以赤泥為原料的壓裂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了以赤泥為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)系統(tǒng)及其生產(chǎn)方法，包括加料機(jī)，高溫爐，甩開裝置，落料倉，回火爐，篩分設(shè)備，高溫爐與落料倉或者甩開裝置連接，以無機(jī)固體廢棄物為原料進(jìn)行配料，在高溫爐內(nèi)高溫熔化、在成型裝置成型后得到制品，包括以下步驟：1）配料：純赤泥或赤泥與螢石、硅砂、鉀（或鈉）長石、白云石中一種或多種混合；2）混合濕磨，配料在磨機(jī)中混合濕磨；3）干燥、造粒；4）造粒在高溫爐內(nèi)高溫熔化；5）利用成型裝置將造粒成型為支撐劑顆粒；6）支撐劑顆粒經(jīng)過篩分設(shè)備篩分后稱量、包裝。產(chǎn)品合格率高，生產(chǎn)效率高、成本低。
【專利說明】以赤泥為原料的壓裂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種人造支撐劑生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，，尤其涉及一種以赤泥為原料的壓裂 支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)方法，屬于新材料【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 壓裂支撐劑用于石油、天然氣等的開采，是現(xiàn)階段油氣開采實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、延長 油氣井壽命的重要手段之一。壓裂支撐劑主要分為兩類。一類是以硅砂為代表的天然材料， 另一類是以陶粒為代表的人造球形支撐劑。硅砂類天然支撐劑材料取自大自然直接使用或 經(jīng)包覆后使用。陶粒支撐劑目前在市場(chǎng)上用量較大，其強(qiáng)度高，球形度高，性能明顯優(yōu)于天 然石英砂，特別適合于深層油氣田。
[0003] 陶粒支撐劑現(xiàn)行的典型的生產(chǎn)工藝過程為：如鋁礬土等高鋁質(zhì)原料添加促劑后經(jīng) 配料一混料一成球一回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)。該工藝所用到的生產(chǎn)設(shè)備主要包括球磨機(jī)、干燥 塔、成球機(jī)、回轉(zhuǎn)窯等，所用設(shè)備和工藝的生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，投資高；此外，該工藝對(duì)原料 純度、成分穩(wěn)定性、燒結(jié)助劑的使用等要求均較高；回轉(zhuǎn)窯燒成工藝參數(shù)控制嚴(yán)格，溫度過 低，陶粒燒結(jié)程度低，強(qiáng)度等性能差；溫度過高，陶粒液相過多，影響回轉(zhuǎn)窯的正常作業(yè)和產(chǎn) 品質(zhì)量，由于工藝溫度要求較高，工藝溫度的波動(dòng)及不穩(wěn)定容易引起產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)甚至 出現(xiàn)批量不合格品。另外，為保證陶粒支撐劑的成分、生產(chǎn)過程與產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性，需采 取復(fù)雜的混料工藝。當(dāng)采用成分波動(dòng)較大的原料生產(chǎn)時(shí)，工藝參數(shù)的控制與調(diào)整更加困難， 更容易出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量缺陷，這在很大程度上限制了低品位礦物原料及無機(jī)固體廢棄物在陶 粒壓裂支撐劑生產(chǎn)中的應(yīng)用，同時(shí)陶粒壓裂支撐劑的制造成本高。
