用于稠细粒尾矿脱水操作的分散和调节技术的制作方法
【专利摘要】描述了涉及通过例如减少工艺波动来提高稠细粒尾矿的絮凝和脱水的技术。一种示例的方法包括将絮凝剂分散到具有湍流形态的稠细粒尾矿中以制备湍动絮凝的尾矿；将该湍动絮凝的尾矿进行剪切以聚集絮凝物并提高屈服应力，以制备具有非湍流形态的经絮凝的物料；和剪切调节该经絮凝的物料以降低屈服应力并制成在水释放区内的经调节的絮凝的尾矿；和通过例如使用地表沉积将该经调节的絮凝的尾矿脱水。该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时可以具有至少40,000的宾汉雷诺数。抑制工艺波动可以包括例如提供湍动尾矿进料、配置下游管线组件以降低背压波动和/或降低絮凝剂溶液中的空气含量。
【专利说明】用于稠细粒尾矿脱水操作的分散和调节技术
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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】
[0006] 描述了多种技术可以用于增强稠细粒尾矿的絮凝和脱水。
[0007] 在一些实施方式中，提供了处理稠细粒尾矿的方法，包括：
[0008] 提供该稠细粒尾矿的管线内流体；
[0009] 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；
[0010] 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；
[0011] 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
[0012] 将该经调节的絮凝的尾矿物料脱水。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 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。
[0022] 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。
[0023] 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。
[0024] 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。
[0025] 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。
[0026] 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。
[0027] 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：
[0028] 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；
[0029] 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；
[0030] 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。
[0031] 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。
[0032] 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。
[0033] 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。
[0034] 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。
[0035] 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。
[0036] 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。
[0037] 在一些实施方式中，提供湍流形态包括配置管线组件具有足够小的管径，其中该 管线组件输送该湍流进料和絮凝尾矿物料的管线内湍流流体。
[0038] 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。
[0039] 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。
[0040] 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。
[0041] 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。
[0042] 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湍流进料 中。
[0043] 在一些实施方式中，该絮凝剂的添加是通过控制相对于该湍流进料的比例而进行 的。
[0044] 在一些实施方式中，该絮凝剂的添加包括将多个包括该絮凝剂的射流同心环式注 入端流进料中。
[0045] 在一些实施方式中，该包括絮凝剂的射流与其流动方向同向地延伸到湍流进料 中。
[0046] 在一些实施方式中，提供了用于处理稠细粒尾矿的系统，包括：
[0047] 用于提供该稠细粒尾矿的管线内流体的进料管线组件；
[0048] 用于泵送该稠细粒尾矿的管线内流体的泵；
[0049]与该进料管线组件流体连通的管线内添加组件，其用于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；
[0050] 其中该泵、该进料管线组件和该管线内添加组件配置为确保该稠细粒尾矿在添加 絮凝剂时具有湍流形态；
[0051]絮凝物聚集管线组件，其与该管线内添加组件流体连通并且配置为剪切该絮凝尾 矿物料的管线内流体以提高其屈服应力并制备经絮凝的物料的非湍动管线内流体；
[0052] 剪切调节管线组件，配置为剪切调节该经絮凝的物料的非湍动管线内流体以降低 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，其中在水释放区内水与该经 调节的絮凝的尾矿物料分离；和
[0053] 与该剪切调节管线组件流体连通的脱水单元，其用于接收该经调节的絮凝的尾矿 物料并使其脱水。
[0054] 在一些实施方式中，该泵、该进料管线组件和该管线内添加组件配置为在添加絮 凝剂时为该稠细粒尾矿的管线内流体提供至少40, 000的宾汉雷诺数。
