以油基鉆屑?xì)堅(jiān)苽涞拿鉄u的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種以油基鉆屑?xì)堅(jiān)苽涞拿鉄u。是將水泥、集料、油基鉆屑?xì)堅(jiān)头勖夯一旌蠑嚢杈鶆虻霉滔嗷旌狭?，再向固相混合料中加入水混合攪拌均勻得半干狀混合料，將半干狀混合料送至免燒磚機(jī)內(nèi)充模、壓制成型、脫模，將脫模后的磚坯自然養(yǎng)護(hù)而得；各組份的重量百分比為，水泥5～8%、集料19～76%、油基鉆屑?xì)堅(jiān)?0～60%、粉煤灰2～6%、水3～11%。本發(fā)明不但能夠制造出合格的建筑用磚，而且有效地實(shí)現(xiàn)了油基鉆屑?xì)堅(jiān)陌踩h(huán)保處置和資源化綜合利用，使油基鉆屑?xì)堅(jiān)辉僬加猛恋睾臀廴经h(huán)境。
【專利說(shuō)明】
以油基鉆屑?xì)堅(jiān)苽涞拿鉄u
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種建筑材料，特別是一種建筑用磚。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)是頁(yè)巖氣資源大國(guó)，資源豐富，開(kāi)發(fā)潛力大，商業(yè)條件好，發(fā)展前景廣闊。開(kāi)發(fā) 利用好頁(yè)巖氣對(duì)滿足我國(guó)不斷增長(zhǎng)的能源需求、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提高能源效率、促進(jìn)節(jié)能減 排和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展意義重大。目前，我國(guó)正大力推進(jìn)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)工作，以我國(guó)第一 個(gè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化開(kāi)發(fā)的大型頁(yè)巖氣田一涪陵頁(yè)巖氣田為例，已布置了200多口頁(yè)巖氣 井，建成了產(chǎn)能50億立方/年。頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的核心技術(shù)是水平井分段壓裂技術(shù)，水平段 頁(yè)巖氣層鉆井采用以柴油作為基液，添加其他試劑組成的油基鉆井液，在鉆井過(guò)程中切削 地層巖石而產(chǎn)生的碎肩通過(guò)油基鉆井液帶出，產(chǎn)生油基鉆肩。據(jù)統(tǒng)計(jì)，單口井的油基鉆肩產(chǎn) 生量約200~250立方米，而油基鉆肩屬于危險(xiǎn)固體廢物，環(huán)境危害性大，處理難度大、處理 成本高。
[0003] 目前油基鉆肩采取的處理措施為:通過(guò)在鉆井平臺(tái)集中收集后運(yùn)輸至油基鉆肩回 收利用站，采用熱解析技術(shù)處理，即通過(guò)半自動(dòng)設(shè)備投加到加熱反應(yīng)爐內(nèi)并加入分離劑攪 拌，加熱至270°C左右反應(yīng)約10小時(shí)，實(shí)現(xiàn)油、鉆肩的分離。使處理后的油基鉆肩含油率控制 在0.3%以下，所得到的灰黑色粉末即是油基鉆肩殘?jiān)?，然后再?duì)其進(jìn)行固化填埋處置。
[0004] 油基鉆肩殘?jiān)牧綖?.05~0.8mm，其含有（質(zhì)量百分比含量）：Si〇2 45%~ 59%、Ca0 5%~14%、Al2〇3 6%~11%、S03 0.8%~1.5%、Mg0 1%~3%、Fe2〇3 2%~ 3%、K2〇 1%~3%、Na2〇 0.2%~1.0%，燒失量為8%~10%;其放射性核素含量符合 GB6566-2010建筑主體材料核素含量指標(biāo)，即IRa< 1 ? OBq/Kg、I 1 ? OBq/Kg。
[0005] 但目前油基鉆肩殘?jiān)扇〉墓袒盥裉幚矸绞酱嬖谌缦聠?wèn)題：固化占地面積大、 數(shù)量多、土建成本高；固化作業(yè)若施工質(zhì)量有缺陷，還存在一定的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。故頁(yè)巖氣 勘探開(kāi)發(fā)中產(chǎn)生的油基鉆肩殘?jiān)陌踩h(huán)保處置和資源化綜合利用是當(dāng)前迫切需要解決 的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種以油基鉆肩殘?jiān)苽涞拿鉄u，以實(shí)現(xiàn)油基鉆肩殘?jiān)?安全環(huán)保處置和資源化綜合利用問(wèn)題。
[0007] 本發(fā)明所述以油基鉆肩殘?jiān)苽涞拿鉄u，是將水泥、集料、油基鉆肩殘?jiān)头勖?灰混合攪拌均勻得固相混合料，再向固相混合料中加入水混合攪拌均勻得半干狀混合料， 將半干狀混合料送至免燒磚機(jī)內(nèi)充模、壓制成型、脫模，將脫模后的磚坯自然養(yǎng)護(hù)而得;各 組份的重量百分比為，水泥5~8%、集料19~76%、油基鉆肩殘?jiān)?0~60%、粉煤灰2~6%、 水3~11 % 〇