[0004] 壓裂支撐劑已成為水力壓裂開采石油、天然氣及頁巖氣的核心材料。市場(chǎng)上的壓 裂支撐劑主要有天然硅砂、人造支撐劑(如陶粒)。硅砂資源豐富，但球形度低，抗壓裂能力 差，破碎率高，導(dǎo)流能力差；陶粒球形度高，抗壓裂能力強(qiáng)，破碎率低，導(dǎo)流能力好，性能優(yōu) 異。商品陶粒支撐劑目前主要以氧化鋁含量高的鋁礬土、焦寶石等為原料，這些原料資源日 益短缺，尋找替代原材料是陶粒支撐劑未來發(fā)展的必由之路。各種工業(yè)無機(jī)固體廢棄物(特 別是尾礦、冶金礦渣、煤矸石、粉煤灰、赤泥等）含有支撐劑的需要的氧化鋁、氧化硅等成份， 因而有望在支撐劑中加以利用。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中，在陶粒支撐劑制備中添加低品位鋁礬土、爐渣、陶瓷棍棒廢料、粉煤 灰等為原料的報(bào)道。如：專利201210116790. 0利用低品位鋁礬土制備陶粒支撐劑的生產(chǎn)工 藝，它是將低品位鋁礬土礦石破碎后與輔料配成混合料；二級(jí)濕磨至泥漿粒度為5?20微 米，將陳腐后的泥漿泵入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥造粒形成松散顆粒后打散，進(jìn)一步噴霧滾制 造粒后送入烘干-燒成綜合系統(tǒng)中，烘干、燒成；燒成過程中產(chǎn)生的余熱引出至噴霧干燥塔 利用，該發(fā)明采用了低品位鋁礬土礦作為主料，對(duì)合理利用資源、降低能源消耗起到了積極 作用。專利2009100165997則利用廢氧化鋁吸附劑為主要原料制得高密度、超高強(qiáng)、耐酸支 撐劑。專利2009100159799則利用非陶瓷輥棒（60?80份)、赤泥（1?20份)、粉煤灰（0? 20份)為主要原料制得高強(qiáng)度支撐劑。專利201310130487以爐渣為主料（88. 5?93. 8份)， 以高溫氧化鋁收塵粉、氧化鋁粉料廢料及鋰輝石尾礦組成復(fù)合燒結(jié)助劑，制得頁巖氣開采 用低密度陶粒壓裂支撐劑。
[0006] 目如人造商品陶粒支撐劑的生廣工藝路線如下：配料 混料 成球 回轉(zhuǎn) 窯燒結(jié)。利用尾礦或冶金渣等無機(jī)固體廢棄物采用上述傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)支撐劑存在原料成分 不穩(wěn)定，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，燒結(jié)工藝難適應(yīng)、廢物利用率低等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的就是為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種以赤泥為原料的壓 裂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)方法；本發(fā)明將赤泥直接或與其它原料混合后，經(jīng)高溫加熱，制得 成份均勻的熔液，熔液再采用甩至或噴吹成型工藝制得支撐劑球形顆粒。這種工藝有望解 決原料波動(dòng)給支撐劑生產(chǎn)及質(zhì)量帶來的負(fù)面影響，所得支撐劑可直接使用，或經(jīng)進(jìn)一步強(qiáng) 化處理后再使用。此種工藝對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng)，受原料成份波動(dòng)影響小，配方易于調(diào)整；生產(chǎn) 效率高；廢物利用率高，減少環(huán)境污染，降低生產(chǎn)成本。
[0008] 本發(fā)明還提供一種以赤泥為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)方法； 本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為： 一種以無機(jī)固體廢棄物為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括加料機(jī)，高溫爐，甩開裝 置，落料倉，回火爐，篩分設(shè)備，所述加料機(jī)與高溫爐連接，高溫爐通過第一通道與落料倉連 接、通過第二通道與甩開裝置連接，所述第一通道的底部開口附近設(shè)有高壓氣體管道，所述 高壓氣體管道的噴嘴與通道的底部開口位置配合，所述甩開裝置外圍設(shè)有保護(hù)罩，所述保 護(hù)罩上部設(shè)有上開口、下部設(shè)有下開口，上開口與第二通道連接，下開口與第一金屬溜管上 開口連接，第一金屬溜管下開口與保溫通道連接，同時(shí)所述落料倉底部出口與保溫通道連 接，所述保溫通道通過第二金屬溜管與回火爐連接，在靠近第二金屬溜管的保溫通道設(shè)有 第一閘板，所述回火爐底部通過第三金屬溜管與篩分設(shè)備連接，或者所述保溫通道通過底 部開口及第四金屬溜管與篩分設(shè)備連接，所述第四金屬溜管設(shè)有第二閘板，篩分設(shè)備的底 部與電子秤配合，電子秤下部設(shè)有包裝袋。
