RU2392251C1 - Method for production of aluminosilicate propant and composition thereof - Google Patents

Method for production of aluminosilicate propant and composition thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2392251C1
RU2392251C1 RU2009116527/03A RU2009116527A RU2392251C1 RU 2392251 C1 RU2392251 C1 RU 2392251C1 RU 2009116527/03 A RU2009116527/03 A RU 2009116527/03A RU 2009116527 A RU2009116527 A RU 2009116527A RU 2392251 C1 RU2392251 C1 RU 2392251C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
refractory
raw materials
alumina
mixture
temperature
Prior art date
Application number
RU2009116527/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Викторовна Вакалова (RU)
Татьяна Викторовна Вакалова
Валерий Матвеевич Погребенков (RU)
Валерий Матвеевич Погребенков
Антонина Александровна Решетова (RU)
Антонина Александровна Решетова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет
Priority to RU2009116527/03A priority Critical patent/RU2392251C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2392251C1 publication Critical patent/RU2392251C1/en

Links

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: under the method for production of alumosilicate ceramic propant involving thermal treatment of refractory raw material components, fine grounding of the mixture, granulation, drying and granulate baking, thermal treatment of refractory clayey raw material in the form of a briquette is performed at a temperature of 950°C, preparation of raw material components is performed by way of separate dry grinding of the alumina admixture for the average particle size to be 1-2 mcm and baked refractory clayey raw material in a mixture with a coagulating additive for the average particle size to be 2-5 mcm, the mixture granulation is performed for the granules bulk density to be minimum 1.0 g/cm3 while the granules baking is performed at a temperature of 1450°C. The composition for production of alumosilicate ceramic propant contains, wt %: baked clayey raw material - refined kaolin or refractory clay containing at least 80% of clayey minerals including at least 70% of kaolinite, free quartz - no more than 5%; alkaline oxides - no more than 1.0-1.2% 73.0-84.0, technical alumina 9.0-18.5, ferrioxide additives - sulphur wastes or ferric ore containing FeO+Fe2O3 in an amount of at least 65% 6.5-8.5.
EFFECT: reduction of the granulated material baking temperature for production of high-strength alumosilicate propants.
2 cl, 3 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к получению гранулированных керамических материалов, предназначенных для использования в различных отраслях промышленности, например, в качестве расклинивающих агентов (пропантов) при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта.The invention relates to the production of granular ceramic materials intended for use in various industries, for example, as proppants (proppants) in oil and gas production by hydraulic fracturing.

Существующие пропанты различают по составу и по ряду свойств, в том числе по плотности и прочности, подразделяя на легковесные (насыпная плотность не более 1,57 г/см3) со средней прочностью и тяжелые (насыпная плотность более 1,57 г/см3) с высокой прочностью. Преимущества пропантов малой плотности ощутимы в жидкой среде низкой и средней вязкости, легче проводимой через пропантовый слой. Такие пропанты наиболее эффективны в скважинах с низким и средним давлением и малоэффективны в скважинах с высоким давлением. Поэтому главной проблемой при разработке технологии керамических пропантов является обеспечение таких взаимно конкурирующих свойств гранулированного материала, как его высокая прочность при сохранении низких значений насыпной плотности.Existing proppants are distinguished by composition and by a number of properties, including density and strength, dividing into lightweight (bulk density not more than 1.57 g / cm 3 ) with medium strength and heavy (bulk density more than 1.57 g / cm 3 ) with high strength. The advantages of low-density proppants are tangible in a liquid medium of low and medium viscosity, easier to pass through the proppant layer. Such proppants are most effective in low and medium pressure wells and ineffective in high pressure wells. Therefore, the main problem in developing the technology of ceramic proppants is to ensure such mutually competing properties of the granular material as its high strength while maintaining low bulk density values.

