一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法技术

本发明专利技术涉及一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法，（1）、取Na2CO3和络合剂混合均匀后制得复合钠化剂，将复合钠化剂溶于水中得到透明溶液，取低品级钙基膨润土粉碎后加入透明溶液中，搅拌均匀后敞口放置，在自然条件下风干得到钠化膨润土，备用；（2）、取无机悬浮剂和无机增稠剂混合均匀制得复合改性剂，将复合改性剂和钠化膨润土混合后搅拌均匀，粉碎后得到无机造浆膨润土。本发明专利技术采用低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土，省略了低品级膨润土提纯步骤，优化了无机造浆膨润土的加工工艺，制备过程中不添加有机高分子材料，降低了膨润土生产成本，并且产品造浆率高，实现了低品级膨润土资源的高附加值利用。

A method of preparing bentonite with low grade calcium based bentonite for preparation of inorganic slurry

The invention relates to a method for low grade calcium bentonite slurry for preparing inorganic bentonite, (1), Na2CO3 and complexing agent are evenly mixed to prepare the composite sodium agent, composite sodium agent dissolved in water to obtain a transparent solution, low grade calcium bentonite after smashing into the transparent solution, after mixing evenly arranged in the open, in the natural wind to get sodium bentonite, reserve; (2), inorganic suspending agent and inorganic thickener evenly mixed to prepare compound modifier, the composite modifier and sodium bentonite evenly mixing, crushing after the inorganic bentonite slurry. The invention adopts low grade calcium bentonite slurry preparation of inorganic bentonite, purification steps omitted low grade bentonite, optimization of the machining technology of inorganic bentonite slurry, preparation of organic polymer materials without adding process, reduce the production cost of bentonite, and the product mudmaking rate high, to achieve a high value-added utilization of low grade bentonite resources.

