(2004)，273:2，第400-405页)中公开的程序制备的带电荷的核颗粒。使用得自Malvern的ZetasizerNanoRange测量带电荷的颗粒聚合物杂化物的尺寸分布。使用动态光散射(DLS)，该系统测量尺寸和微观流变学。动态光散射(DLS)(有时称为准弹性光散射(QELS))为用于测量通常在亚微米区域的分子和核的尺寸和尺寸分布的非侵入性的、良好建立的技术，使用最近的技术，低于1nm。带电荷的颗粒聚合物杂化物(CPPH)的尺寸与带电荷的颗粒的尺寸关联。评价这些带电荷的颗粒聚合物杂化物它们的絮凝化能力。简要地，针对来自Syncrude的油砂MFT残油的不同的浆料(0.5％，5％，10％和20％固体)测试CPPH它们诱导絮凝的能力。通过绘制随着时间泥水分界(mudline)的位置，确定沉降曲线。以下讨论测试细节。然而，在25分钟后，归一化沉降(在时间＝t时泥水分界线行进距离/在时间＝0时泥水分界线位置)的汇总在下表2中显示。对于归一化沉降，接近0％的值反映固体完全絮凝。对于归一化沉降，100％的值反映固体没有絮凝。表2在表2中汇总的结果指示，比起具有100nm或更小的平均核尺寸的CPPH，具有约150nm-约800nm的平均尺寸带电荷的核的带电荷的颗粒聚合物杂化物能从油砂更好地絮凝固体颗粒的浆料。特别是，具有约500nm-约800nm的平均核尺寸的CPPH在多种条件下能絮凝一些固体颗粒，而具有100nm及以下的核的CPPH均不有效。本发明人试图合成具有超过1μm的平均尺寸的带电荷的核的CPPH，但是未成功，因为带电荷的核从溶液中沉降出，即使在搅动下，并且与单体聚合也不成功。在带电荷的核颗粒上聚合的聚合物可为市售可得的絮凝化聚合物，例如聚丙烯酰胺(PAM)。不束缚于理论，本发明的发明人认为，当(a)聚合物分支从它们连接的带电荷的颗粒延伸以提高聚合物分支将接触并且与悬浮的颗粒相互作用的可能性，但是(b)聚合物分支未延伸太远以抑制悬浮的颗粒朝向带电荷的颗粒被吸引时，增强絮凝。CPPH絮凝剂的特性粘度受到与带电荷的颗粒连接的聚合物的长度和形状的影响。因此，特性粘度可认为是在聚集固体微观物质中聚合物分支如何影响CPPH絮凝剂的性能的代表性度量。如果特性粘度太低，指示短的或缠结的聚合物链和分支，在捕获悬浮的颗粒中杂化物絮凝剂的效力减小。相反地，高特性粘度理解为指示与带电荷的颗粒连接的聚合物分支的平均长度高，并且降低捕获的悬浮的颗粒和杂化物絮凝剂的带电荷的核颗粒之间的静电吸引，当过度投料时，这可导致再分散。在具体实例中，根据本公开的带电荷的颗粒-聚合物杂化物可具有约210mL/g-约1400mL/g的特性粘度。优选，带电荷的颗粒-聚合物杂化物具有约210mL/g-约930mL/g的特性粘度。改变引发剂的浓度可改变所得到的杂化物絮凝剂的特性粘度。提高引发剂的浓度导致所得到的杂化物絮凝剂较低的特性粘度。例如，如在表3中显示的，通过使用于合成氢氧化铝-PAM杂化物絮凝剂的自由基引发剂浓度加倍，特性粘度降低约40％。引发剂浓度(引发剂重量/单体重量)0.06670.06670.06670.133特性粘度(mL/g)112011461230766表3根据本发明的CPPH絮凝剂可用于帮助聚集悬浮于液体载体中的微观物质，例如，在处理油砂残油中。在处理油砂残油(例如MFT或FFT)中，可优选使用根据本发明的CPPH絮凝剂的具体实例。如以上讨论的，油砂残油主要具有直径小于10微米(10,000nm)的粘土颗粒，并且可具有尺寸为约50-约500nm的颗粒。这样的颗粒优选使用约340nm-约750nm的CPPH絮凝剂絮凝。如以上讨论的，油砂残油可具有高达约35重量％固体。如在图4和图5中显示的，在较高的固含量(例如大于10％固体)下，可优选使用约500nm-约750nm的CPPH絮凝剂。