[0008] 所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關(guān)規(guī)定。其在加水后不斷 生成水化硅酸鈣和鈣礬石等，不僅為磚體提供主要強(qiáng)度支撐來(lái)源，同時(shí)其不斷產(chǎn)生的氫氧 化鈣可用來(lái)作為粉煤灰活性激發(fā)的堿度。
[0009] 所述的集料為符合JGJ52-2006規(guī)定要求的各種惰性砂，為磚體的骨架。
[0010] 所述的粉煤灰可優(yōu)選燃煤電廠煙道中排出的粉塵，為符合GB/T1596-2005的n級(jí)F 類粉煤灰，其具有潛在的水硬性活性，能在后期發(fā)生反應(yīng)增加磚體的強(qiáng)度。
[0011] 所述的油基鉆肩殘?jiān)侵福涸陧?yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)水平井鉆井過(guò)程中將產(chǎn)生油基鉆 肩，將該油基鉆肩采用熱解析技術(shù)處理，使處理后的油基鉆肩含油率控制在0.3%以下，所 得到的灰黑色粉末，其粒徑為0.05~0.8mm，其含有（質(zhì)量百分比含量）：Si〇2 45 %~59%、 CaO 5%~14%、Al2〇3 6%~11%、S03 0.8%~1.5%、Mg0 1%~3%、Fe2〇3 2%~3%、K20 1 %~3%、Na20 0.2%~1.0%，燒失量為8%~10%。
[0012] 如圖1所示，油基鉆肩殘?jiān)某煞忠許i、Ca、Al等元素為主，可作為火山灰質(zhì)材料使 用，具備了制備免燒磚的元素和化學(xué)組分。
[0013] 按GB/T17671-1999水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法，參照GB/T 18046-2000中的活性指數(shù) 試驗(yàn)方法，分別測(cè)試摻30%油基鉆肩殘?jiān)荣|(zhì)量替代水泥的28天膠砂抗壓強(qiáng)度(心)和標(biāo)準(zhǔn) 硅酸鹽水泥28天抗壓強(qiáng)度(R 2)，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。結(jié)果顯示油基鉆肩熱解殘?jiān)臒Я糠?標(biāo)準(zhǔn)的10%以內(nèi)，S〇3含量也達(dá)標(biāo)，活性指數(shù)= Ri/R2 = 71.5%，活性指數(shù)較好，也基本具備了 作為免燒磚原料的基礎(chǔ)。
[0014]表1活性指數(shù)測(cè)試結(jié)果
[0016] 油基鉆肩殘?jiān)琒i02 45%~59%、Ca0 5%~14%、Al2〇3 6~11%，粒徑為0.05~ 0.8mm，既可作為細(xì)集料來(lái)使用，又可作為一種活性摻合料，參與水泥的水化反應(yīng)，如硅質(zhì)材 料與水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣之間反應(yīng)生成水化硅酸鈣，鋁質(zhì)材料與水泥中的硫酸鹽反應(yīng)生 成水化硫鋁酸鈣等等，此類水化產(chǎn)物均可形成對(duì)整個(gè)體系的強(qiáng)度支持。另一方面，合理的配 比還可以改善整個(gè)混合料的級(jí)配，不僅能提高建筑用磚強(qiáng)度，還可使其內(nèi)部更加密實(shí)，增加 其耐久性能。
[0017] 本發(fā)明所述免燒磚采用油基鉆肩殘?jiān)鳛閾胶狭?，不但能夠制造出合格的建筑?磚，而且有效地實(shí)現(xiàn)了油基鉆肩殘?jiān)陌踩h(huán)保處置和資源化綜合利用，使油基鉆肩殘?jiān)?不再占用土地和污染環(huán)境，并且利用油基鉆肩殘?jiān)鳛閾胶狭现苽涞拿鉄u，其早期強(qiáng)度 較高，養(yǎng)護(hù)時(shí)間短，可大大提高生產(chǎn)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本發(fā)明所述的油基鉆肩殘?jiān)麰DS能譜分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 實(shí)施例1:
[0020] 將60 %的油基鉆肩殘?jiān)?9%的機(jī)制砂投入兩倉(cāng)配料攪拌機(jī)中攪拌均勻，通過(guò)輸 送機(jī)至強(qiáng)制攪拌機(jī)內(nèi)，同時(shí)將8%的水泥、2%的粉煤灰也通過(guò)螺旋輸送機(jī)輸送至強(qiáng)制攪拌 機(jī)內(nèi)，充分混合攪拌均勻得固相混合料;再將11%的水加入該固相混合料內(nèi)，得半干狀混合 料，將半干狀混合料送至免燒磚機(jī)內(nèi)充模，以13MPa的成型壓力靜壓成型后，脫模，將脫模后 的磚坯自然養(yǎng)護(hù)而得。