【技术实现步骤摘要】
一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法
本专利技术涉及低品级膨润土改性
，具体涉及一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法。
技术介绍
随着国内外石油钻井和水平定向钻进技术的发展，对膨润土的需求量逐年增多。我国膨润土资源丰富，储量居世界第一，但是多为钙剂膨润土且蒙脱石含量较低，介于60%～80%之间，属于低品级的钙基膨润土。国家标准GB/T5005-2010将钻井液膨润土分为3大类，即未经处理膨润土、钻井级膨润土和OCMA级膨润土。其中钻井膨润土和OCMA级膨润土加入了各种化学增效剂。未处理膨润土很难达到使用要求。由于蒙脱石含量低，国内外在对膨润土改性之前需要进行提纯处理。按提纯过程中加水量可分为干法提纯和湿法提纯，按反应的类型可分为物理法和化学法，按加入的药剂类型可分为自然沉降法、分散剂法和絮凝法等。目前，造浆膨润土的制备方法大多是先对膨润土进行提纯，提纯后再进行各种改性研究。但是，采用未经提纯的低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土研究较少。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法，制备过程中不需要对低品级膨润土进行提纯处理，并且不添加有机高分子材料，降低了造浆膨润土生产成本，实现了低品级膨润土资源的高附加值利用。本专利技术为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法，具体包括以下步骤:（1）、取Na2CO3和络合剂混合均匀后制得复合钠化剂，将复合钠化剂溶于水中得到透明溶液，取低品级钙基膨润土粉碎后加入透明溶液中，搅拌均匀后敞口放置，在自然条件下风干得到钠化膨润土，备用；（2）、取无机悬浮剂和无机增稠剂混合均匀制得复合改性剂，将复合改性剂和钠化膨润土混合后搅拌均匀，粉碎后得到无机造浆膨润土。作为本专利技术一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法的进一步优化：所述步骤（1）的复合钠化剂中Na2CO3和络合剂的质量比为20:1-10:1，络合剂为氨三乙酸钠、乙二胺四乙酸盐、二乙烯三胺五羧酸盐，乙二胺四甲叉磷酸钠或二乙烯三胺五甲叉膦酸盐。作为本专利技术一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法的进一步优化：所述步骤（1）采用的低品级钙基膨润土中蒙脱石的含量为60-80%，低品级钙基膨润土粉碎后过200目筛。作为本专利技术一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法的进一步优化：所述步骤（1）透明溶液中复合钠化剂和水的重量比为1：1-1:2。作为本专利技术一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法的进一步优化：所述步骤（1）中取复合钠化剂25倍重量的低品级钙基膨润土粉碎后加入透明溶液。作为本专利技术一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法的进一步优化：所述步骤（2）复合改性剂中无机悬浮剂和无机增稠剂的质量比为5:1-4:1，无机悬浮剂由硅酸盐和硫酸盐组成，且硅酸盐和硫酸盐的重量比为1:1～1:5。作为本专利技术一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法的进一步优化：所述步骤（2）中复合改性剂和钠化膨润土的混合重量比为1:20-1:25。有益效果一、本专利技术采用低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土，省略了低品级膨润土提纯步骤。由于低品级膨润土中含有长石、方解石等粗颗粒硅酸盐，传统膨润土制备方法需要进行提纯，分为干法提纯和湿法提纯。本专利技术加入无机复合悬浮剂可以提高粗颗粒硅酸盐悬浮性能，再加入聚合硫酸盐进一步提高粗颗粒硅酸盐悬浮性能和膨润土造浆液粘度，二者可以保证粗颗粒硅酸盐在膨润土使用过程中不会发生下沉，而是和膨润土一起悬浮在溶液中。二、本专利技术优化了无机造浆膨润土的加工工艺，制备过程中不添加有机高分子材料，降低了膨润土生产成本，以现有技术中制备过程中添加羧甲基纤维素为例，羧甲基纤维素市场价格为7800/吨，羧甲基纤维素添加量为1.0%，则每吨膨润土羧甲基纤维素添加成本为78元，本专利采用硅酸盐、硫酸盐和聚合硫酸盐代替有机高分子材料，进一步提高膨润土性能。硅酸盐和硫酸盐市场价格分别为800/吨和500/吨，二者按重量比1:1混合得无机复合悬浮剂，其价格为650/吨，添加量为1/25，每吨生产成本为32.5元。