[0055] 在一些实施方式中，该泵、该进料管线组件和该管线内添加组件配置为在添加絮 凝剂时为该稠细粒尾矿的管线内流体提供至少50, 000的宾汉雷诺数。
[0056] 在一些实施方式中，该泵、该进料管线组件和该管线内添加组件配置为在添加絮 凝剂时为该稠细粒尾矿的管线内流体提供至少60, 000的宾汉雷诺数。
[0057] 在一些实施方式中，该泵、该进料管线组件和该管线内添加组件配置为在添加絮 凝剂时为该稠细粒尾矿的管线内流体提供40, 000-65, 000的宾汉雷诺数。
[0058] 在一些实施方式中，该泵、该进料管线组件和该管线内添加组件配置为在添加絮 凝剂时为该稠细粒尾矿的管线内流体提供45, 000-60, 000的宾汉雷诺数。
[0059] 在一些实施方式中，该泵配置为提供该稠细粒尾矿高于最低阈值的进料流速以确 保该湍流形态。
[0060] 在一些实施方式中，该进料管线组件和该管线内添加组件配置为具有足够小的管 径以确保该湍流形态。
[0061] 在一些实施方式中，该泵、絮凝物聚集管线组件和剪切调节管线组件配置为使得 经絮凝的物料的该非湍动管线内流体具有层流形态。
[0062] 在一些实施方式中，该泵配置为以基本恒定的流速操作。在一些实施方式中，该泵 配置为以基本恒定的每分钟转数操作。
[0063] 在一些实施方式中，该管线内添加组件包括注射器，其用于将包括絮凝剂的溶液 添加到该稠细粒尾矿的管线内流体中。
[0064] 在一些实施方式中，该系统还包括絮凝剂添加控制器，其用于控制该絮凝剂添加 到稠细粒尾矿的管线内流体中。
[0065] 在一些实施方式中，该絮凝剂添加控制器配置为提供对该絮凝剂相对于该稠细粒 尾矿的管线内流体的比例的控制。
[0066] 在一些实施方式中，该脱水单元包括地表沉积位置。在一些实施方式中，该脱水单 元包括增稠器和/或过滤器。
[0067] 在一些实施方式中，提供了处理稠细粒尾矿的方法，包括：
[0068] 将絮凝剂分散到具有湍流形态的稠细粒尾矿中以制备湍动絮凝尾矿物料；
[0069] 将该湍动絮凝尾矿物料进行剪切以使絮凝物聚集并提高其屈服应力，以制备具有 非湍流形态的经絮凝的物料；和
[0070] 剪切调节该经絮凝的物料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，其中在水释放区内水与该经调节的絮凝的尾矿物料分离；和
[0071] 将该经调节的絮凝的尾矿物料脱水。
[0072] 在一些实施方式中，该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有至少40, 000的宾汉雷诺 数。
[0073] 在一些实施方式中，该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有至少50, 000的宾汉雷诺 数。
[0074] 在一些实施方式中，该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有至少60, 000的宾汉雷诺 数。
[0075] 在一些实施方式中，该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有40, 000-65, 000的宾汉雷 诺数。
[0076] 在一些实施方式中，该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有45, 000-60, 000的宾汉雷 诺数。
[0077] 在一些实施方式中，将絮凝剂分散到稠细粒尾矿中是在管线内进行的。
[0078] 在一些实施方式中，将该湍动絮凝尾矿物料进行剪切的步骤是在管线内进行的。
[0079] 在一些实施方式中，剪切调节该经絮凝的物料的步骤是在管线内进行的。
[0080] 在一些实施方式中，提供湍流形态包括调节该稠细粒尾矿的进料流速高于最低阈 值。
[0081] 在一些实施方式中，提供湍流形态包括将管线组件配置为具有足够小的管径，该 管线组件输送稠细粒尾矿用于添加絮凝剂并在添加絮凝剂之后输送该絮凝尾矿。
[0082] 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稠细粒尾矿具有足够 低的粘度。
[0083] 在一些实施方式中，该经絮凝的物料具有层流形态。
[0084] 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区 域上。
[0085] 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流进行增稠和/或过 滤。
[0086] 在一些实施方式中，提供了处理稠细粒尾矿的方法，包括：
[0087] 在上游管线部分中提供稠细粒尾矿流体；
[0088] 在分配管线区中将该稠细粒尾矿流体与絮凝剂接触以产生絮凝尾矿；
[0089] 将该絮凝尾矿输送通过下游管线部分；和
[0090] 将该絮凝尾矿脱水；
[0091] 其中该上游管线部分和该分配管线区的配置以及该稠细粒尾矿流体的提供使得 在上游管线部分和分配管线去中都具有湍流形态。
[0092] 在一些实施方式中，该稠细粒尾矿流体具有流速，该流速是依照该稠细粒尾矿的 流变特征和上游管线部分的管径而调节的。
[0093] 在一些实施方式中，该上游管线部分具有至多12英寸的管径，且该分配管线区具 有足以确保分配管线区中的湍动和混合的管径。
[0094] 在一些实施方式中，该分配管线区具有至多6英寸的管径。
[0095] 在一些实施方式中，该下游管线部分具有足够大的管径使得流动通过其的絮凝尾 矿具有非湍流形态。
[0096] 在一些实施方式中，该下游管线部分具有足够大的管径使得流动通过其的絮凝尾 矿具有层流形态。
[0097] 在一些实施方式中，该稠细粒尾矿包括熟化细粒尾矿（MFT)。在一些实施方式中， 该稠细粒尾矿包括由油砂抽提操作得到的尾矿。在一些实施方式中，该粘稠细粒尾矿是从 尾矿池回收的。
[0098] 在一些实施方式中，提供了处理稠细粒尾矿的方法，包括：
[0099] 将絮凝剂分配到稠细粒尾矿中以制备絮凝尾矿物料；
[0100] 将该絮凝尾矿物料进行剪切以使絮凝物聚集并提高其屈服应力，以制备经絮凝的 物料的非湍动管线内流体；
[0101] 剪切调节该经絮凝的物料的非湍动管线内流体以降低其屈服应力，并制备在水释 放区内的经调节的絮凝的尾矿物料，其中在水释放区内水与该经调节的絮凝的尾矿物料分 离；
[0102] 管理流动状态以抑制由于经絮凝的尾矿的屈服应力的提高造成的背压波动；和
[0103] 将该经调节的絮凝的尾矿物料脱水。
[0104] 在一些实施方式中，该管理流动状态的步骤包括配置输送该经絮凝的物料的非湍 动管线内流体的剪切调节管线组件以使其具有足够大的管径来抑制背压波动。
[0105] 在一些实施方式中，该配置剪切调节管线组件的步骤是基于经絮凝的物料的非湍 动管线内流体的性质进行的。在一些实施方式中，该性质包括屈服应力。
