利用矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于石油压裂支撑剂制备技术领域，特别是涉及一种矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂及其制备方法。包括以下重量份的原材料，赤铁矿20份

【技术实现步骤摘要】
利用矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于石油压裂支撑剂制备
，特别是涉及一种矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]石油压裂支撑剂(陶粒砂)是一种陶瓷颗粒产品，具有很高的压裂强度，主要用于油田井下岩缝支撑，以增加石油天然气的产量，属环保产品。此产品利用优质铝矶土、粘土等多种原材料，将上述组分分别磨成细粉、过筛，混合搅拌均匀，在制粒机中经水气雾化滚动成球，然后烘干过筛，在遂道窑中经高温烧结而成，是天然石英砂、玻璃球、金属球等中低强度支撑剂的替代品，对增产石油天然气有良好效果。
[0003]现有陶粒支撑剂的生产主要用含铝在60％
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70％的铝矾土作为主原料，生产成本较高，众所周知由于陶粒支撑剂在井下需要处于高闭合应力和地层热盐水等环境中，品质不合格的陶粒支撑剂在该环境下，很容易发生抗压强度恶化，急剧破损，因此铝量低于60％以下的矿石制成的陶粒支撑剂，是无法满足井下压裂支撑需求。另外现有的陶粒支撑剂烧结温度高，烧结温度基本在1300℃以上，并且随着烧结温度的升高，生产成本逐渐增大，设备损耗也随之增加，安全风险扩大，使企业生产负担加重。
[0004]我公司在砂石开采过程中，矿山因地质结构的原因，产生了大量的尾矿伊利石和赤铁矿，这些尾矿伊利石，氧化铝含量在30％
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40％之间，但铁含量在1％以上，Ti含量在1.56％以上，因杂质较大，这些尾矿伊利石在瓷砖和陶瓷制作上无法应用，从而形成矿物垃圾无处堆放。尾矿赤铁矿氧化铁含量都在25％以下，并且二氧化硅在12％左右，三氧化二铝在16％，属于高铝高硅，无法应用于炼钢企业。而对于其他加工企业，三氧化二铁含量又太高，也无法应用。目前对这类尾矿还没有很好的处理办法。目前采用的方法是进行填埋和堆积，一方面占用了土地资源，另一方面造成粉尘和水资源污染。所以本专利的专利技术解决了一部分尾矿的再利用，同时也能为企业带来经济效益。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂及其制备方法，解决现有技术中的陶粒支撑剂烧结温度高，铝矾土添加量大成本高的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种利用矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂，包括以下重量份的原材料，赤铁矿20份
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40份、伊利石10份
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20份、铝矾土20份
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30份、熟料铝矾土10份
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20份和白粘土5份
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10份；所述伊利石铝含量为30％
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40％；所述赤铁矿中氧化铁含量为20％
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30％；所述赤铁矿、伊利石、铝矾土、熟料铝矾土和白粘土的研磨后细度为400目筛网通过率大于99％。
[0007]进一步所述利用矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂，包括以下重量份的原材料，包括以下重量份的原材料，赤铁矿20份、伊利石10份、铝矾土20份、熟料铝矾土10份和白粘土5份。所述伊利石含铝量为35％；所述赤铁矿中氧化铁含量为25％。
[0008]进一步的，所述利用矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂，包括以下重量份的原材料，包括以下重量份的原材料，赤铁矿30份、伊利石20份、铝矾土30份、熟料铝矾土15份和白粘土5份。所述伊利石含铝量为35％；所述赤铁矿中氧化铁含量为25％。
[0009]进一步的，所述利用矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂，包括以下重量份的原材料，赤铁矿40份、伊利石20份、铝矾土30份、熟料铝矾土20份和白粘土10份；所述伊利石铝含量为35％；所述赤铁矿中氧化铁含量为25％。
[0010]本专利技术的另一个方面，提供了一种制备利用矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂的方法，包括以下步骤，(1)取氧化铁含量为20％
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30％的赤铁矿20份
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40份、铝含量为30％
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40％伊利石10份
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20份、铝矾土20份
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40份、熟料铝矾土10份
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20份和白粘土5份
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10份混合；(2)将上述混料加入实验球磨机里，进行搅拌均化3
