本发明专利技术公开了一种水力压裂用超轻质陶瓷颗粒及其制备方法，由下列重量份的原料制成：瓷土矿60-70份、钾长石10-15份、白云石5-10份、蒙脱石2-3份、滑石5份；原料经研磨、搅拌、挤压、陈化、造粒、烘干、烧结、冷却、筛分等工艺步骤即制得水力压裂用超轻质陶瓷颗粒。本发明专利技术产品质量稳定、抗压强度高，视密度低，颗粒表面光洁度高，可有效地满足页岩天然气水力压裂施工使用，增强页岩天然气水平井开发的导流能力，提高采气率；另外原料配方简单，利用福建当地丰富的瓷土资源，对原料要求低，制备简单。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机材料制备领域，具体涉及。
技术介绍
在页岩天然气水平井开采的水力压裂工艺中，需要用到轻质陶瓷颗粒，支撑人造裂缝，为页岩天然气的开发提供高导流能力的通道，增加天然气开发产量。页岩天然气水力压裂工艺需要轻质高强度的陶瓷颗粒。目前一般陶瓷颗粒的承压能力可达到69MPa，但是一方面其原料主要采用铝矾土，生产成本过高，并且资源逐渐稀少，其制备生产不适合我国具体国情；另一方面其原料配方繁杂，同时陶瓷颗粒密度偏高，对与之配套使用的压裂液粘度有较高要求，不能适合页岩天然气水平井的水力压裂施工。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，颗粒内部晶相结构稳定、抗压强度高，视密度低，颗粒表面光洁度高，可有效地满足页岩天然气水平井水力压裂施工使用，增强页岩天然气水平井开发的导流能力，提高采气率；另外原料配方简单，利用福建当地丰富的瓷土资源，对原料要求低，制备简单。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案 一种水力压裂用超轻质陶瓷颗粒，由下列重量份的原料制成 瓷土矿60-70份 钾长石10-15份 白云石5-10份 蒙脱石2-3份 滑石5份； 瓷土矿中三氧化二铝质量百分比为30-40%。在选用的原料中，瓷土矿中的Al2O3含量低，福建本地瓷土矿基本都能满足，这就降低了对原料的采购要求，适合福建瓷土矿蕴藏量丰富的具体情况。具体的，本专利技术选用的原料中，钾长石含有K209. 55%, Al20316%以上，Si0270%，此组成的钾长石熔融粘度高，熔点低(1150±20°C)，有利于陶瓷颗粒的低温烧结；白云石的化学成本主要是CaMgCO32，在颗粒烧结过程中能促进内部莫来石晶相得生成，是良好的催化剂；蒙脱石的化学成分为(Al2, Mg3) Si4O10 (OH) 2 nH20，在颗粒高温烧结过程中具有良好的粘结性、吸附性、催化性、触变性以及阳离子交换性；滑石主要是用以在制备过程中提高成粒能力，提高支撑剂的圆度和球度，并改善颗粒半成品的表面光洁度。一种如上所述的水力压裂用超轻质陶瓷颗粒的制备方法包括以下步骤(I)按比例称取各原料，分别经球磨机磨粉并全部通过400目筛网，强制拌粉，经对辊机挤压后，打碎并进窖化池喷雾陈化60分钟，经皮带输送至制粒车间经4. 5M直径盘式制粒机，制粒过程中雾化80-100min ； (2)控制半成品水分含量在7-10%，过12-70目滚筒筛后输送至筒式烘干窑，控制半成品湿度在2%以下，烘干并除尘，输送至高温回转窑烧结，回转窑转速控制在400-600转/小时，窑头温度1100°C -1200°C，窑尾温度500°C -300°C ;并在此温度和转速范围内每小时投料3-4吨，经自然冷却后过12-70目震动平面筛即得所述水力压裂用超轻质陶瓷颗粒。其中筛分的大小，筛分的目数取决于成品使用的要求，一般情况是12-70目。本专利技术有益效果 本专利技术所述超轻质陶瓷颗粒内部结构稳定、抗压强度高，视密度低，颗粒表面光洁度高，可有效地满足页岩天然气水平井水力压裂施工使用，提高井下页岩天然气的导流能力，提高采气率，缓解了中国当前的天然气短缺问题。另外原料配方简单，利用福建当地丰富的瓷土资源，对原料要求低，制备简单。具体实施方式 实施例I 一种水力压裂用超轻质陶瓷颗粒，由下列重量份的原料制成 瓷土矿60份 钾长石10份 白云石5份 蒙脱石2份 滑石5份； 瓷土矿中三氧化二铝质量百分比为30-40%。