天津大学与中国精馏技术国家工程研究中心研究人员于2011年11月2日宣布，使用离子液体（IL）藉其低粘度，利用溶剂萃取法可提高从油砂中回收沥青，同时可减少不利的影响，该成果已发布在美国化学学公杂志《能源和燃料（Energy & Fuels）》上。

    加拿大油砂是砂、粘土、水和沥青的复杂混合物。对于表面开采的油砂生产，热水提取工艺（HWEP）已被广泛应用。在这个过程中，热水和加工助剂与油砂相混合，通过使油砂颗粒发生剪切作用而从矿物中的沥青释放出来。富沥青泡沫先形成，然后用有机溶剂，稀释泡沫，降低沥青的粘度，并促进去除矿物和水滴。

    该过程有许多环境上的缺点，其中包括要消费大量的水，造成每处理1立方米油砂会产生4 立方米尾液。因此，使影响过程的水和尾矿材料的贮存不断增大。经过多年的沉淀后，水中稳定的悬浮体（细的尾矿物料）由细颗粒、高浓度的环烷酸、硫酸钠和未回收的沥青形成。这被禁止排放，因为它对各种生物体是有毒的，以免排放到环境中。

    有机溶剂萃取技术的开发可作为一种替代方案。然而，研究人员注意到，要将这项技术拓展用于油砂行业仍是困难的，因为这些有机溶剂易于挥发、易燃、有毒，并难以从废砂中回收。

    离子液体也被开发作为一种替代品，最近的一项研究发现，离子液体可在室温的溶剂萃取条件下利用甲苯，使沥青回收率提高到90％。这一与尾矿水相关的问题可得到解决，只要采用很少量的水就可从剩余的沙和粘土中去除离子液体。不过，研究人员建议，这种方法的广泛应用可能受以下事实的限制：（1）高粘度的离子液体会使其强烈附着在管道内壁和设备内体上，从而增加了运输的困难，并且会使离子液体的损失加大，和（2）由于其有毒性，甲苯往往对环境造成显著的负面影响。

    这项研究的具体目标是：（1）摸清加入添加剂，以减小离子液体粘度的可行性，（2）应用低粘度离子液体，以使用比芳烃溶剂毒性要小的有机溶剂来提高溶剂萃取率，（3）评价各种因素对沥青回收的影响，及（4）确定最佳的溶剂萃取条件 。

    研究团队使用离子液体1 -乙基-3 -甲基咪唑四氟硼酸盐([Emim][BF4 ])，用于增强复合溶剂（丙酮和正庚烷）。他们发现这一组合可使回收效率高达95％，而单独使用丙酮和正庚烷回收效率为86％，用水量也大大减少，没有尾矿水问题，夹带在被抽提沥青中的粘土细粒可以忽略不计，在被处理的砂中无离子液体残留物，并且再重复使用的离子液体也有高的性能（重复使用10次沥青回收率> 92％）。

    本研究中使用的离子液体1 -乙基-3 -甲基咪唑四氟硼酸盐([Emim][BF4 ])与许多其他的离子液体相比，粘性要低得多，因而使操作更容易，用于管道运输需要能源消耗极少。

    此外，丙酮在溶剂萃取中发挥重要作用，因为它可进一步降低离子液体的粘度，并可改进溶剂溶解沥青的能力。然而，丙酮应用的比例应受到控制，因为过量的丙酮会削弱离子液体的增强效应，并会使离子液体与沥青发生结合。

    丙酮与正庚烷在复合溶剂中的最佳比例为2:6（v/v），混合时间为10分钟，搅拌转速为450转/分，温度为25℃）和有机溶剂/油砂之比为4:1（v/w），被确定为实施这项技术。总体结果表明，使用[Emim][BF 4 ] 和复合溶剂（庚烷和丙酮）的小试结果于油砂产业，可使这种沥青回收技术令人鼓舞。