專利名稱：含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒及其制造方法，特別是涉及一種含硬質(zhì)
碳化物的陶瓷顆粒石油壓裂支撐劑及其制造方法。
背景技術(shù)：
石油壓裂支撐劑是一種用于油田鉆采過程中的專用關(guān)鍵材料，從其礦物組成和 使用功能看屬于功能陶瓷材料，主要用于填充到低滲透礦床的巖層裂縫中，起到支撐裂縫 不因應(yīng)力釋放而閉合，讓油、氣從裂縫通道中匯集而出，從而保證油、氣的高導(dǎo)流能力，增加 油、氣井產(chǎn)量。高強(qiáng)度陶瓷顆粒多以資源較為缺乏的高鋁含量的鋁土礦為主要原材料，生產(chǎn) 出的產(chǎn)品中A1203含量高，約71 %以上，在高強(qiáng)度的同時存在高密度的特點，高密度產(chǎn)品在 石油氣田開采應(yīng)用過程中對壓裂液的性能(如粘度、流變性等)及泵送條件(如排量、設(shè)備 功率)有更高的要求，研發(fā)并生產(chǎn)中、低密度高強(qiáng)度陶瓷顆粒，解決對高品位鋁土礦資源的 依賴，滿足油氣田壓裂工藝要求，是未來陶瓷顆粒支撐劑的重要發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒，可以減少對優(yōu)
質(zhì)高品位鋁土礦資源的使用，增強(qiáng)陶瓷顆粒產(chǎn)品的強(qiáng)度和抗破碎能力。 本發(fā)明還要提供一種上述陶瓷顆粒的制造方法。 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒，其組成成 分的重量百分比含量(以下同)為高硅低鋁鋁土礦50 85%、煤渣0 30%、磷渣0 4. 5%、含釩鈦化合物0 8%、燒結(jié)助劑0. 5 2. 5%和湖精0. 1 1. 2%。
進(jìn)一步的，所述高硅低鋁鋁土礦中A1^的含量為38 65%， Si02的含量為 13 38%。 進(jìn)一步的，所述煤渣的TFe《1. 5%，固定碳含量為15 20%。 進(jìn)一步的，所述含釩鈦化合物中的V+Ti《5 % 。 進(jìn)一步的，所述含釩鈦化合物是釩鈦磁鐵礦尾渣。 含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒的制造方法，該方法包括如下步驟 a)將組成成分分別磨成粉末； b)按比例配料，攪拌，混合均勻； c)造粒成球； d)在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。 進(jìn)一步的，所述步驟a)中的組成成分磨成粉末后，粉體顆粒的比表面積(單個顆 粒被研碎所占的面積)大于1000m7Kg。 進(jìn)一步的，所述步驟b)中的混合后的混合料均勻度大于96%。 進(jìn)一步的，所述步驟c)中的造粒成球的顆粒球形度達(dá)到0.85以上，水分控制在
8 12%，體積密度控制在1. 20 1. 45g/cm3。
進(jìn)一步的，所述步驟d)中的燒結(jié)溫度控制在1350 146(TC，燒結(jié)時間1.5 2. Oh，爐內(nèi)呈微氧化氣氛。 本發(fā)明的有益效果是與普通的陶瓷顆粒支撐劑相比較，本發(fā)明充分利用四川省 攀枝花地區(qū)豐富的低鋁高硅的鋁土礦資源以及工業(yè)廢棄物，其中的有益元素通過燒結(jié)過程 的固相反應(yīng)，實現(xiàn)陶瓷顆粒礦相的重新構(gòu)建，形成彌散的均勻分布的硬質(zhì)碳化物，減少了對 優(yōu)質(zhì)高品位鋁土礦資源的依賴，增強(qiáng)陶瓷顆粒產(chǎn)品的強(qiáng)度和抗破碎能力。本發(fā)明產(chǎn)品的內(nèi) 在質(zhì)量好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，顆粒物相中含10 25%的硬質(zhì)碳化物，如碳化硅、碳化鈦或碳化 釩等，比普通支撐劑產(chǎn)品的耐酸溶解性提高3%以上，顆粒破碎率降低1.5%以上，破碎強(qiáng) 度及硬度均符合技術(shù)要求。按本發(fā)明的方法制造陶瓷顆粒，燒結(jié)陶瓷顆粒過程中的余熱資 源在工藝過程中能得到利用，可節(jié)省能耗30 40%，工業(yè)廢棄物的利用率高，保護(hù)環(huán)境，降 低了產(chǎn)品成本15 30%。
具體實施方式

實施例1 : 選用高硅低鋁鋁土礦、煤渣、磷渣、含釩鈦化合物、燒結(jié)助劑和湖精，其組成成分的 重量百分比含量為高硅低鋁鋁土礦55%、煤渣30%、磷渣4. 5%、含釩鈦化合物8%、 燒結(jié)助劑1.5%和湖精1%，將磨細(xì)的粉料進(jìn)行攪拌后混合均勻，混勻度達(dá)到97.4%，控
制水分含量為10%，造粒后進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在1390 146(TC，燒結(jié)時間1. 8h。
檢測其酸溶解度為5% ，體積密度小于1. 65g/cm3，顆粒粒徑20 40目，破碎壓力 69Mpa，破碎率6. 19%。
實施例2 : 選用高硅低鋁鋁土礦、煤渣、含釩鈦化合物、燒結(jié)助劑和湖精，其組成成分的重量 百分比含量為高硅低鋁鋁土礦85%、煤渣11.9%、含釩鈦化合物2. 5%、燒結(jié)助劑 0. 5%和湖精0. 1%，將磨細(xì)的粉料進(jìn)行攪拌后混合均勻，混勻度達(dá)到98. 1%，控制水分含
