專利名稱：一種廢陶粒再循環(huán)利用生產(chǎn)的中密度支撐劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無機非金屬陶瓷材料領域，具體涉及一種廢陶粒再循環(huán)利用生產(chǎn)的中密度支撐劑及其制備方法。
背景技術：
石油壓裂支撐劑(陶粒砂)是一種陶瓷顆粒產(chǎn)品，具有很高的壓裂強度，主要用于油、氣田井下支撐，以增加石油天然氣的產(chǎn)量，屬環(huán)保產(chǎn)品。此產(chǎn)品是天然石英砂、玻璃球、金屬球等中低強度支撐劑的替代品，對增產(chǎn)石油天然氣有良好效果。石油天然氣深井開采時，高閉合壓力低滲透性礦床經(jīng)壓裂處理后，使含油氣巖層裂開，油氣從裂縫形成的通道中匯集而出。用石油壓裂支撐劑隨同高壓溶液進入地層充填在巖層裂隙中，起到支撐裂隙不因應力釋放而閉合的作用，從而保持高導流能力，使油氣暢通，增加產(chǎn)量。實踐證明，使用石油壓裂支撐劑壓裂的油井可提高產(chǎn)量30-50%，還能延長油氣井服務年限，是石油、天然氣低滲透油氣井開采、施工的關鍵材料。產(chǎn)品應用于深井壓裂施工時，將其填充到低滲透礦床的巖層裂隙中，進行高閉合壓裂處理，使含油氣巖層裂開，起到支撐裂隙不因應力釋放而閉合，從而保持油氣的高導流能力，不但能增加油氣產(chǎn)量，而且更能延長油氣井服務年限。通常人們習慣將支撐劑密度劃分為三種類別低密度、中密度和高密度，一般情況下以體積密度和視密度分別是I. 65 g/cm3以下和3. O g/cm3以下稱為低密度支撐劑；1. 65g/cm3 I. 80 g/cm3 和 3. 00 g/cm3 3. 35g/cm3 為中密度支撐劑；I. 80g/cm3 以上和 3. 35g/cm3以上為高密度支撐劑。中國生產(chǎn)支撐劑的企業(yè)，在生產(chǎn)過程中，由于經(jīng)營管理技術的差異，會產(chǎn)生59Γ20%左右的廢品陶粒，一般丟棄了之。這對生產(chǎn)效能及效益有了極大削弱；而且廢品陶粒的處理對環(huán)境污染。因此需要提供一種技術方案對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢品陶粒進行循環(huán)再利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種廢陶粒再循環(huán)利用生產(chǎn)的中密度支撐劑。本發(fā)明的另一目的在于提供一種廢陶粒再循環(huán)利用生產(chǎn)的中密度支撐劑的制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)一種利用廢陶粒生產(chǎn)的中密度支撐劑，其在于按重量百分含量計，該支撐劑包括以下原料鋁礬土 80% 90%、廢陶粒粉5% 15%和助熔劑5% 10%。所述的助熔劑包含錳粉和氫氧化鋰中的至少一種。所述鋁礬土中主要化學成分的重量百分含量為=Al2含量659Γ78%，Si含量4%-12%、Fe含量1% 7%、Ti含量2% 4%。所述鋁礬土的粒度優(yōu)選為300 600目。本發(fā)明所述的錳粉為錳礦石粉，所述錳粉中主要化學成分的重量百分含量為錳含量55% 65%、Si含量10% 20%。
所述廢陶粒粉的粒度優(yōu)選為300 600目。所述助熔劑的粒度優(yōu)選為300 1000目。上述的利用廢陶粒生產(chǎn)的中密度支撐劑，其在于采用以下步驟制備(I)將廢陶粒在球磨機中研磨，達到300-600目備用；(2)按比例將鋁礬土、廢陶粒粉和助熔劑混合均勻得到混合物料；(3)將混合物料投入到造粒機中制粒，得到陶粒坯體；使用噴霧法加水,加水量為混合物料重量的10% 20% ；(4)將陶粒坯體篩分后烘干，然后在128(T136(TC下煅燒保溫2 4小時，得到高強 度中密度陶粒支撐劑。上述的利用廢陶粒生產(chǎn)的中密度支撐劑的制備方法，其在于包括以下步驟(I)將廢陶粒在球磨機中研磨，達到300-600目備用；(2)按比例將鋁礬土、廢陶粒粉和助熔劑混合均勻得到混合物料；(3)將混合物料投入到造粒機中制粒，得到陶粒坯體；使用噴霧法加水,加水量為混合物料重量的10% 20% ；(4)將陶粒坯體篩分后烘干，然后在128(T136(TC下煅燒保溫2 4小時，得到高強度中密度陶粒支撐劑。