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4小时；(3)取混拌后的混料三分之二倒入制粒锅中，剩余三分之一作为后续抛光使用；(4)将制粒锅混料静止陈腐24小时后开始喷水制粒，快速制出大球胚颗粒，再将大球胚颗粒置于粉碎机内打散，一般需要重复打碎3
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4次，粉碎后过40目筛，得出粒径在400μm以内的引子，把引子置于制粒机中，进行制粒，制粒过程中喷出的水珠成雾状均匀分撒在混合粉上，待颗粒粒径达到0.3
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1mm时停止喷射水溶液，然后加入步骤(3)中得到的剩余混料作为抛光粉加入，抛光15
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20分钟出锅；(5)将步骤(4)中得到的颗粒物倒出分摊在托盘中，置于干燥箱内，在120℃下干燥3h，水分控制在1
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3％，再用筛子筛分出粒径为500
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1000μm的半成品颗粒，装入刚玉杯中，放置在电阻炉内进行烧结，以5℃/min升温至1180
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1240℃，保持温度烧结2h后自然冷却至室温，得到预成品，将预成品进行二次筛分得到粒径为425
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850μm的成品。
[0011]本专利技术相比现有技术的有益效果：通过赤铁矿的加入使得陶粒支撑剂的强度升高；通过伊利石的加入，有效降低了铝矾土的添加量，同时伊利石中的钾钠与赤铁矿中铁元素发生协同作用进一步降低了烧结温度，使得生产成本更低，也使得我公司的尾矿伊利石和赤铁矿得到了废物再利用，减少了资源浪费和环境污染。经过本专利技术技术方案生产的陶粒支撑剂经测试完全符合中石油及中石化公布的陶粒支撑剂的技术参数标准要求。
具体实施方式
[0012]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0013]本专利技术实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一参数集合和第二参数集合等是用于区别不同的参数集合，而不是用于描述参数集合的特定顺序。
[0014]表一为实施例所采用的各种原料中的化学成分含量表。
[0015][0016]实施例1，所述利用矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂，包括以下重量份的原材料，赤铁矿30kg、伊利石20kg、铝矾土30kg、熟料铝矾土15kg和白粘土5kg；所述伊利石铝含量为35％；所述赤铁矿中氧化铁含量为25％。
[0017]所述赤铁矿和伊利石都为我公司砂石开采尾矿，其中所述伊利石铝含量为30％
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40％；所述赤铁矿中氧化铁含量为20％
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25％。氧化铁含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂，其特征在于：所述石油压裂陶粒支撑剂由以下重量成分组成混合料：赤铁矿20份
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40份、伊利石10份
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20份、铝矾土20份
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30份、熟料铝矾土10份
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20份和白粘土5份
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10份；所述伊利石铝含量为30％
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40％；所述赤铁矿中氧化铁含量为20％
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40％；所述赤铁矿、伊利石、铝矾土、熟料铝矾土和白粘土的细度为400目筛网通过率大于99％。2.根据权利要求1所述的利用矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂，其特征在于：包括以下重量份的原材料，赤铁矿20份、伊利石10份、铝矾土20份、熟料铝矾土10份和白粘土5份；所述伊利石含铝量为35％；所述赤铁矿中氧化铁含量为25％。3.根据权利要求1所述的利用矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂，其特征在于：包括以下重量份的原材料，赤铁矿30份、伊利石20份、铝矾土30份、熟料铝矾土15份和白粘土5份；所述伊利石含铝量为35％；所述赤铁矿中氧化铁含量为25％。4.根据权利要求1所述的利用矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂，其特征在于：赤铁矿40份、伊利石20份、铝矾土30份、熟料铝矾土20份和白粘土10份；所述伊利石铝含量为35％；所述赤铁矿中氧化铁含量为25％。5.一种制备权利要求2
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4中任一所述的利用矿山尾矿生产的高强度陶粒支撑剂的方法，其特征在于：包括以下步骤，(1)取氧化铁含量为20％
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德政，李刚，李阳，张超，陈同涛，仇联喜，
申请(专利权)人：泾阳中昊建材有限责任公司，
类型：发明
国别省市：