Известен способ и состав шихты для получения алюмосиликатных пропантов, где в качестве исходного сырья используют каолин, содержащий 30,0-42,5 мас.% Аl2O3 /Симановский Б.А.; Розанов О.М.; Можжерин В.А. и др. Способ переработки алюмокремниевого сырья. Патент РФ на изобретение №2140874. Заявл. 10.02.1998, опубл. 10.11.1999/. Недостатком является большая насыпная плотность пропантов (более 1,62-1,80 г/см3), ограничивающая область его применения, поскольку при проведении гидроразрыва нефтегазового пласта с подобными тяжелыми пропантами приходится использовать более вязкие и дорогие флюиды. Высокая температура обжига пропантов (1450°С) приводит к дополнительным энергозатратам.A known method and composition of the mixture to obtain aluminosilicate propants, where kaolin containing 30.0-42.5 wt.% Al 2 O 3 / Simanovsky B.A .; Rozanov O.M .; Mozherin V.A. and others. A method of processing aluminum-silicon raw materials. RF patent for the invention No. 2140874. Claim 02/10/1998, publ. 11/10/1999 /. The disadvantage is the high bulk density of the proppants (more than 1.62-1.80 g / cm 3 ), limiting the scope of its application, since when carrying out hydraulic fracturing of an oil and gas formation with similar heavy proppants, it is necessary to use more viscous and expensive fluids. The high temperature of firing proppants (1450 ° C) leads to additional energy consumption.

Известен состав пропанта, содержащего керамические гранулы сферической формы из спеченного сырья - каолиновой глины, включающей оксиды алюминия, кремния, железа и титана, где в качестве исходного сырья используют обогащенную каолиновую глину следующего состава, мас.%: оксид алюминия - 41-43; оксид кремния - 45-50; оксид железа - не более 1,2 /Пястолов A.M., Миленин С.И. Пропант. Патент РФ на изобретение №2166079. Заявл. 23.12.1999. Опубл. 27.04.2001/. Недостатком является узкий диапазон соотношений оксидов алюминия и кремния и жесткие ограничения по содержанию примесных оксидов железа и титана в исходном глинистом сырье, что делает невозможным использование с этой целью глин многих месторождений, поскольку большинство обогащенных каолинитовых глин имеют более широкий интервал содержания указанных оксидов (на прокаленное вещество): оксид алюминия - 33-45 мас.%; оксид кремния - 51-60 мас.%. Содержание оксида железа часто доходит до 2-3 мас.%, а оксида титана - до 1-1,5 мас.%.The known composition of the proppant containing ceramic spherical granules from sintered raw materials - kaolin clay, including oxides of aluminum, silicon, iron and titanium, where enriched kaolin clay of the following composition is used as feedstock, wt.%: Aluminum oxide - 41-43; silicon oxide - 45-50; iron oxide - not more than 1.2 / Pyastolov A.M., Milenin S.I. Proppant. RF patent for the invention No. 2166079. Claim 12/23/1999. Publ. 04/27/2001 /. The disadvantage is the narrow range of ratios of aluminum and silicon oxides and strict restrictions on the content of impurity iron and titanium oxides in the initial clay raw materials, which makes it impossible to use clays of many deposits for this purpose, since most of the enriched kaolinite clays have a wider range of contents of these oxides (for calcined substance): aluminum oxide - 33-45 wt.%; silicon oxide - 51-60 wt.%. The content of iron oxide often reaches 2-3 wt.%, And titanium oxide - up to 1-1.5 wt.%.

Известен состав алюмосиликатной шихты для производства гранул, включающий 70-99,5 мас.% обожженного каолина с содержанием 30-45% Al2O3 и 0,5-30 мас.% упрочняющей добавки, содержащей следующие вещества или их смеси: глиноземная пыль, бадделеит, обожженный при температуре 800-1100°С циркониевый концентрат и необожженный боксит /Симановский Б.А.; Розанов О.М.; Можжерин В.А. и др. Алюмокремниевая шихта для производства гранул. Патент РФ на изобретение 2140875. Заявл. 10.02.1998, опубл. 11.10.1999/. Недостатком шихты данного состава, как и в предыдущих случаях, является высокая насыпная плотность (1,67-1,89 г/см3) и высокая температура обжига гранул (1450°С и более). Кроме того, невысокие значения сферичности и округлости пропантов (в среднем 0,8) отрицательно сказываются на износе нефтяного оборудования.A known composition of aluminosilicate mixture for the production of granules, including 70-99.5 wt.% Calcined kaolin with a content of 30-45% Al 2 O 3 and 0.5-30 wt.% Reinforcing additives containing the following substances or mixtures thereof: alumina dust baddeleyite, calcined at a temperature of 800-1100 ° С zirconium concentrate and unburnt bauxite / Simanovsky B.A .; Rozanov O.M .; Mozherin V.A. and others. Aluminum-silicon mixture for the production of granules. RF patent for invention 2140875. 02/10/1998, publ. 10/11/1999 /. The disadvantage of the mixture of this composition, as in previous cases, is a high bulk density (1.67-1.89 g / cm 3 ) and a high firing temperature of the granules (1450 ° C or more). In addition, the low values of sphericity and roundness of proppants (on average 0.8) adversely affect the wear of oil equipment.