[0106] 在一些实施方式中，该配置剪切调节管线组件的步骤是基于该稠细粒尾矿和/或 该经絮凝的物料的非湍动管线内流体的流速进行的。
[0107] 在一些实施方式中，该管理流动状态的步骤包括在与絮凝剂接触时提供该稠细粒 尾矿的端流形态。
[0108] 在一些实施方式中，该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有至少40, 000的宾汉雷诺 数。
[0109] 在一些实施方式中，该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有至少50, 000的宾汉雷诺 数。
[0110] 在一些实施方式中，该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有至少60, 000的宾汉雷诺 数。
[0111] 在一些实施方式中，该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有40, 000-65, 000的宾汉雷 诺数。
[0112] 在一些实施方式中，该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有45, 000-60, 000的宾汉雷 诺数。
[0113] 在一些实施方式中，将絮凝剂分散到稠细粒尾矿中是在管线内进行的。在一些实 施方式中，将该絮凝尾矿物料进行剪切的步骤是在管线内进行的。可替代地，这些步骤可以 在非管线的装置中进行的，且这些装置可以通过管道互相连接以传输流体。
[0114] 在一些实施方式中，提供湍流形态包括调节该稠细粒尾矿的进料流速高于最低阈 值。
[0115] 在一些实施方式中，提供湍流形态包括将管线组件配置为具有足够小的管径，该 管线组件传输该稠细粒尾矿用于添加絮凝剂并在添加絮凝剂之后传输絮凝尾矿。
[0116] 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具有足 够低的粘度。
[0117] 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。
[0118] 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 置上。
[0119] 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。
[0120] 在一些实施方式中，该絮凝剂作为絮凝剂溶液提供。在一些实施方式中，该絮 凝剂溶液具有〇. lwt% -lwt%的絮凝剂浓度。在一些实施方式中，该絮凝剂溶液是包括 彡5wtK 2wtK 1. 5wt%或彡lwt%的絮凝剂的水溶液。在一些实施方式中，该絮凝 剂溶液是包括彡lwt%、彡0. 6wt%或彡0. 4wt%的絮凝剂的水溶液。在一些实施方式中，该 絮凝剂包括阴离子聚合物絮凝剂。
[0121] 在一些实施方式中，该管理流动状态的步骤的提供用于将稠细粒尾矿流速的波动 削弱到至多20m 3/hr的经削弱的平均波动幅度。在一些实施方式中，该管理流动状态的步 骤的提供用于将絮凝剂流速的波动削弱到至多5m 3/hr的经削弱的平均波动幅度。
[0122] 在一些实施方式中，该管理流动状态的步骤包括：使用第一泵泵送稠细粒尾矿； 基于稠细粒尾矿的流速设定点控制该第一泵；使用第二泵泵送该絮凝剂溶液；基于絮凝剂 溶液的流速设定点控制该第二泵；和基于该稠细粒尾矿的流速、密度和/或粘土含量调节 该絮凝剂溶液的流速设定点。在一些实施方式中，该第一和第二泵是离心泵。在一些实施 方式中，该第一和第二泵是正位移泵。
[0123] 在一些实施方式中，该管理流动状态的步骤包括对于经絮凝的物料的非湍动管线 内流体避免流动限制。在一些实施方式中，该管理流动状态的步骤包括对于经絮凝的物料 的非湍动管线内流体避免堵塞。在一些实施方式中，该管理流动状态的步骤包括对于经絮 凝的物料的非湍动管线内流体避免管线直径缩小。在一些实施方式中，该管理流动状态的 步骤包括提供基本恒定的管径用于输送该絮凝尾矿物料和该经絮凝的物料的非湍动管线 内流体。
[0124] 在一些实施方式中，提供了处理稠细粒尾矿的方法，包括：
[0125] 泵送该稠细粒尾矿以提供管线内稠细粒尾矿流体；
[0126] 泵送包括絮凝剂的絮凝剂溶液以提供管线内絮凝溶液流体；
[0127] 将该管线内稠细粒尾矿流体与该管线内絮凝剂溶液流体接触以制备絮凝尾矿；
[0128] 剪切调节该絮凝尾矿以制备经调节的絮凝的尾矿物料；
[0129] 将该经调节的絮凝的尾矿物料脱水；和
[0130] 实施包括以下的流动控制策略：
[0131] 对该管线内稠细粒尾矿流体设定基本恒定的流速；
[0132] 基于该管线内稠细粒尾矿流体的流速、密度和/或粘土含量对该管线内絮凝剂溶 液流体设定基本恒定的絮凝剂用量；和
[0133] 其中该管线内稠细粒尾矿流体的该基本恒定的流速高于最低阈值以提供足够的 湍动以大大降低管线内絮凝剂溶液流体和管线内稠细粒尾矿流体二者的流速的波动。
[0134] 在一些实施方式中，该稠细粒尾矿的流速是湍动的。在一些实施方式中，在具有至 多12英寸的直径的管线内流体速为至少400m 3/hr。
[0135] 在一些实施方式中，该流动管理包括在管线中提供湍动的且与管线的尺寸和该稠 细粒尾矿的特征相关的流速。
[0136] 在一些实施方式中，该絮凝剂流包括具有0. lwt% -lwt%的絮凝剂浓度的溶液。 在一些实施方式中，该絮凝剂是阴离子聚合物絮凝剂。在一些实施方式中，该包括絮凝剂的 溶液是包括彡5wt%、彡2wt%、彡1. 5wt%或彡lwt%的该絮凝剂的水溶液。在一些实施方 式中，该包括絮凝剂的溶液是包括彡lwt%、彡0. 6wt%或彡0. 4wt%的该絮凝剂的水溶液。
[0137] 在一些实施方式中，该管线内稠细粒尾矿流体的流速足以将稠细粒尾矿流速的波 动削弱到至多20m 3/hr的经削弱的平均波动幅度。在一些实施方式中，该管线内稠细粒尾 矿流体的流速足以将絮凝剂流速的波动削弱到至多5m 3/hr的经削弱的平均波动幅度。在 一些实施方式中，该管线内稠细粒尾矿流体的流速足以将抽吸尾矿流速的波动和/或絮凝 剂流速的波动基于平均波动幅度削弱至少90%。
[0138] 在一些实施方式中，提供了用于削弱一起接触的包括絮凝剂的管线内絮凝剂溶液 流体和管线内稠细粒尾矿流体的流速波动的方法，包括为该管线内稠细粒尾矿流体提供高 于最低阈值的流速以在与管线内絮凝剂溶液流体接触时提供湍流形态，该湍流形态足以将 絮凝剂分散到该稠细粒尾矿中并制备沿下游管线具有基本稳定的流变分布（rheological profile)的管线内絮凝尾矿流体。
