CN102515697B - 凹凸棒河底淤泥陶粒砂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种凹凸棒河底淤泥陶粒砂，其技术方案的要点是，凹凸棒河底淤泥陶粒砂由高粘凹凸棒石粘土粉、凹凸棒石粘土尾矿粉、河底淤泥、红色膨润土粉、粉煤灰和铝土矿尾矿组成。将凹凸棒河底淤泥陶粒砂的配料经过混合、造粒、焙烧、冷却和筛分包装为凹凸棒河底淤泥陶粒砂。凹凸棒河底淤泥陶粒砂呈圆球形，具有强度高、破碎率低、质量稳定、内部多孔、耐腐蚀、抗冻和抗震性能好的特点。综合利用河底淤泥和尾矿生产凹凸棒河底淤泥陶粒砂，有利于提高资源利用率，变废为宝，还能减少占用土地，保护环境和净化环境，凹凸棒河底淤泥陶粒砂适用于生产油田压裂支撑剂和保温隔音材料。

Description

凹凸棒河底淤泥陶粒砂
技术领域
本发明涉及陶粒，具体涉及一种凹凸棒河底淤泥陶粒砂。
背景技术
我国为治理景观水体水质恶化而采取的疏浚工程产生的疏浚河底淤泥量日益增加，由于河底淤泥含水率大于75％，组成成分复杂，容易产生二次污染，处置不当将对环境造成极为不利的影响，因而对疏浚河底淤泥的处理和处置就成了人们普遍关注的问题。
河底淤泥的可塑性较好，有利于生产凹凸棒河底淤泥陶粒砂，但是河底淤泥含水率较大，通常降低河底淤泥含水率的方法是进行浓缩和干化处理，需要消耗大量的能源，直接影响到河底淤泥陶粒的生产成本和质量。
　　陶粒砂具有很高的压裂强度，用于油田井下支撑，以增加石油天然气的产量，主要原料为高品位的铝矾土。
中国专利授权公告号CN 101560382 B，授权公告日2011年3月23日，名称为“一种高强度陶粒支撑剂及其制备方法”，公开了“一种用铝土矿制备的高强度陶粒支撑剂，它是由铝土矿粉、锰矿粉、钛精矿粉、膨润土和氧化镁制备而成，取铝土矿生矿焙烧成熟矿，粉碎，按比例将铝土矿粉、锰矿粉、钛精矿粉、膨润土和氧化镁混合均匀，制粒，干燥得半成品球，将半成品球置于回转窑内烧结，得粗产品，粗产品经常规处理，即得”。
上述专利的不足之处是高强度陶粒支撑剂是由铝土矿粉、锰矿粉、钛精矿粉、膨润土和氧化镁制备而成，一是生产成本较高，二是配料中的原料粘结性能较差，加大了造粒的难度，成品率较低，而且陶粒表面在1200～1450℃高温烧结的情况下容易结釉，反而降低了陶粒的颗粒强度。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种凹凸棒河底淤泥陶粒砂。
凹凸棒河底淤泥陶粒砂由高粘凹凸棒石粘土粉、凹凸棒石粘土尾矿粉、河底淤泥、红色膨润土粉、粉煤灰和铝土矿尾矿组成。
凹凸棒河底淤泥陶粒砂的生产方法：将凹凸棒河底淤泥陶粒砂的配料经过混合、造粒、焙烧、冷却和筛分包装为凹凸棒河底淤泥陶粒砂。
凹凸棒石粘土是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，凹凸棒石粘土土质细腻，吸水性强，湿时具粘性和可塑性，有利于原料之间的粘结，能提高凹凸棒河底淤泥陶粒砂的颗粒强度、附着力和孔隙率。
高粘凹凸棒石粘土粉是指取28.0g凹凸棒石粘土粉试样，加入高速搅拌机的悬浮液杯中，再加入372g水，将悬浮液杯置于高速搅拌机上，在11000转/分钟的转速下搅拌20分钟，再将经过高速搅拌试样悬浮液倒入250ml的烧杯中，使用NDJ-1型旋转粘度计进行测试其悬浮液的粘度，测试粘度值≥2200 mPa·s的凹凸棒石粘土粉为高粘凹凸棒石粘土粉，本发明选用的高粘凹凸棒石粘土粉颗粒细度≤0.074毫米。
凹凸棒石粘土在开采过程中会混杂有一定量的碎石和泥土，无法进行筛分，作为一种尾矿抛弃，造成大量的资源浪费，凹凸棒石粘土尾矿粉的颗粒细度≤0.1毫米。
红色膨润土氧化铁含量高，吸水性强，具有可塑性和黏结性，用于本发明能提高凹凸棒河底淤泥陶粒砂的强度和降低烧结温度；
红色膨润土产于江苏省盱眙县桂五镇跑马山矿区，主要成分有石英、蒙脱石、高岭石、赤铁矿和长石，氧化铁含量≥14％，三氧化二铝含量≥10％，普通膨润土氧化铁含量≤5％，矿区储量有100万吨以上，是一座露天矿，由于用途不广泛，目前尚未能大面积开采，红色膨润土粉的颗粒细度≤0.1毫米。
河底淤泥含水率大于75％，很难进行干燥处理，由于河底淤泥可塑性较好，将高粘凹凸棒石粘土粉、凹凸棒石粘土尾矿粉、红色膨润土粉、粉煤灰、木屑和河底淤泥混合后，混合物的含水量可以快速下降到20％以下，河底淤泥的颗粒细度≤0.15毫米。
粉煤灰主要成分为二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙和未燃尽碳，未燃炭多呈疏松多孔形式，粉煤灰的颗粒细度≤0.1毫米。
铝土矿尾矿三氧化二铝含量较高，有利于提高凹凸棒河底淤泥陶粒砂的强度，铝土矿尾矿粉的颗粒细度≤0.1毫米。
本发明通过下述技术方案予以实现：
1、凹凸棒河底淤泥陶粒砂的配料按重量百分比由下列组分组成：高粘凹凸棒石粘土粉1～10％、凹凸棒石粘土尾矿粉5～25％、河底淤泥35～65％、红色膨润土粉5～25％、粉煤灰5～15％和铝土矿尾矿5～15％。
2、凹凸棒河底淤泥陶粒砂的生产方法：⑴将凹凸棒河底淤泥陶粒砂的配料加入搅拌机中混合后输入圆盘造粒机造粒，颗粒直径控制在0.1～2.0毫米；⑵将造粒后的颗粒输入内加热式回转窑中焙烧，焙烧温度控制在550～850℃，焙烧时间控制在1～5小时；⑶将焙烧后的颗粒输入回转式冷却机中冷却，经过冷却和筛分后包装为凹凸棒河底淤泥陶粒砂。
筛分是为了除去凹凸棒河底淤泥陶粒砂在焙烧过程中产生的碎屑和灰烬。
本发明不需要对污泥进行干燥和干化处理，大大降低了陶粒的生产成本。
由于本发明造粒后的颗粒强度较高，采用内加热式回转窑进行焙烧时，焙烧温度控制在550～850℃，与1200～1450℃高温烧结相比，具有烧结温度低，减少能耗，冷却速度快和生产成本低廉的特点。
凹凸棒河底淤泥陶粒砂呈圆球形，表皮粗糙而坚硬，具有强度高、破碎率低、质量稳定、内部多孔、耐腐蚀、抗冻和抗震性能好多功能特点，直径1.5毫米的凹凸棒河底淤泥陶粒砂，30颗的颗粒强度平均值≥80N。
凹凸棒河底淤泥陶粒砂用于深层油气田压裂改造地层支撑裂缝，能提高地层渗透率，提高油气产量。
本发明综合利用河底淤泥和尾矿生产凹凸棒河底淤泥陶粒砂，不仅有利于提高资源利用率，变废为宝，还能减少占用土地，保护环境和净化环境，可谓一举多得。
凹凸棒河底淤泥陶粒砂适用于生产油田压裂支撑剂和保温隔音材料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述： 
1、凹凸棒河底淤泥陶粒砂的配料按重量百分比由下列组分组成：高粘凹凸棒石粘土粉4％、凹凸棒石粘土尾矿粉20％、河底淤泥42％、红色膨润土粉14％、粉煤灰10％和铝土矿尾矿10％。
2、凹凸棒河底淤泥陶粒砂的生产方法：⑴将凹凸棒河底淤泥陶粒砂的配料加入搅拌机中混合后输入圆盘造粒机造粒，颗粒直径控制在0.5～0.8毫米；⑵将造粒后的颗粒输入内加热式回转窑中焙烧，焙烧温度控制在650～700℃，焙烧时间控制在2小时；⑶将焙烧后的颗粒输入回转式冷却机中冷却，经过冷却和筛分后包装为凹凸棒河底淤泥陶粒砂。

