一种飞灰煤矸石制取的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飞灰煤矸石制取的石油压裂支撑剂，所用原料包括垃圾飞灰和煤矸石细粉。本发明专利技术采用润磨、造球、自（内）燃、烧结等组合方法，使垃圾飞灰中的无机非金属物质包括重金属离子等陶瓷化或玻璃化、使有机有害物分解无害化，达到了垃圾飞灰全面利用、高值利用的效果和目的，同时还达到了煤矸石热值和非可燃性矿物质全值高值利用的效果，本发明专利技术递质剂水干燥、内燃、蔓延烧方法使石油压裂支撑剂具有球内孔隙率大、单球的密度小、粒度小、颗粒均匀、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资源和能源、对煤矸石综合利用、垃圾飞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。义。

A petroleum fracturing proppant prepared from fly ash coal gangue and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种飞灰煤矸石制取的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
，尤其是一种飞灰煤矸石制取的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，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, 垃圾飞灰中无机非金属矿物高达85%以上，若能专利技术一种能将垃圾飞灰中无机非金属陶瓷化或玻璃化、有机有害物分解无害化、以垃圾飞灰和煤矸石为原料和燃料生产用于地层深处的石油压裂支撑剂，不仅可节约铝钒土资源、而且可以将垃圾飞灰、煤矸石全值、高值利用，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能将垃圾飞灰中无机非金属物质陶瓷化或玻璃化、使有机有害物分解无害化、以垃圾飞灰和煤矸石为原料和燃料生产用于地层深处的石油压裂支撑剂及制取方法。
[0004]本专利技术的技术方案为：提供了一种飞灰煤矸石制取的石油压裂支撑剂，所用原料包括垃圾飞灰和煤矸石细粉，其特征在于：该石油压裂支撑剂为以垃圾飞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、粒度不大于0.75mm的、球形度不小于0.85的、耐压强度不小于35Mpa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0.075mm，垃圾飞灰的细度不大于0.015mm，原料中煤矸石细粉的质量份数不小于垃圾飞灰与煤矸石细粉质量总和的40%，。
[0005]制取所述的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的煤矸石经破碎、磨细成细度不大于0.075mm可燃性粉体材料；步骤二：将适宜比例的细度不大于0.075mm的煤矸石细粉、细度不大于0.015mm的垃圾飞灰与比例不大于垃圾飞灰与煤矸石细粉质量总和10%的水以配制成可燃性粉体半干混料；步骤三：将可燃性粉体半干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；步骤四：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；步骤五：将小于0.35mm的不合格细湿球，返回步骤三，将大于0.75mm的不合格粗湿球破碎成不大于0.5mm的湿颗粒后返回步骤三；步骤六：将0.35mm~0.75mm的合格湿球在滚圆设备内滚圆成合格圆湿球；
步骤七：将合格圆湿球在回转窑内并在空气条件下点燃在最高烧成温度在900℃~1250℃的温度范围内不少于4小时，经自燃、加热、烧结、空气冷却至常温制成石油压裂支撑剂熟球；步骤八：将石油压裂支撑剂熟球筛分、分级得到粒度为0.35mm~0.75mm 的石油压裂支撑剂。
[0006]本专利技术的有益效果是：本专利技术以垃圾飞灰和煤矸石为原料和燃料生产石油压裂支撑剂，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。本专利技术采用润磨、造球、自（内）燃、烧结等组合技术手段，使垃圾飞灰中的无机非金属物质包括重金属离子等陶瓷化或玻璃化、使有机有害物分解无害化，达到了垃圾飞灰全面利用、高值利用的效果和目的，同时达到了煤矸石热值和非可燃性矿物质全值高值利用的效果，而且还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；本专利技术达到了充分全值利用废弃垃圾飞灰，充分全值利用煤矸石的热值和非可燃性矿物的效果和目的，对减少煤矸石、垃圾飞灰堆存的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]给出了一种飞灰煤矸石制取的石油压裂支撑剂，所用原料包括垃圾飞灰和煤矸石细粉，其特征在于：该石油压裂支撑剂为以垃圾飞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、粒度不大于0.75mm的、球形度不小于0.85的、耐压强度不小于35Mpa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0.075mm，垃圾飞灰的细度不大于0.015mm，原料中煤矸石细粉的质量份数不小于垃圾飞灰与煤矸石细粉质量总和的40%，。
[0009]制取所述的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的煤矸石经破碎、磨细成细度不大于0.075mm可燃性粉体材料；步骤二：将适宜比例的细度不大于0.075mm的煤矸石细粉、细度不大于0.015mm的垃圾飞灰与比例不大于垃圾飞灰与煤矸石细粉质量总和10%的水以配制成可燃性粉体半干混料；步骤三：将可燃性粉体半干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；步骤四：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；步骤五：将小于0.35mm的不合格细湿球，返回步骤三，将大于0.75mm的不合格粗湿球破碎成不大于0.5mm的湿颗粒后返回步骤三；步骤六：将0.35mm~0.75mm的合格湿球在滚圆设备内滚圆成合格圆湿球；步骤七：将合格圆湿球在回转窑内并在空气条件下点燃在最高烧成温度在900℃~1250℃的温度范围内不少于4小时，经自燃、加热、烧结、空气冷却至常温制成石油压裂支撑剂熟球；步骤八：将石油压裂支撑剂熟球筛分、分级得到粒度为0.35mm~0.75mm 的石油压
裂支撑剂。
[0010]实施例一：本专利技术利用煤矸石和垃圾飞灰生产石油压裂支撑剂时，煤矸石中的主要成分为SiO2、Al2O3、可燃性煤炭，煤矸石的热值5000kJ/kg；垃圾飞灰为主要成分含有无机非金属物质如CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、水溶性的Pb、Cd、Cu、Cr及Zn等重金属及少量的二噁英和呋喃铝灰等有机有害物的超细粉体材料，在两种原料中煤矸石的质量份数50%，其余为垃圾飞灰。制取石油压裂支撑剂前预先将煤矸石经破碎成细度不大于1.0mm可燃性粗粉体材料；制取石油压裂支撑剂的方法和步骤为：步骤一：将发热量不小于4200kJ/kg的煤矸石经破碎、磨细成细度不大于0.075mm可燃性粉体材料；步骤二：将细度不大于0.075mm的可燃性粉体材料与垃圾飞灰的适当比例的垃圾飞灰（煤矸石与垃圾飞灰的质量比为1：1）与适量的水一起在润磨设备中一起润磨，制成含水量为7%的可燃性湿混料；步骤三：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3.8米的圆盘式造球机内，可燃性湿混料在球盘内形成母球、并滚动成粒度不大于1mm的湿料球，并连续排出；步骤四：将粒度不大于1mm的湿料球采用对辊筛分将湿料球筛分成0.35mm~0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞灰煤矸石制取的石油压裂支撑剂，包括垃圾飞灰和煤矸石细粉，其特征在于：该石油压裂支撑剂为以垃圾飞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、粒度不大于0.75mm的、球形度不小于0.85的、耐压强度不小于35Mpa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0.075mm，垃圾飞灰的细度不大于0.015mm，原料中煤矸石细粉的质量份数不小于垃圾飞灰与煤矸石细粉质量总和的40%。2.制造权利要求1所述的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4200kJ/kg的煤矸石经破碎、磨细成细度不大于0.075mm可燃性粉体材料；步骤二：将适宜比例的细度不大于0.075mm的煤矸石细粉、细度不大于0.015mm的垃圾飞灰与比例不大于垃圾...

【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：