本发明还提供一种形成包括带电荷的颗粒的带电荷的颗粒-聚合物杂化物絮凝剂(12)的方法(10)，该带电荷的颗粒-聚合物杂化物絮凝剂具有约150nm-约800nm的平均核尺寸并且各自具有在其上聚合的聚合物。该方法在图10中说明。方法(10)包括：形成(14)具有约150nm-约800nm的平均尺寸的带电荷的核颗粒(16)；以及在带电荷的颗粒上聚合单体(18)以形成聚合物。带电荷的核颗粒可具有约340nm-约750nm的平均尺寸。带电荷的颗粒可包括金属氢氧化物。金属氢氧化物可为过渡金属氢氧化物。金属氢氧化物可为多价金属氢氧化物。在具体实例中，金属氢氧化物为Al(OH)3或Fe(OH)3。带电荷的颗粒可包括金属氢氧化物的混合物。该方法可包括选择一定量的聚合引发剂，以控制带电荷的颗粒-聚合物杂化物絮凝剂的特性粘度。可选择聚合引发剂的量，以导致约210mL/g-约1400mL/g的特性粘度。引发剂与单体的重量比可为0.667-0.133。聚合物可为聚丙烯酰胺聚合物。在一种在图11中说明的示例性方法(110)中，带电荷的核颗粒包括金属氢氧化物，并且通过如下形成带电荷的颗粒聚合物杂化物(112)：在室温、搅动(120)下，在金属氯化物溶液(118)中缓慢并且逐滴加入碳酸铵溶液(116)，制备金属-氢氧化物胶态溶液(114)；在金属-氢氧化物胶态溶液中溶解单体(122)，例如丙烯酰胺；以及通过加入引发剂(例如自由基引发剂)或光源，聚合(124)单体。在加入引发剂之前，可将氮气引入到反应容器中。可将反应容器密封，并且聚合可在升高的温度(例如，40℃)下进行。通过将反应溶液加入到去离子水中，从而沉淀至少一部分杂质，并使用丙酮溶液提取经纯化的带电荷的颗粒-聚合物杂化物，可提取和纯化(126)聚合的带电荷的颗粒-聚合物杂化物。实施例以下实施例仅用于进一步说明本发明的实施方式，而不是限制仅由所附权利要求限定的本发明的范围。合成具有不同平均尺寸的带电荷的颗粒聚合物杂化物制备包含金属-氢氧化物的亚微米核颗粒的金属-氢氧化物胶态溶液。通过试剂(NH4)2CO3与AlCl3·6H2O的摩尔比来控制Al(OH)3胶体溶液。摩尔比越小，则核越大。通过在单独体积的去离子(DI)水中溶解称重量的(NH4)2CO3和AlCl3·6H2O，制备Al(OH)3胶体溶液。在室温下，在强搅动(约1,500rpm)下，在烧杯中，将(NH4)2CO3溶液缓慢逐滴加入到AlCl3·6H2O溶液中。搅动提高金属-氢氧化物胶态微粒尺寸的均匀性。试剂根据以下反应进行反应：2AlCl3+3(NH4)2CO3+3H2O→2Al(OH)3+6(NH4)Cl+3CO2在不同摩尔比的(NH4)2CO3/AlCl3下，制备带电荷的核颗粒溶液。在金属-氢氧化物胶态溶液中溶解丙烯酰胺单体，通过加入(NH4)2S2O8-NaHSO3作为引发剂而聚合。在2000ml烧瓶中，将足够量的0.075重量％NaHSO3和0.15重量％(NH4)2S2O8加入到30ml含有4.5g丙烯酰胺的金属-氢氧化物胶态溶液中，导致具有约4.7*106道尔顿分子量的聚合物。在加入引发剂之前，可将氮气引入到烧瓶中达30分钟。加入引发剂后，将烧瓶密封，让聚合在40℃下继续进行8小时。这导致具有不同尺寸的带电荷的颗粒聚合物杂化物，参见表4。样品带电荷的颗粒CPPH的平均尺寸(nm)(NH4)2CO3/AlCl3摩尔比aAl(OH)367.21:1.05bAl(OH)3100.41:0.76cAl(OH)3340.41:0.50dAl(OH)3512.21:0.36eAl(OH)3716.61:0.24表4通过将反应溶液加入到去离子水中，沉淀杂质，并使用丙酮溶液提取纯的带电荷的颗粒聚合物杂化物，提取和纯化所得到的带电荷的颗粒聚合物杂化物。该程序可重复两次或更多次。将提取的材料在真空烘箱中在50℃下干燥。