Claims (1)

1.一种凹凸棒河底淤泥陶粒砂，其特征在于，凹凸棒河底淤泥陶粒砂的配料按重量百分比由下列组分组成：高粘凹凸棒石粘土粉1～10％、凹凸棒石粘土尾矿粉5～25％、河底淤泥35～65％、红色膨润土粉5～25％、粉煤灰5～15％和铝土矿尾矿5～15％；
所述凹凸棒河底淤泥陶粒砂的生产方法：⑴将凹凸棒河底淤泥陶粒砂的配料加入搅拌机中混合后输入圆盘造粒机造粒，颗粒直径控制在0.1～2.0毫米；⑵将造粒后的颗粒输入内加热式回转窑中焙烧，焙烧温度控制在550～850℃，焙烧时间控制在1～5小时；⑶将焙烧后的颗粒输入回转式冷却机中冷却，经过冷却和筛分后包装为凹凸棒河底淤泥陶粒砂；
所述高粘凹凸棒石粘土粉是指取28.0g凹凸棒石粘土粉试样，加入高速搅拌机的悬浮液杯中，再加入372g水，将悬浮液杯置于高速搅拌机上，在11000转/分钟的转速下搅拌20分钟，再将经过高速搅拌试样悬浮液倒入250ml的烧杯中，使用NDJ-1型旋转粘度计进行测试其悬浮液的粘度，测试粘度值≥2200 mPa·s的凹凸棒石粘土粉为高粘凹凸棒石粘土粉。
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