[0009] 所述第一通道、第二通道采用耐火材料結(jié)構(gòu)，所述第一通道、第二通道底部直接開 口或設(shè)有陶瓷或鉬銠合金多孔漏板。
[0010] 所述甩開裝置包括甩盤、調(diào)頻電機(jī)，所述甩盤下部與調(diào)頻電機(jī)連接，所述保護(hù)罩上 設(shè)有冷卻風(fēng)源。
[0011] 所述甩盤下部與調(diào)頻電機(jī)間設(shè)有網(wǎng)格板，所述網(wǎng)格板包括中心部位的耐熱鋼板， 所述耐熱鋼板通過外側(cè)間隔均布的耐熱鋼管或鋼筋與外罩內(nèi)壁焊接。
[0012] 所述高溫爐可以是電阻爐、電熔窯、坩堝窯、池窯、沖天爐、電弧爐中的一種。
[0013] 所述高溫爐在遠(yuǎn)離加料機(jī)的一端底部開孔直接向下排放熔液的流束，直接為噴嘴 噴吹或甩開裝置供料。
[0014] 以赤泥為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)方法，赤泥或以赤泥為主、加入無機(jī)礦物原料 進(jìn)行配料，在坩堝窯、電熔窯、池窯、沖天爐、電弧爐等高溫爐內(nèi)高溫熔化、在成型裝置成型 后得到制品，具體包括以下步驟： 1) 配料：純赤泥或赤泥與螢石、長石、石灰石、白云石、硅砂中的至少一種的混合物； 2) 混合濕磨：將步驟1)的配料在磨機(jī)中混合濕磨，快速球磨lOmin成粉料，將粉料倒 出過篩，在120°溫度烘干12h ; 或者干磨：120°烘干12h赤泥入連續(xù)球磨機(jī)，球磨機(jī)磨規(guī)格為2.4 m X 9m，磨內(nèi) 裝鋼球54噸，連續(xù)風(fēng)選過30目篩。
[0015] 3)將步驟2)的粉料在高溫爐內(nèi)高溫熔化，所述高溫爐溫度為1400-1550°c，時(shí)間 2h ； 4) 利用成型裝置將熔液成型為支撐劑顆粒； 5) 支撐劑顆粒經(jīng)過保溫通道或回火爐后進(jìn)入篩分設(shè)備，經(jīng)過篩分設(shè)備篩分后稱量、包 裝。
[0016] 赤泥 所述步驟1)的赤泥的質(zhì)量組分為：Si02 1 2 . 93?44. 79%、Na20 1.24?2. 7、A1203 11. 16-37. 64、CaO 0· 61 ?1. 37、Mg0 0· 03 ?1. ll、Fe203 17. 5-21. 92、Ti02 2. 04-11. 52,其 余為燒失及微量組份。
[0017] 所述步驟5)的成型裝置采用甩開裝置，所述甩開裝置的甩盤轉(zhuǎn)速為1400? 2200rpm ;所述成型裝置包括高壓氣體管道、噴嘴、落料倉。
[0018] 所述支撐劑顆粒為球形、近似球形、或橢球形，所述支撐劑球體粒徑12?140目。
[0019] 所述步驟5)的支撐劑顆粒經(jīng)過金屬溜管進(jìn)入回火爐回火處理，經(jīng)預(yù)定時(shí)間回火處 理后，從回火爐的出料口連接，經(jīng)篩分設(shè)備篩分后稱量、包裝。
[0020] 所述回火處理的溫度為500-900°C，時(shí)間0· 5-6h。
[0021] 本發(fā)明的有益效果是： 1.本發(fā)明的系統(tǒng)特別適合于以無機(jī)固體廢棄物為原料生產(chǎn)陶粒支撐劑；本發(fā)明的系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)較簡單，投資少，占地面積小，使用可靠，安裝、維修方便，便于調(diào)整，能夠提高產(chǎn)品合 格率，尤其適用于采用成分波動(dòng)較大的無機(jī)固體廢棄物原料生產(chǎn)壓裂支撐劑，生產(chǎn)效率高， 壓裂支撐劑制造成本低。
[0022] 2.本發(fā)明將無機(jī)固體廢棄物赤泥直接或與其它原料混合后，經(jīng)高溫加熱，制得成 份均勻的熔液。熔液再采用甩至或噴吹成型工藝制得支撐劑球形顆粒。無機(jī)固體廢棄物或 其配料后先行高溫熔化在液態(tài)下充分自均化后，再制成支撐劑微珠，有望解決原料波動(dòng)給 支撐劑生產(chǎn)及質(zhì)量帶來的負(fù)面影響，所得支撐劑可直接使用，或經(jīng)進(jìn)一步強(qiáng)化處理后再使 用，此種工藝對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng)，配方易于調(diào)整，產(chǎn)品性能受原料成份波動(dòng)影響?。簧a(chǎn)效率 高；廢物利用率高，減少環(huán)境污染，降低生產(chǎn)成本，擴(kuò)大支撐劑的原料來源。
