加拿大的油砂是重要的能源与经济活动来源，不过从油砂开采出的沥青需大量加工清洁，才能运输至炼油厂转化为可用石油。

该加工工艺的第一步是“起泡”，即把原始沥青与水混合，迫使气泡穿过沥青，形成泡沫状、相对干净的沥青层，大部分沙子则被留下。但泡沫层中仍含有一些沙子和水。

阿尔伯塔大学矿物加工教授夏柳银和同事们致力于寻找制造更清洁、含砂量更少泡沫的方法，相关研究成果发表在《清洁工程与技术》杂志上。夏柳银表示：“我们想要高质量泡沫，其中混入的水和固体较少，因为这些固体必须在下游用溶剂冲洗掉。”

要实现这一目标，首先需了解固体是如何进入泡沫的。尽管沥青加工已有40年历史，但这一难题至今未被真正破解。夏教授称，破解它对开发生产高质量沥青的新技术至关重要。

为此，夏柳银和团队利用萨斯喀彻温大学加拿大光源(CLS)的强大X射线光束，观察随泡沫向上移动的沙子。夏教授说：“泡沫是动态的，几秒钟内就会发生变化，CLS光束线能够以微米分辨率实时捕捉泡沫图像。”

通过观察研究，他们发现泡沫中约40%的固体附着在气泡上，像金红石这类能更好粘附在油上的较重矿物，比沙子更容易附着在气泡上。他们还发现，泡沫液体部分中的大部分固体是由水而非油携带的。

夏柳银表示：“当我们知道固体残留的原因时，就可以开发出更高效、更环保的油砂加工技术。”她还称，研究结果表明，减少沥青中携带的水量应是减少不需要固体的直接方法，从而能获得更高质量的泡沫。

更多信息：Hanyu Zhang 等，同步加速器X射线成像研究油砂浮选过程中固体向沥青泡沫转移的机理2：夹带水，清洁工程与技术(2025)