[0139] 在一些实施方式中，该最低阈值足以使该管线内稠细粒尾矿流体在与絮凝剂溶液 接触时具有至少40, 000的宾汉雷诺数。
[0140] 在一些实施方式中，该最低阈值足以使该管线内稠细粒尾矿流体在与絮凝剂溶液 接触时具有至少50, 000的宾汉雷诺数。
[0141] 在一些实施方式中，该最低阈值足以使该管线内稠细粒尾矿流体在与絮凝剂溶液 接触时具有至少60, 000的宾汉雷诺数。
[0142] 在一些实施方式中，该最低阈值足以使该管线内稠细粒尾矿流体在与絮凝剂溶液 接触时具有40, 000-65, 000的宾汉雷诺数。
[0143] 在一些实施方式中，该最低阈值足以使该管线内稠细粒尾矿流体在与絮凝剂溶液 接触时具有45, 000-60, 000的宾汉雷诺数。
[0144] 在一些实施方式中，絮凝剂溶液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，该比例控制包括体积比控制或质量比控制。
[0145] 在一些实施方式中，提供了削弱注入到稠细粒尾矿流体中的包括絮凝剂的絮凝剂 溶液的流速波动的方法，包括在注入之前降低和/或抑制和/或最小化该絮凝剂溶液中的 空气含量。
[0146] 在一些实施方式中，降低空气含量包括将该絮凝剂溶液的粘度降低到足以促使空 气释放。在一些实施方式中，降低该絮凝剂溶液的粘度包括降低其中絮凝剂的浓度。在一 些实施方式中，降低絮凝剂的浓度包括降低50%。在一些实施方式中，降低絮凝剂的浓度包 括降低到基于絮凝剂溶液的总重量至多lwt%絮凝剂。
[0147] 在一些实施方式中，该方法还包括为该稠细粒尾矿的流体提供湍流形态。在一 些实施方式中，该稠细粒尾矿的流体在与絮凝剂溶液接触时具有至少40, 000的宾汉雷诺 数。在一些实施方式中，该稠细粒尾矿的流体在与絮凝剂溶液接触时具有至少50, 000的 宾汉雷诺数。在一些实施方式中，该稠细粒尾矿的流体在与絮凝剂溶液接触时具有至少 60, 000的宾汉雷诺数。在一些实施方式中，该稠细粒尾矿的流体在与絮凝剂溶液接触时具 有40, 000-65, 000的宾汉雷诺数。在一些实施方式中，该稠细粒尾矿的流体在与絮凝剂溶 液接触时具有45, 000-60, 000的宾汉雷诺数。
[0148] 还应当注意上述各种特征和实施方式可以与上面和/或此处所述的其他特征和 实施方式相结合。例如，涉及使絮凝剂溶液中的空气含量最小化的一个或多个特征可以与 涉及抑制流速波动和/或提供端流形态的一个或多个特征相结合。
【专利附图】
【附图说明】
[0149] 图1呈现了用于尾矿池的典型的沉降层。
[0150] 图2呈现了依照 申请人:的技术的尾矿还原操作（TRO)的总图。
[0151] 图2a呈现了依照 申请人:的技术的泵送装置、管线和支线（非必要地具有套管 (spigots，接头））的示意图。
[0152] 图3呈现了剪切屈服应力随时间变化的图表。
[0153] 图4呈现了水净释放量对经处理的熟化细粒尾矿（MFT)沉积物的干燥时间的影 响。
[0154] 图5呈现了 MFT的实验室阶段。
[0155] 图6和7呈现了TR0中水净释放量和流速的变化。
[0156] 图8呈现了 MFT的流态模拟输出。
[0157] 图9呈现了MFT的熟化细粒尾矿平均流速和水净释放量。
[0158] 图10呈现了经絮凝的MFT的水净释放量和浓度随管线长度的变化。
[0159] 图11呈现了初始集管设计。
[0160] 图12呈现了 MFT流体、絮凝剂溶液排放压力和絮凝剂溶液流体的工艺变量的波 动。
[0161] 图13呈现了在不同的粘土：水比例时随着混合和调节的发生絮凝过程随时间的 目测描述。
[0162] 图14呈现了在以非常短的间隔取样时波动的絮凝剂剂量。
[0163] 图15呈现了改进的集管的实施例。
[0164] 图16和17呈现了具有较少的限制和较低的背压变化敏感度的该改进的集管构 造，与前述集管相比导致该脱水系统的流的流动波动显著降低或削弱。
[0165] 图18呈现了使用该改进的集管构造时水净释放量（NWR)的显著受益。
[0166] 图19呈现了当MFT的流速低于最低阈值时该系统能够经历显著更高的波动。
[0167] 图20呈现了在低于最低流速时，在管线的较近部分中絮凝剂不能完全充分地分 散到MFT中，而在该管线的更下游位置完全分散。
[0168] 图21示例了在最低流速阈值时，该MFT湍动有利于在最接近絮凝剂添加位置的管 线部分中发生分散。
[0169] 图22和23示例了对于1. 5%和1 %絮凝剂溶液显示的各种流动参数。
【具体实施方式】
[0170] 本发明涉及絮凝尾矿的分散和/或操作以增强稠细粒尾矿的脱水操作。
[0171] 用于增强脱水过程的一些技术涉及降低或削弱某些流的流动波动。稠细粒尾矿或 絮凝剂流的流动波动能够造成脱水操作的变化并降低性能。在详细说明用于减少波动和改 善脱水操作的各种技术之前，将提供一些一般描述。
[0172] 介绍和概述
[0173] 在一些实施方式中，该稠细粒尾矿是由油砂采矿操作得到的悬浮液和储存在尾矿 池中的油砂熟化细粒尾矿（MFT)。为了示例的目的，下面所述的技术是参照这种示例类型的 稠细粒尾矿（即MFT)描述的，然而，应当认识到所述的技术能够用于源自非油砂采矿操作 的来源的稠细粒尾矿。
[0174] 参照图1，尾矿是由采矿抽提工艺得到的剩余物料。借助于示例的实施例，该采矿 抽提工艺能够是用于从油砂中抽提沥青的工艺。
[0175] "稠细粒尾矿"是由采矿操作得到的悬浮液，主要包括水和细粒。该细粒是具有不 超过约44微米的各种尺寸的小固体颗粒。该稠细粒尾矿具有细粒部分足够高的固体含量 使得该细粒容易在水中保持悬浮且该物料具有低固结速率。更特别地，该稠细粒尾矿可以 具有小于或等于1的粗颗粒与细粒比。该稠细粒尾矿具有足够高的细粒含量使得细粒的 絮凝和经絮凝的物料的调节能够实现两相材料，其中释放的水能够流动通过并远离该絮凝 物。例如，稠细粒尾矿可以具有l〇wt%-45wt%的固体含量和基于总固体计至少50wt%的 细粒含量，为该物料提供相对低的砂或粗固体含量。该稠细粒尾矿可以从例如尾矿池回收， 且可以包括通常称作稠细粒尾矿的"熟化细粒尾矿"（MFT)。
[0176] "MFT"表示在尾矿池中通常作为一层形成的尾矿流体，且包含水和高含量的细固 体，且显示出较低的沉降速率。例如，在将全尾矿（包括粗固体物料、细固体和水）或稀细 粒尾矿（包括较低含量的细固体和高水含量）供给到尾矿池时，该尾矿随着时间通过重力 分离成不同的层。底层主要是粗物料，例如砂，顶层主要是水。中间层砂含量较少，但仍具 有相当量的细固体悬浮在水相中。该中间层通常称作MFT。MFT能够由来自不同类型的矿 石的处理得到的各种不同类型的尾矿形成。尽管在由抽提操作供给的某些全尾矿得到时， MFT的形成通常要花费相当长的时间（在该池中的重力沉降条件下例如1-3年），但应当指 出根据该尾矿的组成和后抽提处理（其可以包括增稠或其他分离步骤，可以在将经加工的 尾矿供给到尾矿池之前除去特定量的粗固体和/或水）能够更快速地形成MFT和类似MFT 的物料。