[0023] 3.本發(fā)明利用高溫爐將支撐劑配合料加熱熔化成為均勻的低粘度高流動(dòng)性熔液， 熔液經(jīng)耐火材料輸送通道送至成型裝置，通過甩至或壓縮氣體噴吹，依靠熔液的表面張力 形成球形、近似有球形、或橢球形的支撐劑顆粒，提高了產(chǎn)品合格率；利用回火通道將成型 支撐劑顆粒通過由控制降溫，消除支撐劑顆粒中的應(yīng)力，提高支撐劑顆粒的強(qiáng)度，降低其破 碎率。
[0024] 4.利用回火爐將支撐劑顆粒適當(dāng)回火，促進(jìn)支撐劑織構(gòu)進(jìn)一步致密，提高支撐劑 顆粒的強(qiáng)度，降低其破碎率。
[0025] 5.甩盤通過調(diào)頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)速調(diào)整精準(zhǔn)，能夠根據(jù)熔液的粘度大小和所需支撐 劑顆粒大小要求方便、準(zhǔn)確地調(diào)整甩盤的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到所需要的支撐劑顆粒。
[0026] 6.采用保護(hù)罩將整個(gè)裝置包圍起來，防止限制支撐劑顆粒飛散，降低了生產(chǎn)損失， 提高生產(chǎn)效益；保護(hù)罩上設(shè)有冷卻風(fēng)源，通過外加的冷卻風(fēng)以加強(qiáng)風(fēng)冷效果，保證和提高了 產(chǎn)品的質(zhì)量和合格率；通過控制樣品的冷卻速率或通過回火處理，提高樣品的強(qiáng)度。
[0027]

【專利附圖】

【附圖說明】 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為網(wǎng)格板結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖來詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0029] 實(shí)施例1采用純赤泥原料 如圖1、圖2所示，一種以赤泥為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括加料機(jī)1，高溫爐 2,通道3,高壓氣體管道4,甩盤5,調(diào)頻電機(jī)6，落料倉7,第一金屬溜管8,保溫通道9,第 二金屬溜管10,回火爐11，外罩12,第三金屬溜管14,篩分設(shè)備15,電子秤16,包裝袋17,第 一閘板18,第四金屬溜管19,噴嘴20,網(wǎng)格板21，出料開口 22,第二閘板23,冷卻風(fēng)24,耐 熱鋼板25,耐熱鋼管或鋼筋26。所述加料機(jī)1與高溫爐2連接，高溫爐2通過第一通道31 輸出熔液，熔液流至通道31最前端，經(jīng)底部的開孔或多孔漏板下流至高壓氣體噴嘴4的正 前方，熔液經(jīng)高壓氣體噴吹打散開，自動(dòng)落入落料倉7中；高溫爐2流出來的熔液也可直接 通過第二通道32與甩開裝置連接，所述甩開裝置包括甩盤5、調(diào)頻電機(jī)6,所述甩盤5下部 與調(diào)頻電機(jī)6連接，所述甩盤5下部與調(diào)頻電機(jī)6之間設(shè)有網(wǎng)格板21，所述甩開裝置外圍 設(shè)有保護(hù)罩12,網(wǎng)格板21包含外側(cè)間隔均布的耐熱鋼管或鋼筋26和中心的耐熱鋼板25， 通過外側(cè)間隔均布的耐熱鋼管或鋼筋26與外罩12內(nèi)壁焊接，所述中心位置的耐熱鋼板25 可防止熔液及甩開的陶粒直接落在電機(jī)上，所述保護(hù)罩12上部設(shè)有上開口、下部設(shè)有下開 口，上開口位于第二通道32最前端的底部開口或多孔漏板的正下方，熔液從底部開孔或多 孔漏板下流至甩盤5中，下開口與第一金屬溜管8上開口連接，第一金屬溜管8下開口與保 溫通道9連接，同時(shí)所述落料倉7底部出口與保溫通道9連接，所述保溫通道9通過第二金 屬溜管10與回火爐11連接，在靠近第二金屬溜管10的保溫通道9設(shè)有第一閘板18，所 述回火爐11底部通過第三金屬溜管14與篩分設(shè)備15連接，或者所述保溫通道9通過出料 開口 22及第四金屬溜管19與篩分設(shè)備15連接，篩分設(shè)備15可以采用平面搖篩或者回轉(zhuǎn) 篩，所述第四金屬溜管19設(shè)有第二閘板23,篩分設(shè)備15的底部與電子秤16配合，電子秤 