以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑及其制備方法，采用焦寶石、焦寶石尾礦、硅石和添加劑為原料制備超低密陶粒支撐劑；其中，以質(zhì)量百分計(jì)，焦寶石：30-50份、焦寶石尾礦：30-50份、硅石：10-30份和添加劑：0-1份。本發(fā)明充分利用焦寶石尾礦，具有超低的體積密度和視密度，濁度小、粉碎率低，同時(shí)具有較高的強(qiáng)度，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。且制備方法簡單，操作方便。
【專利說明】以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超低密陶粒支撐劑，具體涉及一種以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]陶粒支撐劑已經(jīng)作為石英砂等類型支撐劑的替代產(chǎn)品，不僅擁有高的強(qiáng)度和好的圓度球度，更重要是其導(dǎo)流能力的大幅提高，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于油氣田的壓裂作業(yè)，尤其是低滲透油井領(lǐng)域。
[0003]焦寶石煅燒后呈白色Al2O3含量約為43-50%，結(jié)構(gòu)致密均勻，斷面呈貝殼狀斷口，用于制造優(yōu)質(zhì)黏土質(zhì)耐火材料，產(chǎn)地主要有山東、河北、山西、河南、安徽等，總儲量達(dá)數(shù)十億噸，一般用于生產(chǎn)高級耐火材料，制造陶瓷，硅酸鋁耐火纖維的生產(chǎn)及軍工等。但這種焦寶石礦在開采時(shí)會產(chǎn)生大量尾礦，這種尾礦Al2O3含量約為20-30%，F(xiàn)e2O3含量約為5_15%，這部分尾礦如果不利用起來，需要占用大量土地，便會造成資源浪費(fèi)和破壞生態(tài)環(huán)境，而且要投入處理和維護(hù)費(fèi)用。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)資源效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益的有效統(tǒng)一。而進(jìn)行尾礦資源的綜合回收與利用，不僅可以充分利用礦產(chǎn)資源，擴(kuò)大礦產(chǎn)資源利用范圍，延長礦山服務(wù)年限；也是治理污染、保護(hù)生態(tài)的重要手段；還可以節(jié)省大量的土地和資金，所以在全球礦產(chǎn)資源供應(yīng)緊張的局勢下開發(fā)利用好長期累積的大量尾礦是我國礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑及其制備方法，具有超低的體積密度和視密度，濁度小、粉碎率低，同時(shí)具有較高的強(qiáng)度，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。且制備方法簡單，操作方便。
[0006]本發(fā)明所述的以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑，采用焦寶石、焦寶石尾礦、硅石和添加劑為原料制備超低密陶粒支撐劑；其中，以質(zhì)量百分計(jì)，原料組成為:焦寶石:30-50份、焦寶石尾礦:30-50份、娃石:10-30份和添加劑:0-1份。
[0007]添加劑為聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸銨、檸檬酸鈉、水玻璃、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、碳酸鈉、CMC或PVA中的一種或多種。
[0008]制備步驟如下:
[0009](I)將焦寶石、焦寶石尾礦和硅石按照配方比例配料；
[0010](2)將配好的料按照一定的固含量加入水，進(jìn)行濕磨；
[0011](3)將濕磨后的漿料進(jìn)行干燥，
[0012](4)將干燥后的物料加水制粒成坯球；
[0013](5)將坯球烘干、煅燒，得到到成品。
[0014]濕磨過程中，每10分鐘檢測一次粒度。[0015]濕磨后粒度檢測采用馬爾文激光粒度儀，直到粒度達(dá)到1000-2000目。
[0016]步驟(2)中，干燥后的漿料水分≤6%。
[0017]步驟(2)中，加水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15-25%。
[0018]坯球烘干的溫度為100-110°C ；
[0019]煅燒的升溫速度為3_4°C /min,煅燒的溫度為1100-1500°C ;煅燒時(shí)間保溫時(shí)間2-3小時(shí)。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0021]本發(fā)明以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑及其制備方法，具有超低的體積密度和視密度，濁度小、破碎率低，同時(shí)具有較高的強(qiáng)度，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。且制備方法簡單，操作方便。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0023]實(shí)施例1
[0024]焦寶石、焦寶石尾礦和硅石的化學(xué)成分和質(zhì)量份數(shù):
[0025]焦寶石(Al2O3:44%, SiO2:53%，F(xiàn)e2O3:2%) 42 份，焦寶石尾礦(Al2O3:28%，SiO2:59%，F(xiàn)e2O3:10%) 43 份，硅石(SiO2:99%) 15 份。
