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沥青砂,亦称“油砂”、“焦油砂”或“重油砂”,是一种富含天然沥青的沉积砂。以下是对沥青砂的详细介绍:
一、组成与特性
- 主要成分:沥青砂主要由沥青、沙、富矿粘土和水组成。其中,沥青含量为10~12%,沙和粘土等矿物占80~85%,余下为3~5%的水。
- 外观:外观似黑色糖蜜。
- 化学组成:化学成分主要为碳、氢和氧,并含有铁锈氧化物(FeO)等化合物。
- 物理特性:具有高密度、高粘度、高碳氢比和高金属含量。
二、分布与应用
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分布范围:
- 加拿大:加拿大是世界上油砂资源最丰富的国家,主要集中在阿尔伯塔省北部地区,如阿沙巴斯克(Ashabasca)、冷湖(Cold Lake)和和平河(Peace River)等油砂区。
- 中国:中国也是油砂资源丰富的国家之一,主要分布在新疆、青海、西藏、四川、贵州等地,其中准噶尔盆地、塔里木盆地、羌塘盆地、柴达木盆地、松辽盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地等7个盆地中油砂资源量巨大。
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应用领域:
- 公路建设:沥青砂因其施工速度快、行车舒适度高、耐磨性和耐久性好、防水性能优异以及环保等特点,成为公路建设的主要材料之一。
- 铁路建设:在铁路建设中,沥青砂用于轨道填充,可以提高轨道的稳定性和平稳性,减少维护成本。
- 工业领域:沥青砂还应用于保温隔热材料、耐火材料和化工原料等方面,具有优异的耐高温性能。
三、开采与提炼
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开采方法:
- 露天开采:适用于地表或近地表的油砂矿藏,通过挖掘机械进行开采。
- 原地开采:对于埋藏较深的油砂,采用循环蒸汽强化法(CSS)、蒸汽辅助重力排泄法(SAGD)、出砂冷采技术、地下水平井注气体溶剂萃取技术(VAPEX)和水热裂解开采技术等方法进行开采。
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提炼过程:将开采出的油砂经过破碎、筛分、洗涤、分离等工艺,提取出其中的沥青和重油。
四、环境影响与可持续发展
- 环境影响:油砂开采和提炼过程中会产生大量的尾矿和废水,对环境和生态系统造成破坏。同时,加热蒸汽需要燃烧大量的天然气,排放出大量的二氧化碳等温室气体。
- 可持续发展:为了减少对环境的破坏,需要采用更环保的开采和提炼技术,加强尾矿和废水的处理与利用。同时,推动油砂资源的综合利用和循环利用,降低资源消耗和环境污染。
综上所述,沥青砂作为一种重要的矿产资源,在公路和铁路建设以及工业领域具有广泛的应用前景。然而,其开采和提炼过程也对环境造成了一定的影响。因此,在开发利用沥青砂资源的同时,需要注重环境保护和可持续发展。