Известен состав шихты и способ получения легковесных высокопрочных керамических пропантов, включающий термическую обработку исходного алюмосиликатного сырья, в качестве которого используют каолин, помол обработанного сырья, отсев фракций, имеющих размеры, отличающиеся от заданных, с последующим их возвратом на стадию помола, гранулирование термически обработанного алюмосиликатного сырья при постоянном перемешивании массы и ее увлажнении, сушку и предварительный рассев полученных гранул с возвратом на помол гранул, отличающихся от заданного размера, окончательный обжиг гранул и рассев обожженных гранул. При этом перед гранулированием термически обработанного алюмосиликатного сырья (каолина) в него вводят минерализатор в количестве от 2 до 5% и дисперсностью 10 мкм следующего химического состава (мас.%): 31 TiO2 в форме рутила; 27 FeO; 13 SiO2; 3,8 MnO; 1,7 Cr2O3; 1,1 MgO, а термическую обработку исходного сырья проводят при температуре от 1025 до 1145°С, обеспечивающую полное разложение каолинита, начало образования кристаллов муллита и выделение и модификационные превращения стеклофазы /Ипатов С.А., Потапов М.А. Способ получения легковесных высокопрочных керамических пропантов. Патент РФ на изобретение №2203248. Заявл. 14.06.2002, опубл. 27.04.2003/. Недостатком способа являются необходимость в предварительной высокотемпературной термообработке каолина в температурном интервале от 1025 до 1145°С и жесткие требования по обеспечению гранулометрического состава измельченного каолина с массовой долей частиц менее 2 мкм - 20%, менее 5 мкм - 45%, менее 10 мкм - 60%, менее 50 мкм - 85%. Это снижает надежность выполнения заданных параметров технологического процесса и может явиться причиной нестабильности характеристик готовой продукции.The known composition of the charge and a method for producing lightweight high-strength ceramic proppants, including heat treatment of the initial aluminosilicate raw materials, which include kaolin, grinding the processed raw materials, screening of fractions having sizes different from the specified ones, with their subsequent return to the grinding stage, granulation of the heat-treated aluminosilicate raw materials with constant mixing of the mass and its moistening, drying and preliminary sieving of the obtained granules with return to the grinding of granules that differ from adannogo size, final calcining granules and sieving the fired pellets. In this case, before granulating the heat-treated aluminosilicate raw material (kaolin), a mineralizer is introduced into it in an amount of 2 to 5% and a dispersion of 10 μm of the following chemical composition (wt.%): 31 TiO 2 in the form of rutile; 27 FeO; 13 SiO 2 ; 3.8 MnO; 1.7 Cr 2 O 3 ; 1.1 MgO, and the heat treatment of the feedstock is carried out at a temperature of 1025 to 1145 ° C, providing complete decomposition of kaolinite, the beginning of the formation of mullite crystals and the isolation and modification of the glass phase / Ipatov SA, Potapov MA A method of obtaining a lightweight high-strength ceramic proppants. RF patent for the invention No. 2203248. Claim 06/14/2002, publ. 04/27/2003 /. The disadvantage of this method is the need for preliminary high-temperature heat treatment of kaolin in the temperature range from 1025 to 1145 ° C and stringent requirements to ensure the particle size distribution of crushed kaolin with a mass fraction of particles less than 2 microns - 20%, less than 5 microns - 45%, less than 10 microns - 60 %, less than 50 microns - 85%. This reduces the reliability of the performance of the specified process parameters and may cause instability of the characteristics of the finished product.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения огнеупорных высокопрочных керамических пропантов, согласно которому каолин и боксит предварительно обжигают, а для производства гранул используют смесь совместного помола обожженных каолина и боксита в соотношении, мас.%: обожженный каолин 33-67; обожженный боксит - остальное, при этом соотношение Аl2O3:SiO2 в смеси составляет 1:1. Предварительный обжиг каолина, который содержит 40-45% Аl2O3 и не более 5% свободного кварца, производится при температуре 1400-1500°С до водопоглощения не более 5% (предпочтительно не более 4%). Температура предварительного обжига боксита зависит от содержания Al2O3: 1500-1700°С (предпочтительно 1600-1650°С) до водопоглощения не более 5% при содержании Аl2O3 60-65%; 1100-1400°С (предпочтительно 1250-1300°С) до водопоглощения 20-35% при содержании Аl2O3 более 65%. После предварительного обжига боксит и каолин подвергают сухому совместному тонкому помолу до среднего размера частиц менее 10 мкм (предпочтительно менее 5 мкм). Смесь совместного помола гранулируют, полученные гранулы высушивают, рассеивают для выделения целевой фракции, после чего ее обжигают при температуре 1500-1600°С (предпочтительно 1550-1600°С) и вторично рассеивают обожженные гранулы для выделения товарного продукта /Можжерин В.А.; Мигаль В.П.; Сакулин В.Я. и др. Шихта для изготовления огнеупорных высокопрочных сферических гранул и способ их производства. Патент РФ на изобретение №2211198. Заявл. 13.11.2001, опубл. 27.08.2003/.Closest to the proposed is a method for producing refractory high-strength ceramic proppants, according to which kaolin and bauxite are pre-fired, and for the production of granules, a mixture of co-grinding fired kaolin and bauxite is used in the ratio, wt.%: Fired kaolin 33-67; calcined bauxite - the rest, while the ratio of Al 2 O 3 : SiO 2 in the mixture is 1: 1. Preliminary firing of kaolin, which contains 40-45% Al 2 O 3 and not more than 5% of free quartz, is carried out at a temperature of 1400-1500 ° C until water absorption of not more than 5% (preferably not more than 4%). The temperature of preliminary firing of bauxite depends on the content of Al 2 O 3 : 1500-1700 ° C (preferably 1600-1650 ° C) to a water absorption of not more than 5% with an Al 2 O 3 content of 60-65%; 1100-1400 ° C (preferably 1250-1300 ° C) to a water absorption of 20-35% with an Al 2 O 3 content of more than 65%. After preliminary firing, bauxite and kaolin are subjected to dry joint fine grinding to an average particle size of less than 10 microns (preferably less than 5 microns). The co-grinding mixture is granulated, the obtained granules are dried, dispersed to isolate the desired fraction, after which it is calcined at a temperature of 1500-1600 ° C (preferably 1550-1600 ° C) and the calcined granules are secondly dispersed to isolate a marketable product / Mozherin V.A .; Migal V.P .; Sakulin V.Ya. and others. The mixture for the manufacture of refractory high-strength spherical granules and the method of their production. RF patent for the invention No. 2211198. Claim 11/13/2001, publ. 08/27/2003 /.