使用得自Malvern的ZetasizerNanoRange测量带电荷的颗粒的尺寸分布。使用动态光散射(DLS)，该系统测量尺寸和微观流变学。动态光散射(DLS)(有时称为准弹性光散射(QELS))为用于测量通常在亚微米区域的分子和颗粒的尺寸和尺寸分布的非侵入性的、良好建立的技术，使用最近的技术，在小于1nm的长度测量。使用Ubbelohde粘度计，在30℃下，进行特性粘度测量。制备测试悬浮液在比固体浓度(05.％、5％、10％或20％固体浓度)下，通过将得自Syncrude的成熟细残油浆料(37重量％固体)与得自Syncrude的再生水混合，制备用于测试带电荷的颗粒聚合物杂化物的悬浮液。在4mg/mL下，制备CPPH颗粒的溶液。絮凝测试将细固体悬浮液、CPPH溶液和足够的再生水混合，得到50mL测试溶液。使用30ppmCPPH颗粒测试0.5％固体溶液；使用500ppmCPPH颗粒测试5％固体溶液；使用800ppmCPPH颗粒测试10％固体溶液；以及使用2000ppmCPPH颗粒测试20％固体溶液。使用数字照相机进行沉降测试，以拍照在50mL量筒中测试溶液的图片。通过测量在各个时间下泥水分界线行进距离，确定沉降曲线。沉降曲线基于归一化沉降(％)相对于沉降时间(分钟)，其中归一化沉降(％)＝在时间＝t时泥水分界线的行进距离/在时间＝0时泥水分界线的位置。0.5％固体的絮凝结果在图2的图中显示。5％固体的絮凝结果在图3的图中显示。10％固体的絮凝结果在图4的图中显示。20％固体的絮凝结果在图5的图中显示。用于图3和图4的数据的初始沉降速率在图6中说明。初始沉降速率反映非归一化沉降数据的初始斜率。表述“核尺寸”指带电荷的颗粒聚合物杂化物的尺寸。如上所述，本发明的作者认为，至少对于一些浓度的油砂成熟细残油，对于给定百分数的固体，絮凝化效力更多为絮凝剂粒径的应变量，并且较少为使用的絮凝剂颗粒浓度(ppm)的应变量。这一点在图7和图8中说明。图7显示在300ppm-500ppm的各种尺寸的絮凝剂颗粒的浓度范围下，具有5％固体的油砂成熟细残油的初始沉降速率。初始沉降速率不受到使用的颗粒浓度(ppm)的显著影响，但是在不同尺寸的颗粒之间确实变化。图8显示在300ppm-800ppm的各种尺寸的絮凝剂颗粒的浓度范围下，具有10％固体的油砂成熟细残油的初始沉降速率。一旦已达到阈值浓度(约500ppm)，初始沉降速率不受到使用的512nm或717nm颗粒的浓度(ppm)的显著影响，但是在不同尺寸的颗粒之间确实变化。在图2-5中：i.A1NHP＝样品d(512nm粒径)ii.A2NHP＝样品b(100nm粒径)iii.A3NHP＝样品a(67nm粒径)iv.A4NHP＝样品e(716nm粒径)v.A5NHP＝样品c(340nm粒径)屈服应力测试屈服应力测试的结果在图9中显示。为了得到数据，将1000ml37重量％固体室温成熟细残油样品与不同尺寸的絮凝剂混合。让混合物沉降24小时。具有V20x20叶片探头的BrookfieldR/S流变仪用于得到屈服应力。将叶片缓慢插入形成的絮凝的沉降物中，使得叶片可位于沉降物的中央。随后对于其它所有测量保持位置，以确保所有测量在沉降物的相同深度处进行。由记录的数据得到屈服应力，通过软件自动绘制曲线。所有测量在室温下进行。具有340nm-716nm粒径的根据本发明的CPPH颗粒提供屈服应力超过500Pa的絮凝物，而具有67nm-100nm尺寸的CPPH颗粒提供屈服应力低于450Pa的絮凝物。在前面的描述中，为了解释的目的，描述众多细节，以提供对实施例的充分理解。然而，对于本领域技术人员来说，显而易见的是，不需要这些具体细节。上述实施例旨在仅举例说明。在不偏离仅通过所附权利要求书限定的本发明的范围下，本领域技术人员可以对具体实施例实施改变、修改和变化。当前第1页1 2 3