[0177] 应当认识到此处所述的系统和技术能够应用于由非油砂采矿操作的采矿操作得 到的稠细粒尾矿。为了示例的目的，下面在由油砂采矿操作得到的抽吸尾矿（例如包括熟 化稠细粒尾矿（MFT))的内容中描述了一些技术和系统，但应当认识到也能够使用其他类 型的稠细粒尾矿。
[0178] 在油砂的内容中，尾矿可以包括细和粗矿物颗粒、水和残余的沥青。尾矿可以储存 在称作尾矿池的大的贮存器中。图1显示用于尾矿池的典型沉降层。粗矿物物料在底部沉 降出来，而自由的工艺排水分离到上部。中间层由悬浮在水中的细粘土颗粒构成。最初，在 固结并变成作为稠细粒尾矿的一种实例的熟化细粒尾矿（MFT)之前的2-3年的过程中这些 悬浮细粒可以称作稀细粒尾矿（TFT)。
[0179] 图2呈现了用于处理稠细粒尾矿（例如MFT)的脱水操作的总图。
[0180] 更特别地，如图2a所示例，可以用泵3将稠细粒尾矿1从尾矿池（如图1和2中所 示例）中泵送并流动通过具有化学添加部分7的管线5,化学添加部分7包括用于管线内添 加包括絮凝剂11的溶液的注射器9。该管线5也可以包括下游部分（可以称作"集管"）， 其可以包括非必要地具有出口套管的支管13,以允许将经处理的细粒尾矿15沉积到沉积 区域17上。
[0181] 在一些实施方式中，该管线可以具有特定的尺寸以能够改善处理。例如，用于将该 稠细粒尾矿进料流供给到絮凝剂注入位置的管线的进料部分可以经尺寸设计、配置和操作 使得该抽吸尾矿进料流具有湍流形态以确保絮凝剂分散到稠细粒尾矿中；该絮凝剂注射位 置下游管线的絮凝物聚集部分可以经尺寸设计、配置和操作使得随着该物料经过絮凝物聚 集以及屈服应力的提高，该絮凝尾矿物料从湍流转变为层流；且该絮凝剂聚集部分下游的 管线的调节部分可以经尺寸设计、配置和操作使得该经絮凝的物料具有层流形态且经历絮 凝物破坏，直至到达水释放区并由此存放。各管线部分可以依照如下面将进一步解释的可 能存在的特定的方法和/或限制进行尺寸设计、配置和操作。例如，该管线的进料部分可以 基于确保稠细粒尾矿进料的湍动而提供，该管线的絮凝物聚集部分可以基于计算流体力学 (CFD)模拟提供以达到最高屈服应力水平以完成絮凝物聚集，且该管线的絮凝物破坏部分 可以基于可能在实验室设备中得到的预设的剪切参数（例如Camp数）而提供。
[0182] 在一些实施方式中，整个管线具有基本相同的直径，且因此该操作是可通过提供 特定的流速、流体性质、管长度等来改造和控制的，以在各管线部分中实现用于有效絮凝和 脱水的所需作用。可替代地，该管线部分可以具有不同的直径，且该操作可以由此改造。在 一些实施方式中，该管线的絮凝物聚集和絮凝物破坏部分可以具有12英寸直径，且可以具 有小于100米的从化学添加部分7到出口套管的总长度。应当认识到管线的各种其他直径 和长度可以与实施的操作条件结合使用。此外，各种类型的泵可以用于将该流体移动通过 该管线，且根据泵的类型和马力，可以调节管线和操作条件。下面将进一步讨论关于上面的 更多情况。
[0183] 图3示例了随时间推移絮凝反应的整体阶段，特别是与静屈服应力相关的。
[0184] 图4展示了水净释放量（NWR)对该经絮凝的细粒尾矿的干燥时间的影响。NWR是 已经开发的度量，且是对起始稠细粒尾矿和在给定排水时间之后经处理和排水的稠细粒尾 矿之间的水的差异的度量。换言之，NWR是水分含量的差异。排水时间例如可以是24小时、 12小时、20分钟或19分钟或在商业应用中其他代表性的排水时长。有两种通过体积差和 固体含量差计算NWR的主要方法。用于计算NWR的公式示例如下：
【权利要求】
1. 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，从而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从而诱导絮凝物聚集，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。
2. 权利要求1的方法，其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, OOO的宾汉雷诺数。
3. 权利要求1的方法，其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。
4. 权利要求1的方法，其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。
5. 权利要求1的方法，其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。
6. 权利要求1的方法，其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。
7. 权利要求1-6中任一项的方法，其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。
8. 权利要求1-7中任一项的方法，其中提供湍流形态包括将管线组件配置为具有足够 小的管径，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。
9. 权利要求1-8中任一项的方法，其中提供湍流形态包括确保在添加絮凝剂时，该稠 细粒尾矿的管线内流体具有足够低的粘度。
10. 权利要求1-9中任一项的方法，其中该经絮凝的物料的非湍动管线内流体具有层 流形态。
11. 权利要求1-10中任一项的方法，其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。
12. 权利要求1-10中任一项的方法，其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。
13. 权利要求1-12中任一项的方法，其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。
14. 权利要求13的方法，其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。
15. 权利要求1-14中任一项的方法，其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。
16. 权利要求1-14中任一项的方法，其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。
17. 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从而诱导絮凝物聚集，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。