本發(fā)明選擇采用球磨處理技術，替代雷蒙破碎技術對廢品陶粒球磨至越細越好，但是過細會增加成本，因此廢陶粒粉的粒度優(yōu)選為300-600目；然后與鋁礬土原料和助熔劑攪拌、預混，循環(huán)利用，對企業(yè)的效益有了顯著提高，對改善環(huán)境有了提高，做到物盡其用，且生產(chǎn)的支撐劑完全符合國家標準。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的產(chǎn)品和方法為生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的陶粒廢品進行循環(huán)再利用，節(jié)約資源，減少環(huán)境污染，降低產(chǎn)品成本，且采用該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品完全符合國家質(zhì)量標準。同時本發(fā)明除采用錳粉外，還采用了氫氧化鋰或氫氧化鋰和錳粉的混合物作為助熔劑，采用氫氧化鋰作為助熔劑制備的陶粒支撐劑破碎率更低。且由于氫氧化鋰化學成分單一，不會由于助熔劑化學成分的不穩(wěn)定而導致陶粒支撐劑質(zhì)量的波動。
具體實施例方式實施例I按重量百分含量計支撐劑的原料為鋁礬土 80%、廢陶粒粉12%和錳粉8%。所述鋁礬土中主要化學成分的重量百分含量為=Al2含量659Γ78%，Si含量4%-12%、Fe含量1% 7%、Ti含量2% 4%。所述鋁礬土的粒度為320目。所述錳粉中主要化學成分的重量百分含量為猛含量55%飛5%、Si含量109Γ20%，錳粉的粒度為320目。所述的廢陶粒粉為采用球磨處理技術將廢品陶粒球磨至其粒度為325目。制備過程(I)按比例將鋁礬土、廢陶粒粉和錳粉混合均勻得到混合物料；(2)將混合物料投入到造粒機中制粒，得到陶粒坯體(成型粒徑為O. 5-1. Omm);使用噴霧法加水，加水量為混合物料重量的15% ；
(3)將陶粒坯體篩分后烘干，然后在1340°C下煅燒保溫3小時，得到支撐劑。實施例2按重量百分含量計支撐劑的原料為鋁礬土 85%、廢陶粒粉8%和氫氧化鋰7%。所述鋁礬土中主要化學成分的重量百分含量為=Al2含量659Γ78%，Si含量4%-12%、Fe含量1% 7%、Ti含量2% 4%。所述鋁礬土的粒度為320目。所述氫氧化鋰的粒度為320目。所述的廢陶粒粉為采用球磨處理技術將廢品陶粒球磨至其粒度為325目。制備過程
(I)按比例將鋁礬土、廢陶粒粉和氫氧化鋰混合均勻得到混合物料；(2)將混合物料投入到造粒機中制粒，得到陶粒坯體(成型粒徑為O. 5-1. Omm);使用噴霧法加水，加水量為混合物料重量的15% ；(3)將陶粒坯體篩分后烘干，然后在1300°C下煅燒保溫3小時，得到支撐劑。實施例3按重量百分含量計支撐劑的原料為鋁礬土 80%、廢陶粒粉12%和氫氧化鋰8%。所述鋁礬土中主要化學成分的重量百分含量為=Al2含量659Γ78%，Si含量4%-12%、Fe含量1% 7%、Ti含量2% 4%。所述鋁礬土的粒度為320目。所述氫氧化鋰的粒度為320目。所述的廢陶粒粉為采用球磨處理技術將廢品陶粒球磨至其粒度為325目。制備過程(I)按比例將鋁礬土、廢陶粒粉和氫氧化鋰混合均勻得到混合物料；(2)將混合物料投入到造粒機中制粒，得到陶粒坯體(成型粒徑為O. 5-1. Omm);使用噴霧法加水，加水量為混合物料重量的15% ；(3)將陶粒坯體篩分后烘干，然后在1300°C下煅燒保溫3小時，得到支撐劑。實施例4按重量百分含量計支撐劑的原料為鋁礬土87%、廢陶粒粉6%、錳粉3%和氫氧化鋰
4% ο所述鋁礬土中主要化學成分的重量百分含量為=Al2含量659Γ78%，Si含量4%-12%、Fe含量1% 7%、Ti含量2% 4%。所述鋁礬土的粒度為320目。所述錳粉中主要化學成分的重量百分含量為猛含量55%飛5%、Si含量109Γ20%，錳粉的粒度為320目。所述氫氧化鋰的粒度為320目。所述的廢陶粒粉為采用球磨處理技術將廢品陶粒球磨至其粒度為325目。制備過程(I)按比例將鋁礬土、廢陶粒粉、錳粉和氫氧化鋰混合均勻得到混合物料；(2)將混合物料投入到造粒機中制粒，得到陶粒坯體(成型粒徑為O. 5-1. Omm);使用噴霧法加水，加水量為混合物料重量的15% ；(3)將陶粒坯體篩分后烘干，然后在1320°C下煅燒保溫3小時，得到支撐劑。比較例I按重量百分含量計支撐劑的原料為鋁礬土 92%、錳粉8%。