Недостатком способа являются высокие температуры обжига обоих компонентов шихты (каолина и боксита), что определяет высокую энергоемкость процесса получения пропанта.The disadvantage of this method is the high firing temperatures of both components of the charge (kaolin and bauxite), which determines the high energy intensity of the process of obtaining proppant.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение температуры обжига гранулированного материала для получения высокопрочных легковесных алюмосиликатных пропантов.The task of the invention is to reduce the firing temperature of granular material to obtain high-strength lightweight aluminosilicate propants.

Изобретение заключается в активации процесса спекания алюмосиликатной керамической массы за счет использования спекающей добавки.The invention consists in activating the sintering process of aluminosilicate ceramic mass through the use of sintering additives.

Поставленная задача обеспечивается совокупностью операций, включающей термическую обработку огнеупорного глинистого сырья при температуре 950°С, подготовку сырьевых компонентов раздельным сухим помолом глиноземистой добавки до размеров 1-2 мкм и обожженного огнеупорного глинистого сырья в виде дробленого брикета в смеси со спекающей добавкой до размеров 2-5 мкм, гранулирование смеси до насыпной плотности гранул не менее 1,0 г/см3 и обжиг гранул при температуре 1450°С.The task is ensured by a set of operations, including heat treatment of refractory clay raw materials at a temperature of 950 ° C, preparation of raw materials by separate dry grinding of alumina additives to sizes of 1-2 microns and calcined refractory clay raw materials in the form of crushed briquette in a mixture with sintering additive to sizes 2- 5 μm, granulating the mixture to a bulk density of granules of at least 1.0 g / cm 3 and firing the granules at a temperature of 1450 ° C.

