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Enregistrement W3108276657 · doi:10.3390/min10111040

Structure and Mineralogy of Hydrophilic and Biwettable Sub-2 µm Clay Aggregates in Oil Sands Bitumen Froth

2020· article· en· W3108276657 sur OpenAlexafffund
Martin Couillard, Daniel D. Tyo, David Kingston, Bussaraporn Patarachao, Andre Zborowski, Samson Ng, Patrick H. J. Mercier

Notice bibliographique

RevueMinerals · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueEnhanced Oil Recovery Techniques
Établissements canadiensSyncrude (Canada)National Research Council Canada
Organismes subventionnairesSyncrude
Mots-clésOil sandsAsphaltWettingClay mineralsAsphalteneChemical engineeringEnergy-dispersive X-ray spectroscopyMaterials scienceMineralogyChemistryScanning electron microscopeComposite material

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

A primary concern of commercial mined oil sands operations is the extent to which one can minimize the content of water and solids contaminants in the solvent-diluted bitumen products resulting from the bitumen production processes. During bitumen production, particles of about 2 µm or less may be responsible for the stabilization of water-in-bitumen emulsions that form during aqueous extraction of bitumen and purification of bitumen froth subsequently during the froth treatment processes, thus leading to the presence of those contaminants in solvent-diluted bitumen products. In this study, we separate and analyze sub-2 µm clay solids isolated from typical bitumen froth fed to a froth treatment plant at a commercial mined oil sands operation. Analytical transmission electron microscopy (TEM) with spatially-resolved energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and electron energy-loss spectroscopy (EELS) demonstrate key differences in morphology and composition between sub-2 µm clay aggregates with two distinct wettability characteristics: hydrophilic vs. biwettable particle surfaces. In particular, clay platelets with <200 nm lateral dimensions and thicknesses of a few atomic layers, which are intermixed within coarser sub-2 µm clay aggregates, are found to confer clear differences in morphological characteristics and wettability behaviors to the sub-2 µm clay aggregates. The <200 nm clay platelets found within sub-2 µm biwettable clays tend to arrange themselves with random orientations, whereas <200 nm clay platelets within sub-2 µm hydrophilic clays typically form well-ordered face-to-face stacks. Moreover, in biwettable sub-2 µm clay aggregates, <200 nm clay platelets often cover the surfaces of ~1–2 µm sized mineral particles, whereas similarly sized mineral particles in hydrophilic sub-2 µm clay aggregates, in contrast, generally have exposed surfaces without clay platelet coverage. These biwettable vs. hydrophilic behaviors are attributed to a difference in the surface characteristics of the <200 nm clay platelets caused by toluene-unextractable organic carbon coatings. Nanometer-scale carbon mapping reveals an inhomogeneous toluene-unextractable organic carbon coating on the surfaces of <200 nm platelets in biwettable clays. In contrast, hydrophilic clays have a significantly lower amount of toluene-unextractable organic carbon, which tends to be concentrated at steps or near metal oxide nanoparticles on clay particle surfaces. Mixing surface-active organic species, such as asphaltene, resin, or carboxylic organic acids of various types with inorganic solids can lead to a dramatically enhanced emulsion stability. Consequently, understanding the origin and characteristics of sub-2 µm clay solids in bitumen froth is important to (i) clarify their potential role in the formation of stable water-in-oil emulsions during bitumen production and (ii) improve froth treatment process performance to further reduce contaminant solids in solvent-diluted bitumen products. We discuss the implications of our results from these two perspectives.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,008
Score d'incertitude au seuil0,659

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,006
Tête enseignante GPT0,193
Écart entre enseignants0,187 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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