[0026]將焦寶石、焦寶石尾礦和硅石按照上述份數(shù)配料，將配好的料加水使其固含量為65%，加入0.4%的聚丙烯酸鈉和0.2%CMC，一起加入濕法球磨機(jī)濕磨，每10分鐘檢測一次粒度，直到粒度達(dá)到1200目；將濕磨后的漿料泵送至噴霧干燥塔干燥至水分< 6%;用噴霧干燥后的粉加入20%的水，用制粒機(jī)制成坯球；將坯球在100°C下烘干，將坯球放入匣缽用高溫爐煅燒，升溫速率3°C /min,待溫度達(dá)到1200°C保溫2小時(shí)，自然冷卻即為成品。
[0027]實(shí)施例2
[0028]焦寶石、焦寶石尾礦和硅石的化學(xué)成分和質(zhì)量份數(shù):
[0029]焦寶石(Al2O3:46%, SiO2:50%，F(xiàn)e2O3:2%) 42 份，焦寶石尾礦(Al2O3:30%，SiO2:57%，F(xiàn)e2O3:10%) 43 份，硅石(SiO2:98%) 15 份。
[0030]將焦寶石、焦寶石尾礦和硅石按照上述份數(shù)配料，將配好的料加水使其固含量為68%，加入0.5%的水玻璃、0.1%的三聚磷酸鈉和0.1%CMC, 一起加入濕法球磨機(jī)濕磨，每10分鐘檢測一次粒度，直到粒度達(dá)到目標(biāo)值1600目；將濕磨后的漿料泵送至噴霧干燥塔干燥至水分≤6% ;用噴霧干燥后的粉加入22%的水，用制粒機(jī)制成坯球；將坯球在110°C烘干，將坯球放入匣缽用高溫爐煅燒，升溫速率4°C /min，待溫度達(dá)到1350°C保溫3小時(shí)，自然冷卻即得成品。
[0031]實(shí)施例3
[0032]焦寶石、焦寶石尾礦和硅石的化學(xué)成分和質(zhì)量份數(shù):
[0033]焦寶石(Al2O3:42%, SiO2:54%，F(xiàn)e2O3:3%) 42 份，焦寶石尾礦(Al2O3:23%，SiO2:61%，F(xiàn)e2O3:12%) 43 份，硅石(SiO2:96%) 15 份。
[0034]將焦寶石、焦寶石尾礦和硅石按照上述份數(shù)配料，將配好的料加水使其固含量為72%，加入0.9%的聚丙烯酸銨，一起加入濕法球磨機(jī)濕磨，每10分鐘檢測一次粒度，直到粒度達(dá)到目標(biāo)值1500目；將濕磨后的漿料泵送至噴霧干燥塔干燥至水分<6%;用噴霧干燥后的粉加入19%的水，用制粒機(jī)制成坯球；將坯球在105°C烘干，坯球放入匣缽用高溫爐煅燒，升溫速率3°C /min,待溫度達(dá)到1500°C保溫2.5小時(shí)，自然冷卻即得成品。
[0035]實(shí)施例4
[0036]焦寶石、焦寶石尾礦和硅石的化學(xué)成分和質(zhì)量份數(shù):
[0037]焦寶石(Al2O3:40%, SiO2:54%，F(xiàn)e2O3:5%) 42 份，焦寶石尾礦(Al2O3:25%，SiO2:59%，F(xiàn)e2O3:12%) 43 份，硅石(SiO2:96%) 15 份。
[0038]將焦寶石、焦寶石尾礦和硅石按照上述份數(shù)配料，將配好的料加水使其固含量為72%，一起加入濕法球磨機(jī)濕磨，每10分鐘檢測一次粒度，直到粒度達(dá)到目標(biāo)值1500目；將濕磨后的漿料泵送至噴霧干燥塔干燥至水分< 6% ;用噴霧干燥后的粉加入15%的水，用制粒機(jī)制成坯球；將坯球在105°C烘干，將坯球放入匣缽用高溫爐煅燒，升溫速率4°C/min，待溫度達(dá)到1100°C保溫2小時(shí)，自然冷卻即得成品。
[0039]實(shí)施例1-4與中石油低密陶粒性能對比如表1。
[0040]表1實(shí)施例1-4與中石油低密陶粒性能。
[0041]
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑，其特征在于，本發(fā)明采用焦寶石、焦寶石尾礦、硅石和添加劑為原料制備超低密陶粒支撐劑；其中，以質(zhì)量百分計(jì)，原料組成為:焦寶石:30-50份、焦寶石尾礦:30-50份、硅石:10-30份和添加劑:0_1份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑，其特征在于，添加劑為聚丙纟布Ife納、聚丙纟布酸錢、朽1 fefe納、水玻璃、二聚憐Ife納、偏憐Ife納、碳Ife納、CMC或PVA中的一種或多種。
3.—種權(quán)利要求1所述的以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑的制備方法，其特征在于，制備步驟如下: (1)將焦寶石、焦寶石尾礦和硅石配料，再加入的添加劑，進(jìn)行研磨； (2)將研磨后的物料，采用強(qiáng)制攪拌制粒加水制成坯球； (3 )將坯球烘干，煅燒的到成品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑的制備方法，其特征在于，研磨過程中，每10分鐘檢測一次粒度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑的制備方法，其特征在于，研磨后粒度檢測采用馬爾文激光粒度儀，直到粒度達(dá)到1000-2000目。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，研磨處理后的物料水分≤6%。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，加水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15-25%。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑的制備方法，其特征在于，坯球烘干的溫度為100-110°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以焦寶石尾礦為原料的超低密陶粒支撐劑的制備方法，其特征在于，煅燒的升溫速度為3-4°C /min，煅燒的溫度為1100-1500°C;煅燒時(shí)間保溫時(shí)間2_3小時(shí)。
【文檔編號】C04B33/132GK103468240SQ201310452362
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】孫洪巍, 唐珂, 高光輝, 金寶文 申請人:淄博嘉豐礦業(yè)有限公司