18. 权利要求17的方法，其中该湍流进料在添加絮凝剂时具有至少40, OOO的宾汉雷诺 数。
19. 权利要求17的方法，其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。
20. 权利要求17的方法，其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。
21. 权利要求17的方法，其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。
22. 权利要求17的方法，其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。
23. 权利要求17-22中任一项的方法，其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。
24. 权利要求17-23中任一项的方法，其中提供湍流形态包括将管线组件配置为具有 足够小的管径，其中该管线组件输送该湍流进料和絮凝尾矿物料的管线内湍流流体。
25. 权利要求17-24中任一项的方法，其中提供湍流形态包括确保在添加絮凝剂时，该 稠细粒尾矿的管线内流体具有足够低的粘度。
26. 权利要求17-25中任一项的方法，其中该经絮凝的物料的非湍动管线内流体具有 层流形态。
27. 权利要求17-26中任一项的方法，其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。
28. 权利要求17-26中任一项的方法，其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。
29. 权利要求17-28中任一项的方法，其中该絮凝剂的添加包括将包括所述絮凝剂的 溶液注入该湍流进料中。
30. 权利要求29的方法，其中该絮凝剂的添加是通过控制相对于该湍流进料的比例而 进行的。
31. 权利要求17-28中任一项的方法，其中该絮凝剂的添加包括将多个包括该絮凝剂 的射流同心环式注入该湍流进料中。
32. 权利要求31的方法，其中该包括絮凝剂的射流与其流动方向同向地延伸到湍流进 料中。
33. 用于处理稠细粒尾矿的系统，包括： 用于提供该稠细粒尾矿的管线内流体的进料管线组件； 用于泵送该稠细粒尾矿的管线内流体的泵； 与该进料管线组件流体连通的管线内添加组件，其用于将絮凝剂添加到该稠细粒尾矿 的管线内流体中从而制备絮凝尾矿物料的管线内流体； 其中该泵、该进料管线组件和该管线内添加组件配置为确保该稠细粒尾矿在添加絮凝 剂时具有湍流形态； 絮凝物聚集管线组件，其与该管线内添加组件流体连通，并且配置为剪切该絮凝尾矿 物料的管线内流体从而提高其屈服应力并制备经絮凝的物料的非湍动管线内流体； 剪切调节管线组件，其配置为剪切调节该经絮凝的物料的非湍动管线内流体从而降低 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，其中在所述水释放区内水与 该经调节的絮凝的尾矿物料分离；和 与该剪切调节管线组件流体连通的脱水单元，其用于接收该经调节的絮凝的尾矿物料 并使其脱水。
34. 权利要求33的系统，其中该泵、该进料管线组件和该管线内添加组件配置为在添 加絮凝剂时为该稠细粒尾矿的管线内流体提供至少40, OOO的宾汉雷诺数。
35. 权利要求33的系统，其中该泵、该进料管线组件和该管线内添加组件配置为在添 加絮凝剂时为该稠细粒尾矿的管线内流体提供至少50, 000的宾汉雷诺数。
36. 权利要求33的系统，其中该泵、该进料管线组件和该管线内添加组件配置为在添 加絮凝剂时为该稠细粒尾矿的管线内流体提供至少60, 000的宾汉雷诺数。
37. 权利要求33的系统，其中该泵、该进料管线组件和该管线内添加组件配置为在添 加絮凝剂时为该稠细粒尾矿的管线内流体提供40, 000-65, 000的宾汉雷诺数。
38. 权利要求33的系统，其中该泵、该进料管线组件和该管线内添加组件配置为在添 加絮凝剂时为该稠细粒尾矿的管线内流体提供45, 000-60, 000的宾汉雷诺数。
39. 权利要求33-38中任一项的系统，其中该泵配置为提供高于最低阈值的该稠细粒 尾矿的进料流速以确保该湍流形态。
40. 权利要求33-39中任一项的系统，其中该进料管线组件和该管线内添加组件配置 为具有足够小的管径以确保该湍流形态。
41. 权利要求33-40中任一项的系统，其中该泵、絮凝物聚集管线组件和剪切调节管线 组件配置为使得经絮凝的物料的该非湍动管线内流体具有层流形态。
42. 权利要求33-41中任一项的系统，其中该泵配置为以基本恒定的流速操作。
43. 权利要求33-41中任一项的系统，其中该泵配置为以基本恒定的每分钟转数操作。
44. 权利要求1-12中任一项的系统，其中该管线内添加组件包括用于将包括絮凝剂的 溶液添加到该稠细粒尾矿的管线内流体中的注射器。
45. 权利要求33-44中任一项的系统，其中该系统还包括絮凝剂添加控制器，其用于控 制该絮凝剂添加到稠细粒尾矿的管线内流体中。
46. 权利要求45的系统，其中该絮凝剂添加控制器配置为提供对该絮凝剂相对于该稠 细粒尾矿的管线内流体的比例的控制。
47. 权利要求33-46中任一项的系统，其中该脱水单元包括地表沉积位置。
48. 权利要求33-46中任一项的系统，其中该脱水单元包括增稠器和/或过滤器。
49. 处理稠细粒尾矿的方法，包括： 将絮凝剂分散到具有湍流形态的稠细粒尾矿中从而制备湍动絮凝尾矿物料； 将该湍动絮凝尾矿物料进行剪切从而使絮凝物聚集并提高其屈服应力，以制备具有非 湍流形态的经絮凝的物料；和 剪切调节该经絮凝的物料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，其中在该水释放区内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。
50. 权利要求49的方法，其中该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有至少40, OOO的宾汉雷 诺数。
51. 权利要求49的方法，其中该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有至少50, 000的宾汉雷 诺数。
52. 权利要求49的方法，其中该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有至少60, 000的宾汉雷 诺数。
53. 权利要求49的方法，其中该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有40, 000-65, 000的宾 汉雷诺数。
