Bitumen Extraction from Bituminous Sands by Ultrasonic Irradiation

ChemEngineering, 2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/chemengineering9050109
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

This paper discusses the efficiency of ultrasonic-assisted bitumen extraction from bituminous sands of the Beke deposit (Mangistau region, Kazakhstan) using alkaline aqueous solutions. The process parameters, including ultrasonic frequency (22 kHz), power (up to 1500 W), solution pH (>12), and optimal NaOH concentration (1 wt.%) were optimized to achieve a maximum bitumen recovery of 98 wt.% within 8 min. The most effective sand-to-solution mass ratio was determined as 1:2, while the optimal process temperature was 75 °C. The application of ultrasound significantly enhances cavitation and reagent penetration, enabling efficient separation of bitumen with minimal chemical usage. Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy and GC–MS analyses revealed the presence of aromatic hydrocarbons, paraffinic and naphthenic structures, as well as sulfur- and oxygen-containing functional groups (e.g., sulfoxides, carboxylic acids). These characteristics suggest moderate maturity and a high degree of aromaticity of the organic matter. Despite suitable thermal and compositional properties, the extracted bitumen exhibits a relatively low stiffness and softening point, indicating the need for additional upgrading (e.g., oxidation) prior to use in road construction. Although standard rheological tests (e.g., dynamic shear rhinometry) were not conducted in this study, the penetration and softening point values suggest a relatively soft binder, possibly unsuitable for high-temperature paving applications without modification. Future research will focus on rheological evaluation and oxidative upgrading to meet the ST RK 1373-2013 specification requirements.