一种固体危废二次铝灰制备陶粒支撑剂的方法技术

本发明专利技术涉及一种石油压裂支撑剂的制备，提供一种固体危废二次铝灰制备陶粒支撑剂的方法。制备陶粒支撑剂的原料包括高岭土、二次铝灰、粉煤灰，制备方法要点：以高岭土和二次铝灰作为主料，少量粉煤灰作添加剂进行均匀混合；将以上混合料研磨成一定粒度规格的细粉，然后加水进行造粒以制得湿颗粒料；将湿颗粒料在烘箱内烘干至含一定水分的陶粒坯料；最后将陶粒坯料在高温下煅烧成二次铝灰陶粒支撑剂成品。制成的陶粒支撑剂性能符合SY/T5108

【技术实现步骤摘要】
一种固体危废二次铝灰制备陶粒支撑剂的方法


[0001]本专利技术涉及一种石油压裂支撑剂的制备方法，具体涉及一种固体危废二次铝灰制备陶粒支撑剂的方法。

技术介绍

[0002]二次铝灰是电解铝产业副产的一种灰色粉末状工业废弃物，其中含有的氮化铝、碳化铝遇水产生氨气和甲烷等气体，散发恶臭气味，对人类健康和大气环境会造成有害影响，氟化物和氰化物遇水溶出会污染自然水体，如不加处理直接进行填埋将会对自然环境产生严重的危害，因此二次铝灰已经被列入《国家危险废物名录》(2021年版)。近十年以来，伴随着企业结构优化及铝产品产能的不断扩大，电解铝产业已在全国占有举足轻重的位置，随之而来的二次铝灰问题也变得愈加棘手，若二次铝灰不能及时得到有效处理，必将对电解铝产业的良性发展造成不利影响。以二次铝灰为原料制备陶粒石油压裂支撑剂，将为铝灰的有效利用开辟一条“康庄大道”，同时可以补充石油开采中水力压裂作业对支撑剂的巨大需求量，有望实现固体危废物二次铝灰的“自产自消”发展模式。
[0003]陶粒支撑剂多以铝矾土或其他铝矿物质为基料添加适量的其他矿物辅料制备而成，比较成熟的制备工艺为熔融喷吹法和烧结法。熔融喷吹法将经过预处理的混合物料在高温下进行熔融，得到的液态物料经高压气体喷出后形成球状制品，该方法因技术成本较高、对设备精度及成球控制的要求苛刻而并未被广泛采用。工业化最成熟的工艺是烧结法，借鉴了耐火材料、陶瓷制备的生产工艺，将物料研磨至一定粒径的粉状后造粒成型，然后在烧成温度下熔融、晶化、致密成最终产品。
[0004]除了传统的铝矾土基陶粒支撑剂，近年来为了提高工业废弃物或矿物残渣的利用率，诸多学者及企业尝试用其他高含铝量的固体废弃物等为原料制备陶粒支撑剂。一方面可以开发更多功能的陶粒支撑剂，跳出原料单一化的老路子，弥补原料本体属性造成的性能不足；另一方面可以促进工业化发展中大量有害副产物的回收利用，为资源可持续化的工业发展道路开辟更广阔的空间。
[0005]中国专利CN202110095057.4公开了一种煤矸石低密度石油陶粒支撑剂的制备工艺：将原料煤矸石经破碎至812mm的颗粒；然后经脱碳回转窑在750～850℃下煅烧25～30min.进行脱硫、脱碳、脱水；完成“三脱”后的煤矸石与辅料混合后再球磨成350～400目的细粉；合格的细粉混合料与水按照8:1的比例进行造粒，并通过筛分
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烘干
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再筛分得到粒度为20～40目的干陶粒料；最后将干陶粒料在回转窑内以1100～1350℃煅烧40～50min.，经冷却后得到最终产品。经该工艺生产的陶粒支撑剂致密程度高、抗压强度好，具有较小的破碎率和烧失率。
[0006]中国专利CN202010363776.5公开了一种高炉出铁沟废料制备的陶粒支撑剂及制备工艺：以出铁沟废料30％～60％、黏土10％～40％、页岩20％～50％、烧结助剂0％～10％为原料，经过混料、造粒、筛分和煅烧制得陶粒支撑剂成品。该专利技术制备的陶粒支撑剂性能符合SY/T5108
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2014行业标准，原料使用高炉出铁沟废料，提高资源利用率，解决固体废物
堆放对土地资源的浪费及环境破坏问题。
[0007]中国专利CN202110379031.2公开了一种添加预处理电解锰渣低密度陶粒支撑剂的制备方法及应用：由湿法电解提取金属锰工艺后的废渣经650～750℃煅烧处理2～3h得到预处理电解锰渣，以此电解锰渣和铝矾土为原料制得球坯后在1150～1250℃煅烧至成品，预处理电解锰渣的添加份额可达到15％～20％。专利技术所制的低密度陶粒支撑剂性能符合SY/T5108
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2014行业标准，可用于替代天然石英砂于52MPa闭合压力下压裂作业使用，具体的用于浅层石油、天然气水力压裂开采使用的陶粒支撑剂。