54. 权利要求49的方法，其中该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有45, 000-60, 000的宾 汉雷诺数。
55. 权利要求49-54中任一项的方法，其中将絮凝剂分散到稠细粒尾矿中是在管线内 进行的。
56. 权利要求49-55中任一项的方法，其中将该湍动絮凝尾矿物料进行剪切的步骤是 在管线内进行的。
57. 权利要求49-56中任一项的方法，其中剪切调节该经絮凝的物料的步骤是在管线 内进行的。
58. 权利要求55-57中任一项的方法，其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。
59. 权利要求55-58中任一项的方法，其中提供湍流形态包括将管线组件配置为具有 足够小的管径，该管线组件输送稠细粒尾矿用于添加絮凝剂并在添加絮凝剂之后输送该絮 凝尾矿。
60. 权利要求55-59中任一项的方法，其中提供湍流形态包括在添加絮凝剂时确保稠 细粒尾矿具有足够低的粘度。
61. 权利要求49-60中任一项的方法，其中该经絮凝的物料具有层流形态。
62. 权利要求49-61中任一项的方法，其中该脱水包括将该经调节的絮凝的尾矿物料 沉积到地表沉积区域上。
63. 权利要求49-61中任一项的方法，其中该脱水包括将该经调节的絮凝的尾矿物流 进行增稠和/或过滤。
64. 处理稠细粒尾矿的方法，包括： 在上游管线部分中提供稠细粒尾矿流体； 在分配管线区中将该稠细粒尾矿流体与絮凝剂接触从而产生絮凝尾矿； 通过下游管线部分输送该絮凝尾矿；和 将该絮凝尾矿脱水； 其中配置该上游管线部分和该分配管线区，以及提供该稠细粒尾矿流体，从而使得在 上游管线部分和分配管线区中都具有湍流形态。
65. 权利要求64的方法，其中该稠细粒尾矿流体具有流速，该流速是依照该稠细粒尾 矿的流变特征和上游管线部分的管径而控制的。
66. 权利要求64和65的方法，其中该上游管线部分具有至多12英寸的管径，且该分配 管线区具有足以确保分配管线区中的湍动和混合的管径。
67. 权利要求66的方法，其中该分配管线区具有至多6英寸的管径。
68. 权利要求64-67中任一项的方法，其中该下游管线部分具有足够大的管径使得流 动通过其的絮凝尾矿具有非湍流形态。
69. 权利要求64-67中任一项的方法，其中该下游管线部分具有足够大的管径使得流 动通过其的絮凝尾矿具有层流形态。
70. 权利要求64-69中任一项的方法，其中该稠细粒尾矿包括熟化细粒尾矿（MFT)。
71. 权利要求64-70中任一项的方法，其中该稠细粒尾矿包括由油砂抽提操作得到的 尾矿。
72. 权利要求64-71中任一项的方法，其中该粘稠细粒尾矿是从尾矿池回收的。
73. 处理稠细粒尾矿的方法，包括： 将絮凝剂分配到稠细粒尾矿中以制备絮凝尾矿物料； 将该絮凝尾矿物料进行剪切以使絮凝物聚集并提高其屈服应力，以制备经絮凝的物料 的非湍动管线内流体； 剪切调节该经絮凝的物料的非湍动管线内流体以降低其屈服应力，并制备在水释放区 内的经调节的絮凝的尾矿物料，其中在所述水释放区内水与该经调节的絮凝的尾矿物料分 离； 管理流动状态以抑制由于经絮凝的尾矿的屈服应力的提高造成的背压波动；和 将该经调节的絮凝的尾矿物料脱水。
74. 权利要求73的方法，其中该管理流动状态的步骤包括配置剪切调节管线组件，使 其具有足够大的管径以抑制背压波动，所述剪切调节管线组件输送该经絮凝的物料的非湍 动管线内流体。
75. 权利要求74的方法，其中该配置剪切调节管线组件的步骤是基于经絮凝的物料的 非湍动管线内流体的性质进行的。
76. 权利要求75的方法，其中该性质包括屈服应力。
77. 权利要求76的方法，其中该配置剪切调节管线组件的步骤是基于该稠细粒尾矿和 /或该经絮凝的物料的非湍动管线内流体的流速进行的。
78. 权利要求73-77中任一项的方法，其中该管理流动状态的步骤包括在与絮凝剂接 触时提供该稠细粒尾矿的湍流形态。
79. 权利要求78的方法，其中该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有至少40, 000的宾汉雷 诺数。
80. 权利要求78的方法，其中该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有至少50, 000的宾汉雷 诺数。
81. 权利要求78的方法，其中该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有至少60, 000的宾汉雷 诺数。
82. 权利要求78的方法，其中该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有40, 000-65, OOO的宾 汉雷诺数。
83. 权利要求78的方法，其中该稠细粒尾矿在添加絮凝剂时具有45, 000-60, 000的宾 汉雷诺数。
84. 权利要求78-83中任一项的方法，其中将絮凝剂分散到稠细粒尾矿中是在管线内 进行的。
85. 权利要求78-84中任一项的方法，其中将该絮凝尾矿物料进行剪切的步骤是在管 线内进行的。
86. 权利要求78-85中任一项的方法，其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。
87. 权利要求78-86中任一项的方法，其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，该管线组件传输该稠细粒尾矿用于添加絮凝剂并在添加絮凝剂之后传输絮 凝尾矿。
88. 权利要求78-87中任一项的方法，其中提供湍流形态包括在添加絮凝剂时确保该 稠细粒尾矿具有足够低的粘度。
89. 权利要求73-88中任一项的方法，其中该经絮凝的物料的非湍动管线内流体具有 层流形态。
90. 权利要求73-89中任一项的方法，其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上。
91. 权利要求73-90中任一项的方法，其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。
92. 权利要求73-91中任一项的方法，其中该絮凝剂作为絮凝剂溶液提供。
93. 权利要求92的方法，其中该絮凝剂溶液具有0. lwt% -lwt%的絮凝剂浓度。
94. 权利要求92的方法，其中该絮凝剂溶液是包括< 5wt%、< 2wt%、< 1.5wt%或 < lwt%的絮凝剂的水溶液。
95. 权利要求92的方法，其中该絮凝剂溶液是包括彡lwt%、彡0· 6wt%或彡0· 4wt% 的絮凝剂的水溶液。
96. 权利要求73-95中任一项的方法，其中该絮凝剂包括阴离子聚合物絮凝剂。