16下部設(shè)有包裝袋17,所述第一通道31、第二通道32采用耐火材料結(jié)構(gòu)，所述通道最前端 的底部設(shè)有陶瓷或鉬銠合金多孔漏板，所述配料經(jīng)加料機(jī)1均勻加入高溫爐2內(nèi)，高溫爐2 通過第一通道31、第二通道32將熔液輸送用于生產(chǎn)支撐劑顆粒，所述通道31的底部開口附 近設(shè)有高壓氣體管道4,所述高壓氣體管道4的噴嘴20與通道31的底部開口位置配合，高 溫熔液由第一通道31、第二通道32底部開口自由落下或通過裝在通道底部的陶瓷或鉬銠 合金多孔漏板漏下，高壓氣體從高壓氣體管道4上噴嘴20噴出，將高溫熔液分散為支撐劑 顆粒，所形成的產(chǎn)物落入落料倉7中，進(jìn)一步進(jìn)入保溫通道9中；或者所述高溫熔液或經(jīng)由 通道32由其底部開口自由落下至甩盤5內(nèi)，高溫熔液被甩開為支撐劑顆粒，甩盤5由安裝 在其下部的調(diào)頻電機(jī)6驅(qū)動(dòng)，根據(jù)熔液的粘度大小和所需支撐劑顆粒大小要求調(diào)整甩盤的 轉(zhuǎn)速，為限制支撐劑顆粒飛散，采用保護(hù)罩12將整個(gè)裝置包圍起來，所述保護(hù)罩12上設(shè)有 冷卻風(fēng)源，通過外加的冷卻風(fēng)以加強(qiáng)風(fēng)冷效果，此外為保護(hù)電機(jī)，所述甩盤下部與調(diào)頻電機(jī) 間設(shè)有網(wǎng)格板，所述網(wǎng)格板包括中心部位的耐熱鋼板，耐熱鋼板通過外側(cè)間隔均布的耐熱 鋼管或鋼筋與外罩內(nèi)壁焊接，調(diào)頻電機(jī)6固定在附圖所示網(wǎng)格板21中心部位耐熱鋼板25 的下方，網(wǎng)格板21焊接于外罩12的內(nèi)壁上，所述樣品通過金屬溜管8進(jìn)入保溫通道9中， 保溫通道9中的產(chǎn)品如不需回火處理，直接關(guān)閉閘板18,打開閘板23,產(chǎn)品經(jīng)保溫通道9底 部開口 22經(jīng)第四金屬溜管19進(jìn)入篩分設(shè)備15中，所述第四金屬溜管19設(shè)有第二閘板23。 產(chǎn)品如需回火處理，則關(guān)閉閘板23,打開閘板18，樣品通過金屬溜管10進(jìn)入回火爐11中， 經(jīng)一定時(shí)間回火處理后，由溜管14放入篩分設(shè)備15中，所述高溫爐包括電阻爐、坩堝窯、電 熔窯、池窯、沖天爐、電弧爐等。采用池窯時(shí)，所述加料機(jī)為玻璃廠常用的連續(xù)薄層、毯式或 裹入式加料機(jī)，采用其它高溫爐時(shí)，可采用簡易間斷式加料裝置如水平往復(fù)式加料帶、翻斗 車、帶自動(dòng)關(guān)閉的吊料斗等。篩分設(shè)備15通過第四金屬溜管19或第三金屬溜管14與保溫 通道9或回火爐11的出料口連接，經(jīng)篩分設(shè)備15合格樣品從其底部出口經(jīng)電子秤16計(jì)量 入包裝袋17。
[0030] 熔液也可從高溫爐2的底部開口直接向下放熔液的流束，單獨(dú)向噴嘴20或甩盤5 供料，所述高溫爐2在遠(yuǎn)離加料機(jī)的一端底部開孔直接向下排放熔液的流束，直接為噴嘴 20噴吹或甩開裝置供料。
[0031] 制備支撐劑的原料經(jīng)粉碎至一定粒度后，在強(qiáng)制式混料機(jī)或球磨機(jī)中混料至成分 均勻，混合好的料經(jīng)高溫熔化至均勻液體，液體直接或經(jīng)輸送通道流至成型裝置中，經(jīng)甩至 或壓縮氣體噴吹形成球形、近似有球形、或橢球形的支撐劑顆粒。通過控制樣品的冷卻速率 或通過回火處理，提高樣品的強(qiáng)度。
[0032] -種以赤泥為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)方法，以赤泥為原料，在坩堝窯、電熔窯、 池窯、沖天爐、電弧爐等高溫爐內(nèi)高溫熔化、在成型裝置成型后得到制品，具體包括以下步 驟： 1)所述赤泥的質(zhì)量組分％ (百分比，下同）為：Si02 17.86，A1203 29，F(xiàn)e203 18.6，Ti02 3. 49，CaO 1.37，MgOO. 03，Na20 1.4,其余為燒失及微量組份。
[0033] 球磨參數(shù)：赤泥400g，900g，直徑4mm氧化錯(cuò)球，200ml水；以下同。
