利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法，包括以下步骤：将镍铁块渣破碎成第一预设粒度的镍铁渣粉；按重量份计，取6

【技术实现步骤摘要】
利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法


[0001]本专利技术涉及红土镍矿冶炼产生的废渣再利用
，尤其涉及一种利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法。

技术介绍

[0002]红土镍矿冶炼镍铁后产生废渣，废渣的主要成分包括镁橄榄石、二氧化硅、氧化镁和三氧化二铝等等。由于废渣中氧化镁的含量较高，使得其不适合作为建筑材料的添加剂，因而缺乏大规模消纳途径，导致废渣大量堆存，不仅占用了大量土地资源，并且具有一定的环境污染风险。
[0003]国内主流压裂支撑剂主要为两类，分别为石英砂支撑剂和陶粒支撑剂。其中，石英砂支撑剂的强度较低，易于破碎，圆球度和表面光洁度也较低，不利于导油渗透。因此，石英砂仅适用于浅井和低闭合压力油气层的水力压裂。另外，近年来石英砂的开采也受到较为严格的控制，使得石英砂的供应出现短缺。陶粒支撑剂以高品位铝矾土作为主要原料，以陶粒作为配料。生产工艺路线长，生产流程复杂。而且，高品位铝矾土的价格较高，使得支撑剂的制造成本较高，进而使得压裂成本急剧提高。另外，高品位铝矾土是一种极具战略价值的矿产资源，压裂操作导致大量陶粒深埋地表以下，造成陶粒资源的浪费。
[0004]因此，如何利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决红土镍矿冶炼产生的废渣不能被合理利用以制成压裂支撑剂的问题，本专利技术提供一种利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法。
[0006]为实现本专利技术目的提供的一种利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法，包括以下步骤：
[0007]将镍铁块渣破碎成第一预设粒度的镍铁渣粉；
[0008]按重量份计，取6
‑
8份镍铁渣粉，加入1
‑
2份含铝混合物、0.5
‑
1份磷酸二氢铝、0.5
‑
1份顽火辉石及0.5
‑
1份羟甲基纤维素，以形成混合粉；
[0009]使用混合粉进行造粒，并筛选出第二预设粒度的颗粒；
[0010]将颗粒烧结成陶粒骨料。
[0011]在其中一个具体实施例中，还包括以下步骤：
[0012]持续搅拌陶粒骨料，并向上述量的陶粒骨料中依次加入树脂、偶联剂、增塑剂、固化剂和润滑剂，以形成覆膜陶粒支撑剂。
[0013]在其中一个具体实施例中，持续搅拌陶粒骨料，并向陶粒骨料中依次加入树脂、偶联剂、增塑剂、固化剂和润滑剂以形成覆膜陶粒支撑剂包括以下步骤：
[0014]按树脂与陶粒骨料的重量比为(2
‑
10)：100，称取树脂和陶粒骨料；
[0015]根据称取的树脂的重量，按偶联剂和树脂的重量比为(0.1
‑
1.2)：100，称取偶联
剂；
[0016]根据称取的树脂的重量，按增塑剂和树脂的重量比为(1
‑
10)：100，称取增塑剂；
[0017]根据称取的树脂的重量，按固化剂和树脂的重量比为(1
‑
8)：100，称取固化剂；
[0018]根据称取的树脂的重量，按润滑剂和树脂的重量比为(1
‑
6)：100，称取润滑剂；
[0019]在预设温度下，先向陶粒骨料内依次加入上述量的偶联剂、树脂和增塑剂，并使之混匀，然后，再向陶粒骨料内加入上述量的固化剂，之后，再向陶粒骨料内加入上述量的润滑剂以形成覆膜陶粒支撑剂；冷却后筛选出第三预设粒度的覆膜陶粒支撑剂以备用。
[0020]在其中一个具体实施例中，第一预设粒度小于325目；
[0021]第二预设粒度为20
‑
70目；
[0022]第三预设粒度为20
‑
40目。
[0023]在其中一个具体实施例中，在将镍铁渣破碎成第一预设粒度的镍铁渣粉之前，利用热泼缓冷法对镍铁渣进行处理，以形成镍铁块渣。
[0024]在其中一个具体实施例中，在将颗粒烧结成陶粒骨料之前，将颗粒置于105℃下干燥24h。
[0025]在其中一个具体实施例中，含铝混合物为低品位铝矾土；
[0026]低品位铝矾土中铝的质量分数为40
‑
60％；
[0027]在其中一个具体实施例中，含铝混合物为含氧化铝的废弃物；
[0028]废弃物中氧化铝的质量分数大于50％。
[0029]在其中一个具体实施例中，烧结温度为1000
‑
1300℃，烧结时长为60
‑
150min。