[0021]所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關(guān)規(guī)定;機(jī)制砂細(xì)度模數(shù) 為3.2，顆粒級(jí)配良好;粉煤灰為燃煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的II級(jí)F 類。
[0022] 實(shí)施例2:
[0023]將50%的油基鉆肩殘?jiān)?1 %的機(jī)制砂投入兩倉(cāng)配料攪拌機(jī)中攪拌均勻，通過(guò)輸 送機(jī)至強(qiáng)制攪拌機(jī)內(nèi)，同時(shí)將7%的水泥、3%的粉煤灰也通過(guò)螺旋輸送機(jī)輸送至強(qiáng)制攪拌 機(jī)內(nèi)，充分混合攪拌均勻得固相混合料;再將9%的水加入該固相混合料內(nèi)，得半干狀混合 料，將半干狀混合料送至免燒磚機(jī)內(nèi)充模，以12MPa的成型壓力靜壓成型后，脫模，將脫模后 的磚坯自然養(yǎng)護(hù)而得。
[0024]所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關(guān)規(guī)定;機(jī)制砂細(xì)度模數(shù) 為3.2，顆粒級(jí)配良好;粉煤灰為燃煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的II級(jí)F 類。
[0025] 實(shí)施例3:
[0026]將40%的油基鉆肩殘?jiān)?3%的河砂投入兩倉(cāng)配料攪拌機(jī)中攪拌均勻，通過(guò)輸送 機(jī)至強(qiáng)制攪拌機(jī)內(nèi)；同時(shí)將6%的水泥、4%的粉煤灰也通過(guò)螺旋輸送機(jī)輸送至強(qiáng)制攪拌機(jī) 內(nèi)，充分混合攪拌均勻得固相混合料;再將7%的水加入該固相混合料內(nèi)，得半干狀混合料， 將半干狀混合料送至免燒磚機(jī)內(nèi)充模，以llMPa的成型壓力靜壓成型后，脫模，將脫模后的 磚坯自然養(yǎng)護(hù)而得。
[0027]所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關(guān)規(guī)定;河砂細(xì)度模數(shù)為 3.2，顆粒級(jí)配良好;粉煤灰為燃煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的II級(jí)F類。 [0028] 實(shí)施例4:
[0029]將30%的油基鉆肩殘?jiān)?4%的河砂投入兩倉(cāng)配料攪拌機(jī)中攪拌均勻，通過(guò)輸送 機(jī)至強(qiáng)制攪拌機(jī)內(nèi)；同時(shí)將6%的水泥、5%的粉煤灰也通過(guò)螺旋輸送機(jī)輸送至強(qiáng)制攪拌機(jī) 內(nèi)，充分混合攪拌均勻得固相混合料;再將5%的水加入該固相混合料內(nèi)，得半干狀混合料， 將半干狀混合料送至免燒磚機(jī)內(nèi)充模，以llMPa的成型壓力靜壓成型后，脫模，將脫模后的 磚坯自然養(yǎng)護(hù)而得。
[0030] 所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關(guān)規(guī)定;河砂細(xì)度模數(shù)為 3.2，顆粒級(jí)配良好;粉煤灰為燃煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的II級(jí)F類。
[0031] 上述本發(fā)明4個(gè)實(shí)施例的各原料配比如表2所示;各實(shí)施例所制得的免燒磚的各項(xiàng) 基本性能如表3所示。
[0032] 實(shí)施例5:
[0033]將20%的油基鉆肩殘?jiān)?5%的河砂投入兩倉(cāng)配料攪拌機(jī)中攪拌均勻，通過(guò)輸送 機(jī)至強(qiáng)制攪拌機(jī)內(nèi)；同時(shí)將5%的水泥、6%的粉煤灰也通過(guò)螺旋輸送機(jī)輸送至強(qiáng)制攪拌機(jī) 內(nèi)，充分混合攪拌均勻得固相混合料;再將4%的水加入該固相混合料內(nèi)，得半干狀混合料， 將半干狀混合料送至免燒磚機(jī)內(nèi)充模，以l〇MPa的成型壓力靜壓成型后，脫模，將脫模后的 磚坯自然養(yǎng)護(hù)而得。
[0034]所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關(guān)規(guī)定;機(jī)制砂細(xì)度模數(shù) 為3.2，顆粒級(jí)配良好;粉煤灰為燃煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的II級(jí)F 類。
[0035] 實(shí)施例6:
[0036]將10%的油基鉆肩殘?jiān)?6%的河砂投入兩倉(cāng)配料攪拌機(jī)中攪拌均勻，通過(guò)輸送 機(jī)至強(qiáng)制攪拌機(jī)內(nèi)；同時(shí)將5%的水泥、6%的粉煤灰也通過(guò)螺旋輸送機(jī)輸送至強(qiáng)制攪拌機(jī) 內(nèi)，充分混合攪拌均勻得固相混合料;再將3%的水加入該固相混合料內(nèi)，得半干狀混合料， 將半干狀混合料送至免燒磚機(jī)內(nèi)充模，以l〇MPa的成型壓力靜壓成型后，脫模，將脫模后的 磚坯自然養(yǎng)護(hù)而得。
[0037]所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關(guān)規(guī)定;機(jī)制砂細(xì)度模數(shù) 為3.2，顆粒級(jí)配良好;粉煤灰為燃煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的II級(jí)F 類。
[0038] 上述本發(fā)明6個(gè)實(shí)施例的各原料配比如表2所示;各實(shí)施例所制得的免燒磚的各項(xiàng) 基本性能如表3所示。
[0039] 表2本發(fā)明6個(gè)實(shí)施例的各原料配比
[0041]表3 6個(gè)實(shí)施例制得免燒磚的各項(xiàng)基本性能
[0042]
[0043] 表2中的水固比是指水與集料、油基鉆肩殘?jiān)⑺嗪头勖夯铱偭康闹亓勘取?br>[0044] 由表3可知，自然養(yǎng)護(hù)的試塊早期(7天)強(qiáng)度較高，各試塊的7天強(qiáng)度即可滿足搬運(yùn) 的要求，且多數(shù)超過(guò)28天強(qiáng)度的一半。28天抗壓強(qiáng)度為10.4~17.9MPa，能分別滿足GB5101-2003中MU10~MU20型號(hào)建筑用磚相應(yīng)的強(qiáng)度要求。各試塊凍融強(qiáng)度損失率均低于2%，無(wú)凍 壞現(xiàn)象，可應(yīng)用于建筑用磚;各實(shí)例免燒磚的放射性也合格;并且本發(fā)明的免燒磚浸出液中 的重金屬濃度及相關(guān)指標(biāo)遠(yuǎn)低于《GB5085.7-2007危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)通則》和《GB8978-1996 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，實(shí)現(xiàn)了對(duì)頁(yè)巖氣油基鉆肩殘?jiān)臒o(wú)害化和 資源化綜合利用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 以油基鉆肩殘?jiān)苽涞拿鉄u，其特征在于：是將水泥、集料、油基鉆肩殘?jiān)头勖?灰混合攪拌均勻得固相混合料，再向固相混合料中加入水混合攪拌均勻得半干狀混合料， 將半干狀混合料送至免燒磚機(jī)內(nèi)充模、壓制成型、脫模，將脫模后的磚坯自然養(yǎng)護(hù)而得;各 組份的重量百分比為，水泥5~8%、集料19~76%、油基鉆肩殘?jiān)?0~60%、粉煤灰2~6%、水3 ~11% 〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以油基鉆肩殘?jiān)苽涞拿鉄u，其特征在于:所述的水泥為普通 硅酸鹽水泥，滿足GB 175-2007中的相關(guān)規(guī)定。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以油基鉆肩殘?jiān)苽涞拿鉄u，其特征在于:所述的集料為符合 JGJ52-2006規(guī)定要求的各種惰性砂。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以油基鉆肩殘?jiān)苽涞拿鉄u，其特征在于:所述的粉煤灰為燃 煤電廠煙道中排出的粉塵，符合GB/T1596-2005的Π 級(jí)F類。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以油基鉆肩殘?jiān)苽涞拿鉄u，其特征在于:所述壓制成型采用 靜壓成型，靜壓成型的成型壓力為10~13MPa。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述以油基鉆肩殘?jiān)苽涞拿鉄u，其特征在于:所述的惰性砂為機(jī) 制砂和/或河砂，細(xì)度模數(shù)為3.2，顆粒級(jí)配良好。
【文檔編號(hào)】C04B18/12GK105967595SQ201610303360
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】周伯均, 金吉中, 周澤軍, 張召基, 何勇, 熊德明, 王朝強(qiáng), 張春
【申請(qǐng)人】中石化重慶涪陵頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)有限公司, 重慶市涪陵頁(yè)巖氣環(huán)保研發(fā)與技術(shù)服務(wù)中心