[0034] 2)混合濕磨，將步驟1)的配料在磨機(jī)中混合濕磨，快速球磨lOmin，倒出過30目 篩； 3) 將步驟2)造粒干燥，120°烘干12h ; 4) 將步驟3)干燥后的造粒在高溫爐內(nèi)高溫熔化，所述高溫爐溫度為1550°C，時(shí)間2h ; 5) 利用成型裝置將造粒成型為支撐劑顆粒； 6) 支撐劑顆粒經(jīng)過保溫通道9進(jìn)入篩分設(shè)備15,經(jīng)過篩分設(shè)備15篩分后稱量、包裝。
[0035] 所述步驟5)的成型裝置采用甩開裝置，所述甩開裝置的甩盤轉(zhuǎn)速為1400? 1900rpm，生產(chǎn)中根據(jù)產(chǎn)物粒度實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)調(diào)整。
[0036] 以合格樣20?40目占80%以上為轉(zhuǎn)速調(diào)整依據(jù)；收集的樣品粒度為20?70目。
[0037] 所述成型裝置包括高壓氣體管道4、噴嘴20,落料倉7。
[0038] 所述步驟5)的支撐劑顆粒經(jīng)過金屬溜管10進(jìn)入回火爐11回火處理，經(jīng)預(yù)定時(shí)間 回火處理后，從回火爐11的出料口連接，經(jīng)篩分設(shè)備15篩分后稱量、包裝。
[0039] 所述支撐劑顆粒為球形、近似球形、或橢球形，樣品粒度為20?70目。可替代石 英砂支撐劑使用。
[0040] 實(shí)施例2純赤泥 赤泥處理： 試驗(yàn)參數(shù)：120°烘干12h赤泥入連續(xù)球磨機(jī)，球磨機(jī)磨規(guī)格為2.4 m X 9m，磨 內(nèi)裝鋼球54噸，連續(xù)風(fēng)選過30目篩。
[0041] (1)配料：純赤泥 所述赤泥的質(zhì)量組分為：Si02 12·93，Α1203 14.90，F(xiàn)e203 21.92，Ti02 11.52，Ca00.61， MgO 1. ll，Na20 2. 70,其余為燒失及微量組份。
[0042] (2)高溫熔化：1550° 2h; (3)甩至成型：轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1400?1900rpm，生產(chǎn)中以合格樣20?40目占80%以上為 轉(zhuǎn)速調(diào)整依據(jù)準(zhǔn)；收集的樣品粒度為20?70目。
[0043] 收集的樣品為20?70目，可替代石英砂支撐劑使用。
[0044] 實(shí)施例3赤泥 所述赤泥的質(zhì)量組分為：Si02 44. 79 Al2〇3 11. 16 Fe203 17. 51 Ti02 2.04 CaO 0. 78 MgO 0. 06 Na20 1. 59。其余參照實(shí)施例1或?qū)嵤├?。
[0045] 實(shí)施例4赤泥 配料：赤泥 所述赤泥的質(zhì)量組分為：Si02 1 6 . 25，A1203 37.64，F(xiàn)e203 17.5，Ti02 2.84, CaO 1. 34 ，MgO 0. 05, Na20 1. 24，其余為燒失及微量組份； 其余參照實(shí)施例1或?qū)嵤├?。
[0046] 實(shí)施例5赤泥+螢石 配料：質(zhì)量組份％ :赤泥95,螢石5 ; 其中赤泥的質(zhì)量組份 ％ :Si02 1 7 . 86, A1203 29, Fe203 18. 6, Ti02 3· 49, CaOl. 37， MgOO. 03，Na201. 4,其余為燒失及微量組份； (1) 按實(shí)施例2磨料； (2) 熔化溫度1400度°C，2h; (3) 甩至成型：轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1700?2200rpm，生產(chǎn)中以合格樣20?40目占80%以上為 轉(zhuǎn)速調(diào)整依據(jù)準(zhǔn)；收集的樣品粒度為20?70目。
[0047] 收集的樣品為20?70目，可替代石英砂支撐劑使用。
[0048] 實(shí)施例6赤泥+螢石 配料：質(zhì)量組份％ :赤泥90,螢石10 ; 其中赤泥的質(zhì)量組份 ％ :Si02 1 2 . 93, A1203 14. 90, Fe203 2L 92, Ti02 1L 52, Ca00. 61， MgOl. 11，Na20 2. 70,其余為燒失及微量組份； 按比例計(jì)量稱取赤泥、螢石，按實(shí)施列2的步驟球磨、干燥樣品。
[0049] (1)熔化溫度 1400，lh (2)甩至成型：轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1500?2000 rpm，生產(chǎn)中以合格樣20?40目占80%以上為 轉(zhuǎn)速調(diào)整依據(jù)準(zhǔn)；收集的樣品粒度為20?70目。