聚合硫酸盐市场价格为1000/吨，添加量为1/100，每吨生产成本为10元。所以，用硅酸盐、硫酸盐和聚合硫酸盐代替有机高分子材料，每吨生产成本可降低35.5元。三、本专利技术制备方法的产品造浆率高，1吨本专利技术的无机造浆膨润土可以配出粘度为15m·Pa·s的钻井液10-15m3，实现了低品级膨润土资源的高附加值利用。附图说明图1是本专利技术制备方法的工艺流程图。具体实施方式实施例1一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法，具体包括以下步骤:（1）、取Na2CO3和络合剂混合均匀后制得复合钠化剂（复合钠化剂中Na2CO3和络合剂的质量比为20:1，络合剂为氨三乙酸钠），将复合钠化剂溶于水中得到透明溶液（透明溶液中复合钠化剂和水的重量比为1：1），取低品级钙基膨润土粉碎后（采用的低品级钙基膨润土中蒙脱石的含量为60%，低品级钙基膨润土粉碎后过200目筛）加入透明溶液中（取复合钠化剂25倍重量的低品级钙基膨润土粉碎后加入透明溶液），搅拌均匀后敞口放置，在自然条件下风干得到钠化膨润土，备用；（2）、取无机悬浮剂和无机增稠剂混合均匀制得复合改性剂（复合改性剂中无机悬浮剂和无机增稠剂的质量比为4:1，无机悬浮剂由硅酸盐和硫酸盐组成，且硅酸盐和硫酸盐的重量比为1:1），将复合改性剂和钠化膨润土混合后搅拌均匀（复合改性剂和钠化膨润土的混合重量比为1:20），粉碎后得到无机造浆膨润土。实施例2（1）、取Na2CO3和络合剂混合均匀后制得复合钠化剂（复合钠化剂中Na2CO3和络合剂的质量比为18:1，络合剂为乙二胺四乙酸盐），将复合钠化剂溶于水中得到透明溶液（透明溶液中复合钠化剂和水的重量比为1：2），取低品级钙基膨润土粉碎后（采用的低品级钙基膨润土中蒙脱石的含量为68%，低品级钙基膨润土粉碎后过200目筛）加入透明溶液中（取复合钠化剂25倍重量的低品级钙基膨润土粉碎后加入透明溶液），搅拌均匀后敞口放置，在自然条件下风干得到钠化膨润土，备用；（2）、取无机悬浮剂和无机增稠剂混合均匀制得复合改性剂（复合改性剂中无机悬浮剂和无机增稠剂的质量比为5:1，无机悬浮剂由硅酸盐和硫酸盐组成，且硅酸盐和硫酸盐的重量比为1:2），将复合改性剂和钠化膨润土混合后搅拌均匀（复合改性剂和钠化膨润土的混合重量比为1:22），粉碎后得到无机造浆膨润土。实施例3（1）、取Na2CO3和络合剂混合均匀后制得复合钠化剂（复合钠化剂中Na2CO3和络合剂的质量比为15:1，络合剂为乙二胺四甲叉磷酸钠），将复合钠化剂溶于水中得到透明溶液（透明溶液中复合钠化剂和水的重量比为1：1），取低品级钙基膨润土粉碎后（采用的低品级钙基膨润土中蒙脱石的含量为75%，低品级钙基膨润土粉碎后过200目筛）加入透明溶液中（取复合钠化剂25倍重量的低品级钙基膨润土粉碎后加入透明溶液），搅拌均匀后敞口放置，在自然条件下风干得到钠化膨润土，备用；（2）、取无机悬浮剂和无机增稠剂混合均匀制得复合改性剂（复合改性剂中无机悬浮剂和无机增稠剂的质量比为5:1，无机悬浮剂由硅酸盐和硫酸盐组成，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法，其特征在于：具体包括以下步骤:（1）、取Na2CO3和络合剂混合均匀后制得复合钠化剂，将复合钠化剂溶于水中得到透明溶液，取低品级钙基膨润土粉碎后加入透明溶液中，搅拌均匀后敞口放置，在自然条件下风干得到钠化膨润土，备用；（2）、取无机悬浮剂和无机增稠剂混合均匀制得复合改性剂，将复合改性剂和钠化膨润土混合后搅拌均匀，粉碎后得到无机造浆膨润土。

【技术特征摘要】
1.一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法，其特征在于：具体包括以下步骤:（1）、取Na2CO3和络合剂混合均匀后制得复合钠化剂，将复合钠化剂溶于水中得到透明溶液，取低品级钙基膨润土粉碎后加入透明溶液中，搅拌均匀后敞口放置，在自然条件下风干得到钠化膨润土，备用；（2）、取无机悬浮剂和无机增稠剂混合均匀制得复合改性剂，将复合改性剂和钠化膨润土混合后搅拌均匀，粉碎后得到无机造浆膨润土。2.如权利要求1所述一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法，其特征在于：所述步骤（1）的复合钠化剂中Na2CO3和络合剂的质量比为20:1-10:1，络合剂为氨三乙酸钠、乙二胺四乙酸盐、二乙烯三胺五羧酸盐，乙二胺四甲叉磷酸钠或二乙烯三胺五甲叉膦酸盐。3.如权利要求1所述一种低品级钙基膨润土制备无机造浆膨润土的方法，其特征在于：所述步骤（1）采用的低品级钙基膨润土...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华军，刘萍，田文杰，李冬，杨刚宾，赵莉，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41