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在针对电解铝产业副产的固体危废物二次铝灰有效利用问题，提供一种以二次铝灰、高岭土和粉煤灰为原料制备陶粒支撑剂的方法。通过本专利技术，电解铝产业面临的二次铝灰问题可得到有效缓解，制备的陶粒支撑剂可直接用于石油开采行业。
[0009]本专利技术制备的陶粒支撑剂以二次铝灰和高岭土为主要原料，添加少量粉煤灰为辅助原料，经研磨
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混合
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造粒
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干燥
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煅烧后制得成品。按照高岭土20％～80％、二次铝灰10％～65％、粉煤灰1％～10％的原料组成制备陶粒支撑剂的具体方法如下：
[0010](1)将二次铝灰与高岭土按照质量比1:0.5～1:10进行配料，以两者的总质量为计算基准，添加1％～10％的粉煤灰后充分混合；
[0011](2)将步骤(1)所得混合料用球磨机充分研磨，得到粒度为325目细粉物料；
[0012](3)使用步骤(2)所得细粉物料送入造粒机，喷入雾化液进行造粒，制成粒度为18～25目的圆球状湿颗粒料；
[0013](4)将步骤(3)所得湿颗粒料在50～90℃下干燥30分钟后再次筛分制得18～25目的含水1％～10％的陶粒坯料；
[0014](5)将步骤(4)所得坯料进行煅烧，升温程速率≤10℃/min，升温至600℃恒温0.5～2h，然后升温至900℃恒温0.5～2h，最后升温至1100～1400℃恒温1～4h，自然冷却至室温制得陶粒支撑剂成品。
[0015]本专利技术制备的二次铝灰陶粒支撑剂具有如下优点：
[0016](1)陶粒支撑剂所用原料中二次铝灰为固体危废物，添加剂粉煤灰也属于工业废弃物，两者均为工业废弃物回收再利用，符合绿色发展的理念；
[0017](2)陶粒支撑剂采用的制备方法属于烧结法，有比较成熟的生产工艺可供借鉴，具有较强的工业化可行性；
[0018](3)陶粒支撑剂产品可直接用于石油开采中水力压裂作业，极大降低石油产业对陶粒支撑剂使用成本；
[0019](4)有效解决电解铝产业面临的固体危废物二次铝灰处理问题，为电解铝产业的进一步发展扫清障碍；
[0020](5)煤
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电
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铝的产业链条将延伸到石油产业，形成煤
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电
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铝
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油特色产业链，提高区域特色资源的深度利用，促进区域经济强力发展。
具体实施方式
[0021]下面通过实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以便阅读者更清楚地理解本专利技术
的目的、技术和优点。以下实施例及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术可实施范围的限定。
[0022]实施例1
[0023]石油压裂支撑剂的制备步骤为：
[0024](1)将二次铝灰与高岭土按照质量比1:0.5～1:10进行配料，以两者的总质量为计算基准，添加1％～10％的粉煤灰后充分混合；
[0025](2)将步骤(1)所得混合料用球磨机充分研磨，得到粒度为325目细粉物料；
[0026](3)使用步骤(2)所得细粉物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次铝灰陶粒支撑剂，以二次铝灰与高岭土主要原料，粉煤灰为添加剂；原料中各组分的质量分数为：高岭土20％～80％、二次铝灰10％～65％、粉煤灰1％～10％。2.按照权利1所述的原料组成，制备陶粒支撑剂的关键步骤为：(1)将二次铝灰与高岭土按照质量比1:0.5～1:10进行配料，以两者的总质量为计算基准，添加1％～10％的粉煤灰后充分混合；(2)将步骤(1)所得混合料用球磨机充分研磨，得到粒度为325目细粉物料；(3)使...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾永明，毕思峰，杨沛鹏，李永正，
申请(专利权)人：昌吉学院，
类型：发明
国别省市：