[0050] 收集的樣品為20?70目，可替代石英砂支撐劑使用。
[0051] 實(shí)施例7赤泥+螢石+娃砂 (1)配料： (2 )質(zhì)量組份％ :赤泥60，螢石10，硅砂30 ; 其中赤泥的質(zhì)量組份 ％ :組成 Si02 1 2 . 93, A1203 14. 90, Fe203 21. 92, Ti02 11. 52, CaOO. 61，MgO 1. 11，Na20 2. 70,其余為燒失及微量組份； (2) 按比例計(jì)量稱取赤泥、硅砂和螢石，按實(shí)施列2的步驟球磨、干燥樣品； (3) 熔化溫度 1400°C，2h; (3) 甩至成型：轉(zhuǎn)速1500?2000 rpm，生產(chǎn)中以合格樣20?40目占80%以上為轉(zhuǎn)速 調(diào)整依據(jù)準(zhǔn)；收集的樣品粒度為20?70目。
[0052] 收集的樣品為20?70目，可替代石英砂支撐劑使用。
[0053] 實(shí)施例8赤泥+鉀(或鈉）長石+硅砂 (1) 質(zhì)量組份％ :赤泥60,螢石10,硅砂30 ; 其中赤泥的質(zhì)量組份 ％ :Si02 1 2 . 93, A1203 14. 90, Fe203 2L 92, Ti02 1L 52, CaOO. 61， MgO 1. 11，Na20 2. 70,其余為燒失及微量組份； (2) 按比例計(jì)量稱取赤泥、硅砂和長石，按實(shí)施列2的步驟球磨、干燥樣品。
[0054] (3)熔化溫度 1450 °C，2h (4) 甩至成型：1600?2100 rpm，生產(chǎn)中以合格樣20?40目占80%以上為轉(zhuǎn)速調(diào)整 依據(jù)準(zhǔn)；收集的樣品粒度為20?70目。
[0055] 收集的樣品為20?70目，可替代石英砂支撐劑使用。
[0056] 實(shí)施例9赤泥，鉀(或鈉）長石，白云石，硅砂； (1) 質(zhì)量組份％:赤泥70,鉀(或鈉）長石5,白云石5,硅砂20 (2) 其中赤泥的質(zhì)量組份 ％:Si02 12·93，Α1203 14.90，F(xiàn)e203 21.92，Ti02 11.52， CaOO. 61，MgO 1. 11，Na20 2. 70,其余為燒失及微量組份； (3) 按比例計(jì)量稱取赤泥、硅砂和長石，按實(shí)施列2的步驟球磨、干燥樣品； (4) 熔化溫度1550°C，2h;甩至成型：轉(zhuǎn)速1700?2200 rpm，生產(chǎn)中以合格樣20? 40目占80%以上為轉(zhuǎn)速調(diào)整依據(jù)準(zhǔn)；收集的樣品粒度為20?70目。
[0057] 收集的樣品為20?70目，可替代石英砂支撐劑使用。
[0058] 本發(fā)明還可以采用以下的工藝路線： 1) 配料一混合濕磨一干燥造粒一高溫熔化一甩至成型一收集成品； 2) 配料一混合濕磨一干燥造粒一高溫熔化一甩至成型一熱處理一收集成品； 3) 赤泥風(fēng)干或烘干一干磨一配料一混合一高溫熔化一甩至成型一收集成品； 4) 赤泥風(fēng)干或烘干一干磨一配料一混合一高溫熔化一甩至成型一熱處理一收集成 品。
[0059] 其中的熱處理工藝是將收集的陶粒支撐劑顆粒在500-900°C溫度下加熱處理 0·5_6h。
[0060] 上述雖然結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍 的限制，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出 的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種以赤泥為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征是，包括加料機(jī)，高溫爐，甩開 裝置，落料倉，回火爐，篩分設(shè)備，所述加料機(jī)與高溫爐連接，高溫爐通過第一通道與落料倉 連接、通過第二通道與甩開裝置連接，所述第一通道的底部開口附近設(shè)有高壓氣體管道，所 述高壓氣體管道的噴嘴與通道的底部開口位置配合，所述甩開裝置外圍設(shè)有保護(hù)罩，所述 保護(hù)罩上部設(shè)有上開口、下部設(shè)有下開口，上開口與第二通道連接，下開口與第一金屬溜管 上開口連接，第一金屬溜管下開口與保溫通道連接，同時(shí)所述落料倉底部出口與保溫通道 連接，所述保溫通道通過第二金屬溜管與回火爐連接，在靠近第二金屬溜管的保溫通道設(shè) 有第一閘板，所述回火爐底部通過第三金屬溜管與篩分設(shè)備連接，或者所述保溫通道通過 底部開口及第四金屬溜管與篩分設(shè)備連接，所述第四金屬溜管設(shè)有第二閘板，篩分設(shè)備的 底部與電子秤配合，電子秤下部設(shè)有包裝袋。