[0030]在其中一个具体实施例中，偶联剂为γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；
[0031]树脂为酚醛树脂和环氧树脂中的至少一种；
[0032]增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯；
[0033]固化剂为六亚甲基四胺或三乙烯四胺；
[0034]润滑剂为硬脂酸钙。
[0035]本专利技术的有益效果：本专利技术的利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法以工业废镍铁渣作为主要原料，含铝混合物作为辅助原料来制备压裂支撑剂。工业废镍铁渣具有一定的机械强度和耐酸能力，通过对其调质改性，制备出的中密度中强度的压裂支撑剂可完全代替传统的陶粒支撑剂。在压裂支撑剂制备过程中，使用消纳了大量的工业废镍铁渣，消除了镍铁渣对环境的危害，有助于推动镍铁生产行业可持续性发展。形成的压裂支撑剂相对传统的石英砂支撑剂，主要原料为镍铁渣，来源较广，资源丰富易得，形成的压裂支撑剂强度较大，不易破碎，圆球度也较好，有利于导油渗透。形成的压裂支撑剂相对传统的陶粒支撑剂，制备工艺得以简化，能耗较低，原料成本也较低，大大降低了制造成本，进而降低了油气井水利压裂的成本。
附图说明
[0036]图1是本专利技术一种利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法一具体实施例的流程图。
具体实施方式
[0037]为了进一步地理解本专利技术，下面对本专利技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。
[0038]参照图1，本专利技术提供一种利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法，包括以下步骤：
[0039]S100，将镍铁块渣破碎成第一预设粒度的镍铁渣粉。
[0040]在此步骤中，第一预设粒度小于325目，即，镍铁块渣被破碎成粒度小于325目的镍铁渣粉。以便于镍铁渣粉、含铝混合物及粘结剂能够充分混匀，有利于造粒成型。
[0041]S200，按重量份计，取6
‑
8份镍铁渣粉，加入1
‑
2份含铝混合物、0.5
‑
1份磷酸二氢铝、0.5
‑
1份顽火辉石及0.5
‑
1份羟甲基纤维素，以形成混合粉。
[0042]在此步骤中，向上述量的镍铁渣粉加入上述量的含铝混合物、上述量的磷酸二氢铝、上述量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：将镍铁块渣破碎成第一预设粒度的镍铁渣粉；按重量份计，取6
‑
8份所述镍铁渣粉，加入1
‑
2份含铝混合物、0.5
‑
1份磷酸二氢铝、0.5
‑
1份顽火辉石及0.5
‑
1份羟甲基纤维素，以形成混合粉；使用所述混合粉进行造粒，并筛选出第二预设粒度的颗粒；将所述颗粒烧结成陶粒骨料。2.根据权利要求1所述的利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法，其特征在于，还包括以下步骤：持续搅拌所述陶粒骨料，并向所述陶粒骨料中依次加入树脂、偶联剂、增塑剂、固化剂和润滑剂，以形成覆膜陶粒支撑剂。3.根据权利要求2所述的利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法，其特征在于，所述持续搅拌所述陶粒骨料，并向所述陶粒骨料中依次加入所述树脂、所述偶联剂、所述增塑剂、所述固化剂和所述润滑剂以形成所述覆膜陶粒支撑剂包括以下步骤：按所述树脂与所述陶粒骨料的重量比为(2
‑
10)：100，称取所述树脂和所述陶粒骨料；根据称取的所述树脂的重量，按所述偶联剂和所述树脂的重量比为(0.1
‑
1.2)：100，称取所述偶联剂；根据称取的所述树脂的重量，按所述增塑剂和所述树脂的重量比为(1
‑
10)：100，称取所述增塑剂；根据称取的所述树脂的重量，按所述固化剂和所述树脂的重量比为(1
‑
8)：100，称取所述固化剂；根据称取的所述树脂的重量，按所述润滑剂和所述树脂的重量比为(1
‑
6)：100，称取所述润滑剂；在预设温度下，先向上述量的所述陶粒骨料内依次加入上述量的所述偶联剂、所述树脂和所述增塑剂，并使之混匀，然后，再向所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙东奎，
申请(专利权)人：北京嘉禾石油技术有限公司，
类型：发明
国别省市：