97. 权利要求73-96中任一项的方法，其中该管理流动状态的步骤的提供用于将稠细 粒尾矿流速的波动削弱到至多20m3/hr的经削弱的平均波动幅度。
98. 权利要求73-97中任一项的方法，其中该管理流动状态的步骤的提供使得将絮凝 剂流速的波动削弱到至多5m3/hr的经削弱的平均波动幅度。
99. 权利要求73-98中任一项的方法，其中该管理流动状态的步骤包括： 使用第一泵泵送稠细粒尾矿； 基于稠细粒尾矿的流速设定点控制该第一泵； 使用第二泵泵送该絮凝剂溶液； 基于絮凝剂溶液的流速设定点控制该第二泵；和 基于该稠细粒尾矿的流速、密度和/或粘土含量调节该絮凝剂溶液的流速设定点。
100. 权利要求99的方法，其中该第一和第二泵是离心泵。
101. 权利要求100的方法，其中该第一和第二泵是正位移泵。
102. 权利要求73-101中任一项的方法，其中该管理流动状态的步骤包括对于经絮凝 的物料的非湍动管线内流体避免流动限制。
103. 权利要求73-102中任一项的方法，其中该管理流动状态的步骤包括对于经絮凝 的物料的非湍动管线内流体避免堵塞。
104. 权利要求73-103中任一项的方法，其中该管理流动状态的步骤包括对于经絮凝 的物料的非湍动管线内流体避免管线直径缩小。
105. 权利要求73-104中任一项的方法，其中该管理流动状态的步骤包括提供基本恒 定的管径用于输送该絮凝尾矿物料和该经絮凝的物料的非湍动管线内流体。
106. 处理稠细粒尾矿的方法，包括： 泵送该稠细粒尾矿从而提供管线内稠细粒尾矿流体； 泵送包括絮凝剂的絮凝剂溶液从而提供管线内絮凝溶液流体； 将该管线内稠细粒尾矿流体与该管线内絮凝剂溶液流体接触以制备絮凝尾矿； 剪切调节该絮凝尾矿以制备经调节的絮凝的尾矿物料； 将该经调节的絮凝的尾矿物料脱水；和 实施包括以下的流动控制策略： 对该管线内稠细粒尾矿流体设定基本恒定的流速； 基于该管线内稠细粒尾矿流体的流速、密度和/或粘土含量对该管线内絮凝剂溶液流 体设定基本恒定的絮凝剂用量；和 其中该管线内稠细粒尾矿流体的该基本恒定的流速高于最低阈值从而提供足够的湍 动以大大降低管线内絮凝剂溶液流体和管线内稠细粒尾矿流体二者的流速波动。
107. 权利要求106的方法，其中该稠细粒尾矿的流速是湍动的。
108. 权利要求107的方法，其中在具有至多12英寸的直径的管线内流速为至少400m3/ hr 〇
109. 权利要求106-108中任一项的方法，其中该流动管理包括在管线中提供湍动的且 与管线的尺寸和该稠细粒尾矿的特征相关的流速。
110. 权利要求106-109中任一项的方法，其中该絮凝剂流包括具有0. Iwt % -Iwt %的 絮凝剂浓度的溶液。
111. 权利要求106-110中任一项的方法，其中该絮凝剂是阴离子聚合物絮凝剂。
112. 权利要求106-111中任一项的方法，其中该包括絮凝剂的溶液是包括< 5wt%、 < 2wtK I. 5wt%或< lwt%的该絮凝剂的水溶液。
113. 权利要求106-110中任一项的方法，其中该包括絮凝剂的溶液是包括< lwt%、 彡0· 6wt%或彡0· 4wt%的该絮凝剂的水溶液。
114. 权利要求106-113中任一项的方法，其中该管线内稠细粒尾矿流体的流速足以将 稠细粒尾矿流速的波动削弱到至多20m3/hr的经削弱的平均波动幅度。
115. 权利要求106-114中任一项的方法，其中该管线内稠细粒尾矿流体的流速足以将 絮凝剂流速的波动削弱到至多5m3/hr的经削弱的平均波动幅度。
116. 权利要求106-115中任一项的方法，其中该管线内稠细粒尾矿流体的流速足以将 抽吸尾矿流速的波动和/或絮凝剂流速的波动基于平均波动幅度削弱至少90%。
117. 用于削弱一起接触的包括絮凝剂的管线内絮凝剂溶液流体和管线内稠细粒尾矿 流体的流速波动的方法，包括为该管线内稠细粒尾矿流体提供高于最低阈值的流速从而在 与管线内絮凝剂溶液流体接触时提供湍流形态，该湍流形态足以将絮凝剂分散到该稠细粒 尾矿中并制备沿下游管线具有基本稳定的流变分布的管线内絮凝尾矿流体。
118. 权利要求117的方法，其中该最低阈值足以使该管线内稠细粒尾矿流体在与絮凝 剂溶液接触时具有至少40, OOO的宾汉雷诺数。
119. 权利要求117的方法，其中该最低阈值足以使该管线内稠细粒尾矿流体在与絮凝 剂溶液接触时具有至少50, 000的宾汉雷诺数。
120. 权利要求117的方法，其中该最低阈值足以使该管线内稠细粒尾矿流体在与絮凝 剂溶液接触时具有至少60, 000的宾汉雷诺数。
121. 权利要求117的方法，其中该最低阈值足以使该管线内稠细粒尾矿流体在与絮凝 剂溶液接触时具有40, 000-65, 000的宾汉雷诺数。
122. 权利要求117的方法，其中该最低阈值足以使该管线内稠细粒尾矿流体在与絮凝 剂溶液接触时具有45, 000-60, 000的宾汉雷诺数。
123. 权利要求117-122中任一项的方法，其中絮凝剂溶液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。
124. 权利要求123的方法，其中该比例控制包括体积比控制或质量比控制。
125. 削弱注入到稠细粒尾矿流体中的包括絮凝剂的絮凝剂溶液的流速波动的方法，包 括在注入之前降低该絮凝剂溶液中的空气含量。
126. 权利要求125的方法，其中降低空气含量包括将该絮凝剂溶液的粘度降低到足以 促使空气释放。
127. 权利要求126的方法，其中降低该絮凝剂溶液的粘度包括降低其中絮凝剂的浓 度。
128. 权利要求127的方法，其中降低絮凝剂的浓度包括降低50%。
129. 权利要求127或128的方法，其中降低絮凝剂的浓度包括降低到基于絮凝剂溶液 的总重量至多Iwt%絮凝剂。
130. 权利要求125-129中任一项的方法，进一步包括为该稠细粒尾矿的流体提供湍流 形态。
131. 权利要求130的方法，其中该稠细粒尾矿的流体在与絮凝剂溶液接触时具有至少 40, 000的宾汉雷诺数。
132. 权利要求130的方法，其中该稠细粒尾矿的流体在与絮凝剂溶液接触时具有至少 50, 000的宾汉雷诺数。
133. 权利要求130的方法，其中该稠细粒尾矿的流体在与絮凝剂溶液接触时具有至少 60, 000的宾汉雷诺数。
134. 权利要求130的方法，其中该稠细粒尾矿的流体在与絮凝剂溶液接触时具有 40, 000-65, 000的宾汉雷诺数。
135. 权利要求130的方法，其中该稠细粒尾矿的流体在与絮凝剂溶液接触时具有 45, 000-60, 000的宾汉雷诺数。
【文档编号】C10G53/08GK104520412SQ201380041637
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年6月21日 优先权日:2012年6月21日
【发明者】T.巴格, A.桑切斯, A.雷文顿, J.P.麦考利 申请人:桑科能源股份有限公司