量為10. 1%，造粒后進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在1375 146(TC，燒結(jié)時間1. 81h。
檢測其酸溶解度為5% ，體積密度小于1. 65g/cm3，顆粒粒徑30 60目，破碎壓力 69Mpa，破碎率6. 9%。
實施例3 : 選用高硅低鋁鋁土礦、磷渣、含釩鈦化合物、燒結(jié)助劑和湖精，其組成成分的重量 百分比含量為高硅低鋁鋁土礦85%、磷渣4%、含釩鈦化合物8%、燒結(jié)助劑2%和湖 精1%，將磨細(xì)的粉料進(jìn)行攪拌后混合均勻，混勻度達(dá)到98. 3%，控制水分含量為10. 2% ，
造粒后進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在1375 146(TC，燒結(jié)時間1. 8h。 檢測其酸溶解度為5% ，體積密度小于1. 65g/cm3，顆粒粒徑16 30目，破碎壓力 69Mpa，破碎率6X。
權(quán)利要求
含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒，其特征在于，其組成成分的重量百分比含量為高硅低鋁鋁土礦50～85％、煤渣0～30％、磷渣0～4.5％、含釩鈦化合物0～8％、燒結(jié)助劑0.5～2.5％和湖精0.1～1.2％。
2. 如權(quán)利要求1所述的含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒，其特征在于，所述高硅低鋁鋁土礦 中A1203的含量為38 65%， Si02的含量為13 38%。
3. 如權(quán)利要求l所述的含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒，其特征在于，所述煤渣的 TFe《1. 5%，固定碳含量為15 20%。
4. 如權(quán)利要求1所述的含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒，其特征在于，所述含釩鈦化合物中 的V+Ti《5%。
5. 如權(quán)利要求1所述的含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒，其特征在于，所述含釩鈦化合物是 釩鈦磁鐵礦尾渣。
6. 權(quán)利要求1所述的含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒的制造方法，其特征在于，該方法包括如下步驟a) 將組成成分分別磨成粉末；b) 按比例配料，攪拌，混合均勻； C)造粒成球；d)在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。
7. 如權(quán)利要求6所述的含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒的制造方法，其特征在于所述步驟a) 中的組成成分磨成粉末后，粉體顆粒的比表面積大于1000m7Kg。
8. 如權(quán)利要求6所述的含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒的制造方法，其特征在于所述步驟b) 中的混合后的混合料均勻度大于96%。
9. 如權(quán)利要求6所述的含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒的制造方法，其特征在于所述步 驟c)中的造粒成球的顆粒球形度達(dá)到0. 85以上，水分控制在8 12%，體積密度控制在1. 20 1. 45g/cm3。
10. 如權(quán)利要求6所述的含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒的制造方法，其特征在于所述步驟 d)中的燒結(jié)溫度控制在1350 146(TC，燒結(jié)時間1. 5 2. Oh，爐內(nèi)呈微氧化氣氛。
全文摘要
本發(fā)明提供一種含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒，可以減少對優(yōu)質(zhì)高品位鋁土礦資源的使用，增強(qiáng)陶瓷顆粒產(chǎn)品的強(qiáng)度和抗破碎能力。含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒，其組成成分的重量百分比含量為高硅低鋁鋁土礦50～85％、煤渣0～30％、磷渣0～4.5％、含釩鈦化合物0～8％、燒結(jié)助劑0.5～2.5％和湖精0.1～1.2％。含硬質(zhì)碳化物的陶瓷顆粒的制造方法，該方法包括如下步驟a)將組成成分分別磨成粉末；b)按比例配料，攪拌，混合均勻；c)造粒成球；d)在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。本發(fā)明的顆粒物相中含10～25％的硬質(zhì)碳化物，比普通支撐劑產(chǎn)品的耐酸溶解性提高3％以上，顆粒破碎率降低1.5％以上。
文檔編號C04B35/622GK101774800SQ20091030550
公開日2010年7月14日 申請日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者樊榮 申請人:攀枝花秉揚(yáng)科技開發(fā)有限公司