所述鋁礬土中主要化學成分的重量百分含量為Al2含量659Γ78%，Si含量4%-12%、Fe含量1% 7%、Ti含量2% 4%。所述鋁礬土的粒度為320目。所述錳粉中主要化學成分的重量百分含量為猛含量55% 65%、Si含量10% 20%，錳粉的粒度為320目。制備過程 ( I)按比例將鋁礬土和錳粉混合均勻得到混合物料；
(2)將混合物料投入到造粒機中制粒，得到陶粒坯體(成型粒徑為O. 5-1. Omm);使用噴霧法加水，加水量為混合物料重量的15% ；(3)將陶粒坯體篩分后烘干，然后在1340°C下煅燒保溫3小時，得到支撐劑。表I實施例1-4和比較例I的中支撐劑產(chǎn)品質(zhì)量檢測結(jié)果
權利要求
1.一種利用廢陶粒生產(chǎn)的中密度支撐劑，其特征在于按重量百分含量計，該支撐劑包括以下原料鋁礬土 80% 90%、廢陶粒粉5% 15%和助熔劑5% 10%。
2.根據(jù)權利要求I所述的利用廢陶粒生產(chǎn)的中密度支撐劑，其特征在于所述的助熔劑包含錳粉和氫氧化鋰中的至少一種。
3.根據(jù)權利要求I所述的利用廢陶粒生產(chǎn)的中密度支撐劑，其特征在于所述鋁礬土中主要化學成分的重量百分含量為=Al2含量65°/Γ78%，Si含量4%-12%、Fe含量l°/T7%、Ti含量2% 4%。
4.根據(jù)權利要求2所述的利用廢陶粒生產(chǎn)的中密度支撐劑，其特征在于所述錳粉中主要化學成分的重量百分含量為錳含量55% 65%、Si含量10% 20%。
5.根據(jù)權利要求4所述的利用廢陶粒生產(chǎn)的中密度支撐劑，其特征在于所述鋁礬土的粒度為300 600目；廢陶粒粉的粒度為300 600目；所述助熔劑的粒度為300 1000目。
6.根據(jù)權利要求I所述的利用廢陶粒生產(chǎn)的中密度支撐劑，其特征在于采用以下步驟制備 (O將廢陶粒在球磨機中研磨，達到300-600目備用； (2)按比例將鋁礬土、廢陶粒粉和助熔劑混合均勻得到混合物料； (3)將混合物料投入到造粒機中制粒，得到陶粒坯體；使用噴霧法加水，加水量為混合物料重量的10% 20% ； (4)將陶粒坯體篩分后烘干，然后在128(T136(TC下煅燒保溫2 4小時，得到高強度中密度陶粒支撐劑。
7.權利要求I所述的利用廢陶粒生產(chǎn)的中密度支撐劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (O將廢陶粒在球磨機中研磨，達到300-600目備用； (2)按比例將鋁礬土、廢陶粒粉和助熔劑混合均勻得到混合物料； (3)將混合物料投入到造粒機中制粒，得到陶粒坯體；使用噴霧法加水，加水量為混合物料重量的10% 20% ； (4)將陶粒坯體篩分后烘干，然后在128(T136(TC下煅燒保溫2 4小時，得到高強度中密度陶粒支撐劑。
全文摘要
一種利用廢陶粒生產(chǎn)的中密度支撐劑及其制備方法，按重量百分含量計，該支撐劑包括以下原料鋁礬土80%~90%、廢陶粒粉5%~15%和助熔劑5%~10%。本發(fā)明的產(chǎn)品和方法為生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的陶粒廢品進行循環(huán)再利用，節(jié)約資源，減少環(huán)境污染，降低產(chǎn)品成本，且采用該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品完全符合國家質(zhì)量標準。同時本發(fā)明除采用錳粉外，還采用了氫氧化鋰或氫氧化鋰和錳粉的混合物作為助熔劑，采用氫氧化鋰作為助熔劑制備的陶粒支撐劑破碎率更低。且由于氫氧化鋰化學成分單一，不會由于助熔劑化學成分的不穩(wěn)定而導致陶粒支撐劑質(zhì)量的波動。
文檔編號C04B35/10GK102910897SQ201210396159
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權日2012年10月17日
發(fā)明者黃錫明 申請人:宜興市騰飛陶粒制造有限公司