Cas de réussites - Extraction et gestion des résidus

Extraction

Suncor a ouvert sa mine de Steepbank à l’automne 1998, mettant en application plusieurs nouvelles technologies dans le domaine de la préparation et du transport du minerai et de la conception de chambres de séparation. Un fort volume de minerai de grande qualité tiré de la mine Steepbank présentait d’importantes difficultés de traitement attribuables, selon CanmetÉNERGIE, à la présence de minerai oxydé ou de bitume riche en agents tensio-actifs.

Ce type de composition chimique (bitume riche en tensio-actifs) donne une mousse de piètre qualité en dépit du grade élevé des sables bitumineux à la source. CanmetÉNERGIE a apporté des modifications au procédé d’extraction après avoir déterminé la composition chimique à l’origine du problème et la solution chimique qui permettrait d’y remédier (voir l’illustration de la mousse de bitume). Sans cette nouvelle technologie d’extraction, mise au point dans le cadre du programme fédéral de recherche sur l’extraction des sables bitumineux, plus de 30 millions de tonnes métriques de minerai, ce qui représente environ 20 millions de barils de pétrole, auraient été perdues.

Depuis la réussite de ce projet, chaque entreprise exploitante a fait évaluer le minerai pour déceler la présence de bitume oxydé ou dégradé de manière à améliorer le degré d’extraction.

Résidus

Des travaux menés au début des années 1990 à l’University of Alberta sur les résidus consolidés ont montré que, d’un point de vue géotechnique, ce procédé pourrait produire des dépôts carrossables (c.-à-d. des dépôts qui peuvent supporter le poids de machineries lourdes) à partir d’une partie des résidus liquides fins qui s’accumulent par suite de l’exploitation des mines de sables bitumineux à ciel ouvert.

Les principes chimiques à la base du procédé utilisé pour les résidus consolidés ont été étudiés dans le cadre du programme de recherche de CanmetÉNERGIE et, à partir des résultats prometteurs obtenus en laboratoire, Suncor a commercialisé ce procédé de traitement des résidus consolidés. Ce traitement s’appuie sur la manipulation des propriétés de résidus d’argile contenant du gypse, une méthode qui peut réduire de 25 % la quantité d’eau nécessaire pour produire un baril de bitume. Nos recherches ont joué un rôle fondamental relativement aux activités de commercialisation puisque cette manipulation du comportement de l’argile requiert que l’on change les propriétés chimiques de l’eau de procédé. Il fallait s’assurer que le changement apporté aux propriétés de l’eau de procédé est compatible avec le procédé d’extraction; or, nous avons été en mesure de quantifier les conditions d’exploitation qui permettraient la mise en application du procédé de résidus consolidés. D’autres travaux ont démontré qu’une vaste gamme de produits chimiques (outre le gypse) peuvent être utilisés pour ce procédé, notamment les polymères organiques et le dioxyde de carbone. Canadian Natural Resources Ltd., un exploitant de mines de sables bitumineux, a prévu utiliser du dioxyde de carbone pour son procédé de résidus non séparés, suite aux travaux de recherche menés aux installations de CanmetÉNERGIE.

Les procédés de résidus consolidés et de résidus non séparés sont deux des réussites qui promettent une diminution de la quantité d’eau utilisée pour produire un baril de bitume ainsi que la possibilité de créer un terrain solide où les résidus liquides fins pourraient être remis en valeur au profit de la forêt boréale présente à l’origine. Ce ne sont pas les seules technologies existantes, et notre programme de recherche s’intéresse à d’autres projets, chacun présentant des avantages particuliers et des applications spécifiques, et qui tous annoncent la transformation des résidus liquides fins en résidus secs empilables, avec pour résultat une diminution marquée de la consommation d’eau associée à l’exploitation des mines de sables bitumineux à ciel ouvert. Ces procédés couvrent diverses variantes du procédé de résidus consolidés à l’aide de divers traitements chimiques, tels que des procédés d’assèchement, la régénération du sol, la centrifugation ou des techniques novatrices d’élimination des résidus.

La commercialisation de procédés transformant les résidus entiers en résidus secs empilables (que l’on peut voir dans les photos ci-dessous) a encore besoin de l’appui des travaux de recherches et des développements techniques, et nos travaux contribuent aux efforts de commercialisation.

Résidus secs empilables entiers (obtenus avec un procédé de centrifugation) démontrés par des résultats dessais à léchelle de 20 tonnes métriques de résidus à lheure

Résidus secs empilables entiers (obtenus avec un procédé de centrifugation) démontrés par des résultats d’essais à l’échelle de 20 tonnes métriques de résidus à l’heure

Géré par CanmetÉNERGIE au centre de recherche de Devon (Alberta).