一种铝灰煤矸石质石油压裂支撑剂及制取方法技术

本发明专利技术提供了一种铝灰煤矸石质石油压裂支撑剂及制取方法，本发明专利技术的内燃和递质剂水在干燥、燃烧、烧成过程中使球内残留空隙减少了单颗粒球密度；本发明专利技术采用润磨、造球、自（蔓延）燃烧结等方法，使铝灰、煤矸石中的无机非金属物质包括重金属离子等陶瓷化或玻璃化、达到了铝灰、煤矸石全面利用、高值利用的效果和目的，同时还实现了煤矸石热值充分利用的效果。本发明专利技术的石油压裂支撑剂有粒度小、均匀、强度高、与压裂液及储层流体不发生化学作用的特点，本发明专利技术对节约制造石油压裂支撑剂的铝钒土资源和能源、对煤矸石综合利用、铝灰堆存的土地占用和减少其它环保负面作用均具积极意义。和减少其它环保负面作用均具积极意义。

【技术实现步骤摘要】
一种铝灰煤矸石质石油压裂支撑剂及制取方法


[0001]本专利技术属于废弃资源综合利用
，尤其是一种铝灰煤矸石质石油压裂支撑剂及制取方法。

技术介绍

[0002]目前，石油压裂支撑剂主要以铝钒土为原料经过高温烧制而成，存在资源消耗、制造原料和烧制成本高的缺点，铝灰（本专利技术指经过回收金属铝后的二次铝灰）含有高达65%的Al2O3, 煤矸石中的煤炭成分具有4200kJ/kg左右的热值，煤矸石燃尽后灰分的成分主要为Al2O3、SiO2, 因此，若能专利技术一种以铝灰、煤矸石为原料和燃料生产的石油支撑剂压裂支撑剂，不仅可克服以铝钒土为原料、高温烧制技术存在的资源消耗大、烧制成本高的缺点，而且可将铝灰、煤矸石的有用成分全值利用、变废为宝，对废弃资源综合利用、减少废弃资源堆存土地占用和减少其它环保负面作用，均具经济、环保等方面的积极意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的专利技术目的：主要针对上述情况，为克服现有技术之缺点，本专利技术之目的就是提供一种以铝灰、煤矸石为原料和燃料生产的石油支撑剂压裂支撑剂及制取方法。
[0004]本专利技术的技术方案为：提供了一种铝灰煤矸石质石油压裂支撑剂，包括铝灰和煤矸石细粉，该石油压裂支撑剂为以铝灰和煤矸石细粉为原料经混合均质、造球、高温焙烧制成的SiO2和Al2O
3 含量总和不低于75%的、粒度在0.35mm~0.75mm范围内的、球形度不小于0.85的、耐压强度不小于25MPa的球形颗粒，煤矸石细粉的发热量不小于4200kJ/kg且煤矸石细粉的粒度不大于1.0mm，铝灰的细度不大于1.0mm，原料中煤矸石细粉的质量份数不大于铝灰与煤矸石细粉质量总和的40%。
[0005]2、制取所述的铝灰煤矸石质石油压裂支撑剂的方法，其步骤为：步骤一：将发热量不小于4200kJ/kg的、细度不大于1mm煤矸石与细度不大于1mm的适当比例的铝灰与适量的水一起润磨成含水量不大于10%的可燃性湿混料；步骤二：将可燃性湿混料与适量的递质剂水一起加入到造球设备内，经混合、均质、滚动成湿料球；步骤三：将湿料球经筛分成0.35mm~0.75mm合格湿球、大于0.75mm的不合格粗湿球、小于0.35mm的不合格细湿球；步骤四：将大于0.75mm的不合格粗湿球破碎成不大于0.5mm湿颗粒；步骤五：将不大于0.5mm湿颗粒与小于0.35mm的不合格细湿球湿球与适量的可燃性粉体半干混料在滚圆设备内滚圆成0.35mm~0.75mm合格湿球；步骤六：将0.35mm~0.75mm合格湿球在回转窑内并在空气条件下点燃在最高烧成温度在700℃~900℃的温度范围内不少于4小时，经干燥脱水、自燃、加热、烧结、空气冷却至常温制成石油压裂支撑剂熟球；步骤七：将石油压裂支撑剂熟球筛分、分级得到粒度为0.35mm~0.75mm 的铝灰煤
矸石质石油压裂支撑剂。
[0006]本专利技术的有益效果是：本专利技术克服了传统的以铝钒土为原料经过高温烧制造石油压裂支撑剂存在的资源消耗大、烧制成本高的缺点；本专利技术达到了采用润磨、造球、自（内）燃等技术案，达到了以废弃资源铝灰为原料，以煤矸石为燃料且其燃尽成分为石油支撑剂压裂支撑剂有效成分的效果，达到了全面利用、高值利用的效果和目的，本专利技术的制取方法及生产石油支撑剂压裂，达到了强度高、压裂液及储层流体不发生化学作用的性能要求，对减少煤矸石、铝灰堆存土地占用和减少其它环保负面作用均具经济、环保、社会等方面的积极意义。
[0007]具体实施方式：以下对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。
