CN101085914A - 利用赤泥制备耐酸压裂支撑剂的方法 - Google Patents

利用赤泥制备耐酸压裂支撑剂的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用赤泥制备耐酸压裂支撑剂的方法。原料质量百分比为：赤泥20－60％、含铝物质20－60％、含钡物质5－35％，增塑剂5－15％。具体步骤为：(1)分别将赤泥和含铝物质放入球磨罐中球磨，得到一定粒度的粉体；(2)将(1)步所得料中加入含钡物质，增塑剂，放入球磨罐中球磨混料；(3)将(2)步所得原料制备成半成品颗粒；(4)将(3)步所得半成品在1200℃－1400℃烧结1－3小时，得到耐酸性能良好的压裂支撑剂成品。本发明利用赤泥制备出了耐酸性能良好的压裂支撑剂，为有效利用赤泥开辟了新途径，为提高压裂支撑剂的耐酸性能提供了有效的方法。

Description

利用赤泥制备耐酸压裂支撑剂的方法
技术领域
本发明涉及耐酸压裂支撑剂的制造技术，特别是利用赤泥制备耐酸压裂支撑剂的方法。
背景技术
赤泥是用铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物。随着铝工业的不断发展，目前全世界每年产生约5000万吨赤泥。我国的赤泥排放量每年为400万吨以上，给环境带来巨大危害，也困扰铝工业的发展。综合利用赤泥，一直是铝工业一项亟待解决的课题。用赤泥来制备压裂支撑剂可以为有效利用赤泥开辟一新的途径。
压裂支撑剂是石油、天然气工业重要的专用材料。耐酸性能是压裂支撑剂一个非常重要的指标，对压裂效果，压裂支撑剂使用的持久性和油、气的导流能力有重要的影响。我国生产的压裂支撑剂耐酸性能普遍较差，因此2007年1月1日实施的石油天然气行业标准SY/T5108-2006对压裂支撑剂的耐酸性能有所降低，但是国内支撑剂的酸溶度仍普遍达不到标准要求。
发明内容
本发明针对赤泥综合利用问题亟待解决，国内压裂支撑剂的酸溶度普遍偏高的现状，提供一种利用赤泥制备耐酸性能优良的压裂支撑剂的方法。
本发明原料质量百分比为赤泥20-60％、含铝物质20-60％、含钡物质5-35％，增塑剂5-15％。
上述含铝物质是指含铝的质量百分含量大于30％的天然矿物(如铝矾土)或工业废料(如耐火材料废料)；含钡物质是指钡的各种化合物(如碳酸钡)或含钡的质量百分含量大于30％的矿物、化工原料、工业废料；增塑剂为粘土、各类高岭土或人造增塑剂中的一种或多种。
本发明的原料中含有赤泥和含钡物质，由于赤泥中含有较高含量的助熔物质如Fe2O3，CaO和NaO等，使钡的化合物在相对较低温度下与原料中的SiO2和Al2O3(Si和Al的化合物以氧化物计)发生反应，生成一定量的具有良好耐酸性能的物相-单斜钡长石BaAl2Si2O8。在酸侵蚀过程中，单斜钡长石BaAl2Si2O8对成品的其它组分起到一定保护作用，使得成品耐酸性能提高。
本发明成品的酸溶度均在4.5％以下，达到SY/T5108-2006标准要求，优于所测试的市场产品。
具体步骤为：
(1)分别将赤泥和含铝物质放入球磨罐中球磨，得到一定粒度的粉体。
(2)将(1)步所得料中加入含钡物质，增塑剂，放入球磨罐中球磨混料。
(3)将(2)步所得料制备成半成品颗粒；
(4)将(3)步所得半成品在1200℃-1400℃烧结1-3小时，得到耐酸性能良好的压裂支撑剂成品。
本发明利用赤泥制备出了耐酸性能良好的压裂支撑剂，为有效利用赤泥开辟了新途径，为提高国内压裂支撑剂的耐酸性能提供了有效的方法。
具体实施方式
实施例1：
原料质量百分比为赤泥(采于平果铝业公司)30％，碳酸钡13％，耐火材料废料(Al2O3含量78-80％)48％，维罗泥(高岭土的一种)9％。
1.分别将赤泥和耐火材料废料放入球磨罐中球磨24小时。
2.将(1)步所得料中加入碳酸钡，维罗泥，放入球磨罐中球磨混料3小时。
3.将(2)步所得料制备成半成品颗粒。
4.将(3)步所得半成品放入箱式电炉中，在1370℃烧结2小时，制得成品。
筛取一定量的粒径范围为0.85-1.18mm(16/20目)的成品，按SY/T5108-2006推荐方法进行测试，测得该成品酸溶解度为3.3％，抗酸溶性能达到SY/T5108-2006标准要求，优于所测试的同粒径范围的市场产品。
然后衡量该成品的抗破碎能力：
分别把适量的本发明成品(选取粒径范围为0.85-1.18mm的成品)和同粒径范围的69Mpa闭合压力下破碎率为10.8％(厂家提供的性能指标)的某厂家产品放入相同的球磨罐中打磨，比较其抗破碎能力。所得结果如下：
    打磨时间   本发明成品破碎率   某厂家产品破碎率
    12小时   2％   5％
    20小时   4％   14％
    24小时   5％   18％
表明本该成品成品的抗破碎能力优于此厂家产品。
实施例2：
原料质量百分比为赤泥(采于平果铝业公司)40％，碳酸钡20％，耐火材料废料(Al2O3含量70％-80％)32％，维罗泥(高岭土的一种)8％。
1.分别将赤泥和耐火材料废料放入球磨罐中球磨24小时。
2.将(1)步所得料中加入碳酸钡，维罗泥，放入球磨罐中球磨3小时。
3.将(2)步所得料制备成半成品颗粒。
4.将(3)步所得半成品放入箱式电炉中，在1330℃烧结2小时，制得成品。
筛取一定量的粒径范围为0.85-1.18mm(16/20目)的成品，按SY/T5108-2006推荐方法进行测试，测得该成品的酸溶解度为3.5％。其抗酸性能达到SY/T5108-2006行业标准，优于所测试的市场产品。
然后衡量该成品的抗破碎能力：
分别把适量的本发明成品(选取粒径范围为0.85-1.18mm的成品)和同粒径范围的69MPa闭合压力下破碎率为10.8％(厂家提供的性能指标)的某厂家产品放入相同球磨罐中打磨，比较其抗破碎能力。所得结果如下：
  打磨时间    本发明成品破碎率     厂家产品破碎率
  12小时     3.5％     5％
  20小时     5％     14％
  24小时     7％     18％
表明本该成品成品的抗破碎能力优于此厂家产品。

Claims (4)

1.一种利用赤泥制备耐酸压裂支撑剂的方法，其特征在于原料质量百分为：赤泥20-60％、含铝物质20-60％、含钡物质5-35％，增塑剂5-15％；
具体步骤为：
(1)分别将赤泥和含铝物质放入球磨罐中球磨，得到粉体；
(2)将(1)步所得料中加入含钡物质，增塑剂，放入球磨罐中球磨混料；
(3)将(2)步所得原料制备成半成品颗粒；
(4)将(3)步所得半成品在1200℃-1400℃烧结1-3小时，得到耐酸性能良好的压裂支撑剂成品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述含铝物质是指含铝的质量百分含量大于30％的天然矿物或工业废料。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述含钡物质是钡的各种化合物或含钡的质量百分含量大于30％的矿物、化工原料、工业废料。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述增塑剂为粘土、各类高岭土或人造增塑剂中的一种或多种。
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