一种如上所述的水力压裂用超轻质陶瓷颗粒的制备方法包括以下步骤 (1)按比例称取各原料，分别经球磨机磨粉并全部通过400目筛网，强制拌粉，经对辊机挤压后，打碎并进窖化池喷雾陈化60分钟，经皮带输送至制粒车间经4. 5M直径盘式制粒机，制粒过程中雾化80min ； (2)控制半成品水分含量在7-10%，过12-70目滚筒筛后输送至筒式烘干窑，控制半成品湿度在2%以下，烘干并除尘，输送至高温回转窑烧结，回转窑转速控制在400转/小时，窑头温度1100°C，窑尾温度300°C ;并在此温度和转速范围内每小时投料3-4吨，经自然冷却后过12-70目震动平面筛即得所述水力压裂用超轻质陶瓷颗粒。其中筛分的大小，筛分的目数取决于成品使用的要求，一般情况是12-70目。实施例2 一种水力压裂用超轻质陶瓷颗粒，由下列重量份的原料制成 瓷土矿70份 钾长石15份 白云石10份 蒙脱石3份 滑石5份； 瓷土矿中三氧化二铝质量百分比为30-40%。一种如上所述的水力压裂用超轻质陶瓷颗粒的制备方法包括以下步骤(1)按比例称取各原料，分别经球磨机磨粉并全部通过400目筛网，强制拌粉，经对辊机挤压后，打碎并进窖化池喷雾陈化60分钟，经皮带输送至制粒车间经4. 5M直径盘式制粒机，制粒过程中雾化IOOmin ； (2)控制半成品水分含量在7-10%，过12-70目滚筒筛后输送至筒式烘干窑，控制半成品湿度在2%以下，烘干并除尘，输送至高温回转窑烧结，回转窑转速控制在600转/小时，窑头温度1200°C，窑尾温度500°C ;并在此温度和转速范围内每小时投料3-4吨，经自然冷却后过12-70目震动平面筛即得所述水力压裂用超轻质陶瓷颗粒。其中筛分的大小，筛分的目数取决于成品使用的要求，一般情况是12-70目。实施例3 一种水力压裂用超轻质陶瓷颗粒，由下列重量份的原料制成 瓷土矿65份 钾长石12份 白云石8份 蒙脱石2. 5份 滑石5份； 瓷土矿中三氧化二铝质量百分比为30-40%。一种如上所述的水力压裂用超轻质陶瓷颗粒的制备方法包括以下步骤 (1)按比例称取各原料，分别经球磨机磨粉并全部通过400目筛网，强制拌粉，经对辊机挤压后，打碎并进窖化池喷雾陈化60分钟，经皮带输送至制粒车间经4. 5M直径盘式制粒机，制粒过程中雾化90min ； (2)控制半成品水分含量在7-10%，过12-70目滚筒筛后输送至筒式烘干窑，控制半成品湿度在2%以下，烘干并除尘，输送至高温回转窑烧结，回转窑转速控制在500转/小时，窑头温度11501，窑尾温度4001;并在此温度和转速范围内每小时投料3-4吨，经自然冷却后过12-70目震动平面筛即得所述水力压裂用超轻质陶瓷颗粒。其中筛分的大小，筛分的目数取决于成品使用的要求，一般情况是12-70目。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，凡依本专利技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利技术的涵盖范围。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水力压裂用超轻质陶瓷颗粒，其特征在于由下列重量份的原料制成 瓷土矿60-70份 钾长石10-15份 白云石5-10份 蒙脱石2-3份 滑石5份； 瓷土矿中三氧化二铝质量百分比为30-40%。2.一种如权利要求I所述的水力压裂用超轻质陶瓷颗粒的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括以下步骤 (1)按比例称取各原料，分别经球磨机磨粉并全部通过400目筛网，强制拌粉，经对辊机挤压后，打碎并进窖化池喷雾陈化60分钟，经皮带输送...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙守强，李卫东，
申请(专利权)人：福建瑞合通新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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