[0008]给出了一种铝灰煤矸石质石油压裂支撑剂，包括铝灰和煤矸石细粉，该石油压裂支撑剂为以铝灰和煤矸石细粉为原料经混合均质、造球、高温焙烧制成的SiO2和Al2O
3 含量总和不低于75%的、粒度在0.35mm~0.75mm范围内的、球形度不小于0.85的、耐压强度不小于25MPa的球形颗粒，煤矸石细粉的发热量不小于4200kJ/kg且煤矸石细粉的粒度不大于1mm，铝灰的细度不大于1mm，原料中煤矸石细粉的质量份数不大于铝灰与煤矸石细粉质量总和的40%。
[0009]2、制取所述的铝灰煤矸石质石油压裂支撑剂的方法，其步骤为：步骤一：将发热量不小于4200kJ/kg的、细度不大于1mm煤矸石与细度不大于1mm的适当比例的铝灰与适量的水一起润磨成含水量不大于10%的可燃性湿混料步骤二：将可燃性湿混料与适量的递质剂水一起加入到造球设备内，经混合、均质、滚动成湿料球；步骤三：将湿料球经筛分成0.35mm~0.75mm合格湿球、大于0.75mm的不合格粗湿球、小于0.35mm的不合格细湿球；步骤四：将大于0.75mm的不合格粗湿球破碎成不大于0.5mm湿颗粒；步骤五：将不大于0.5mm湿颗粒与小于0.35mm的不合格细湿球湿球与适量的可燃性粉体半干混料在滚圆设备内滚圆成0.35mm~0.75mm合格湿球；步骤六：将0.35mm~0.75mm合格湿球在回转窑内并在空气条件下点燃在最高烧成温度在700℃~900℃的温度范围内不少于4小时，经干燥脱水、自燃、加热、烧结、空气冷却至常温制成石油压裂支撑剂熟球；步骤七：将石油压裂支撑剂熟球筛分、分级得到粒度为0.35mm~0.75mm 的铝灰煤矸石质石油压裂支撑剂。
[0010]实施例一： 实施本专利技术所用的二次铝灰的中Al2O3含量65%，SiO2含量10%，其余为六氟铝酸钠、金属铝、铝的碳化物等，煤矸石中的主要成分为SiO2、Al2O3、可燃性煤炭成分，煤矸石的热值5000kJ/kg。
[0011]步骤一：将细度不大于1mm煤矸石与细度不大于1mm的适当比例的铝灰（煤矸石与铝灰的质量比为3：2）与适量的水一起润磨成含水量为7%的可燃性湿混料，在此步骤中，铝灰中的金属铝、铝的碳氮化合物水化成氢氧化铝，收集处理水化过程中的可燃性气体；步骤二：将可燃性湿混料与适量的递质剂水（连续动态控制水量及水雾情况）一起连续的加入到直径为4.2米的圆盘式造球机内，可燃性湿混料在球盘内形成母球、并滚动成
湿料球；步骤三：将湿料球采用旋转式多级连续筛分机内将湿料球筛分成0.35mm~0.75mm合格湿球、大于0.75mm的不合格粗湿球、小于0.35mm的不合格细湿球；步骤四：将大于0.75mm的不合格粗湿球在连续给排料式旋转筛分机的筛层（筛网孔径0.5）拍打击碎落入筛层之下破碎成不大于0.5mm湿颗粒；步骤五：将不大于0.5mm湿颗粒与小于0.35mm的不合格细湿球湿球与适量的可燃性粉体半干混料在连续式滚筒造球机滚圆成0.35mm~0.75mm合格湿球；步骤六：将0.35mm~0.75mm合格湿球在逆流式回转窑内、最高烧成温度在850
±
50℃的温度下烧成4.5小时，逆流式回转窑内点火启动后，高温区即烧成区（850
±
50℃）在回转窑中间部位，正常启动运行烧成过程中，湿球由逆流式回转窑的加料端加入窑内，助燃空气经流式回转窑的出料端吹入窑内，加入到窑内的湿球先干燥脱水、升温、当料温达到一定程度后，煤矸石中可燃成分被点燃，物料球本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝灰煤矸石质石油压裂支撑剂，包括铝灰和煤矸石细粉，其特征在于：该石油压裂支撑剂为以铝灰和煤矸石细粉为原料经混合均质、造球、高温焙烧制成的SiO2和Al2O
3 含量总和不低于75%的、粒度在0.35mm~0.75mm范围内的、球形度不小于0.85的、耐压强度不小于25MPa的球形颗粒，煤矸石细粉的发热量不小于1200Kcal/kg且煤矸石细粉的粒度不大于1.0mm，铝灰的细度不大于1.0mm，原料中煤矸石细粉的质量份数不大于铝灰与煤矸石细粉质量总和的40%。2.制取权利要求1所述的铝灰煤矸石质石油压裂支撑剂的方法，其特征在于：步骤一：将发热量不小于1200Kcal/kg的、细度不大于1mm煤矸石与细度不大于1mm的适当比例的铝灰与适量的水一起润磨成含水量不大于10%的可燃性湿混料；步骤二：将可燃性湿...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振峰，
申请(专利权)人：河南机电职业学院，
类型：发明
国别省市：