2. 如權(quán)利要求1所述的以赤泥為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征是，所述甩開 裝置包括甩盤、調(diào)頻電機(jī)，所述甩盤下部與調(diào)頻電機(jī)連接，所述保護(hù)罩上設(shè)有冷卻風(fēng)源，所 述甩盤下部與調(diào)頻電機(jī)間設(shè)有網(wǎng)格板，網(wǎng)格板通過外側(cè)間隔均布的耐熱金屬鋼板與外罩內(nèi) 壁焊接。
3. 如權(quán)利要求1所述的以赤泥為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征是，所述第一 通道、第二通道采用耐火材料砌筑結(jié)構(gòu)，所述通道底部設(shè)有陶瓷或鉬銠合金多孔漏板。
4. 如權(quán)利要求1所述的以赤泥為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征是，所述高溫 爐采用電阻爐或者坩堝窯、池窯、沖天爐、電弧爐中的一種，高溫爐在遠(yuǎn)離加料機(jī)的一端底 部開孔直接向下排放熔液的流束，直接為噴嘴噴吹或甩開裝置供料。
5. -種以赤泥為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)方法，赤泥或以赤泥為主，加入無機(jī)礦物原 料進(jìn)行配料，在坩堝窯、池窯、沖天爐、電弧爐等高溫爐內(nèi)高溫熔化、在成型裝置成型后得到 制品，其特征是，具體包括以下步驟： 1)配料：赤泥，或赤泥與螢石、硅砂、鉀或鈉長石、白云石中的一種或多種混合； 2)混合濕磨，將步驟1)的配料在磨機(jī)中混合濕磨、造粒，快速球磨lOmin，；將粉料倒 出過篩，在120°溫度烘干12h ; 或者干磨：120°烘干12h赤泥入連續(xù)球磨機(jī)，球磨機(jī)磨規(guī)格為2.4 m X 9m，磨內(nèi) 裝鋼球54噸，連續(xù)風(fēng)選過30目篩； 3) 將步驟2)的粉料在高溫爐內(nèi)高溫熔化，所述高溫爐溫度為1400-1550°C，時(shí)間l_2h ; 4) 利用成型裝置將造粒成型為支撐劑顆粒； 5) 支撐劑顆粒經(jīng)過保溫通道進(jìn)入篩分設(shè)備，經(jīng)過篩分設(shè)備篩分后稱量、包裝。
6. 如權(quán)利要求5所述的以赤泥為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)方法，其特征是，所述步驟 1)赤泥的質(zhì)量組分％為^0212.93?44.79、似20 1.24 ?2.7、六1203 11.16-37.64、〇&0 0· 61 ?1. 37、MgO 0· 03 ?1. ll、Fe203 17. 5-21. 92、Ti02 2. 04-11. 52,其余為燒失及微量組 分。
7. 如權(quán)利要求5所述的以赤泥為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)方法，其特征是，所述步驟 4)的成型裝置采用甩開裝置，所述甩開裝置的甩盤轉(zhuǎn)速為1400?2200rpm。
8. 如權(quán)利要求5所述的以赤泥為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)方法，其特征是，所述步驟 4)的支撐劑顆粒經(jīng)過金屬溜管進(jìn)入回火爐回火處理，所述回火處理的溫度為500-900°C，時(shí) 間 0·5-6h。
9.如權(quán)利要求5所述的以赤泥為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)方法，其特征是，所述支撐 劑顆粒為球形、近似球形、或橢球形，所述支撐劑球體粒徑12?140目。
【文檔編號(hào)】C04B35/653GK104193351SQ201410450556
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】趙友誼, 曾華生, 劉世權(quán), 葉重楠, 王晉槐, 董雪 申請(qǐng)人:金剛新材料股份有限公司