При этом в качестве огнеупорного глинистого сырья используют обогащенный каолин или огнеупорную глину с содержанием глинистых минералов не менее 80%, в том числе каолинита не менее 70%, свободного кварца не более 5%; щелочных оксидов не более 1,0-1,5%, прочностью на сжатие в спеченном состоянии - не менее 100 МПа, в качестве глиноземистой добавки - технический глинозем, в качестве спекающей добавки - железооксидную добавку из группы: пиритные огарки или железная руда с содержанием FeO+Fe2O3 не менее 65% при их соотношении в керамической массе состава (мас.%): обожженное огнеупорное глинистое сырье (огнеупорная глина или обогащенный каолин) - 73,0-84,0, технический глинозем - 9,0-18,5, железооксидная добавка (железная руда или пиритные огарки) - 6,5-8,5.At the same time, enriched kaolin or refractory clay with a clay mineral content of at least 80%, including kaolinite at least 70%, free quartz no more than 5% is used as refractory clay raw material; alkaline oxides not more than 1.0-1.5%, compressive strength in the sintered state - not less than 100 MPa, technical alumina as an alumina additive, iron oxide additive from the group: pyrite cinders or iron ore containing FeO + Fe 2 O 3 not less than 65% when their ratio in the ceramic mass of the composition (wt.%): Calcined refractory clay raw materials (refractory clay or enriched kaolin) - 73.0-84.0, technical alumina - 9.0- 18.5, iron oxide additive (iron ore or pyrite cinder) - 6.5-8.5.

Использование обогащенного каолина или огнеупорной глины с содержанием глинистых минералов не менее 80%, в том числе каолинита не менее 70%, необходимо для обеспечения максимального выхода основной кристаллической фазы (муллита), определяющей прочностные свойства алюмосиликатной керамики.The use of enriched kaolin or refractory clay with a clay mineral content of at least 80%, including kaolinite of at least 70%, is necessary to ensure maximum yield of the main crystalline phase (mullite), which determines the strength properties of aluminosilicate ceramics.

Содержание в огнеупорной глине или обогащенном каолине щелочных оксидов более 1,5% приводит к образованию повышенного количества стеклофазы, обеспечивающей снижение механической прочности керамической структуры.A content of more than 1.5% alkaline oxides in refractory clay or kaolin enriched kaolin leads to the formation of an increased amount of glass phase, which reduces the mechanical strength of the ceramic structure.

Использование огнеупорной глины или обогащенного каолина с содержанием свободного кварца более 5% обусловлено разупрочняющим действием кварца в результате его модификационных превращений при обжиге, протекающих с изменением (увеличением) объема.The use of refractory clay or enriched kaolin with a free quartz content of more than 5% is due to the softening effect of quartz as a result of its modification transformations during firing, occurring with a change (increase) in volume.

Использование глиноземистой добавки в виде технического глинозема необходимо для повышения прочности пропанта за счет синтеза вторичного муллита в результате реакции связывания оксидом алюминия кремнезема, выделяющегося из структуры каолинита при его деструкции в процессе нагрева.The use of an alumina additive in the form of technical alumina is necessary to increase the strength of the proppant due to the synthesis of secondary mullite as a result of the reaction of alumina binding to silica released from the structure of kaolinite during its destruction during heating.

Использование в качестве спекающей добавки железооксидной добавки из группы: пиритные огарки или железная руда с содержанием FeO+Fe2O3 не менее 65% обусловлено необходимостью снижения температуры обжига пропанта за счет активации процесса спекания алюмосиликатной керамической массы.The use of iron oxide additives from the group of pyrite cinder or iron ore with a content of FeO + Fe 2 O 3 of at least 65% as a sintering additive is due to the need to reduce the temperature of firing of proppant due to the activation of the sintering process of aluminosilicate ceramic mass.

ПримерExample

В качестве огнеупорного глинистого сырья по заявляемому способу используют обогащенный каолин месторождения «Журавлиный Лог».As a refractory clay raw material according to the present method, enriched kaolin of the "Crane Log" deposit is used.

В качестве глиноземистой добавки используют технический глинозем марки Гоо.As an alumina additive, technical grade alumina of the brand G oo is used .

В качестве спекающей добавки используют пиритные огарки в виде технического продукта или железную руду Бакчарского месторождения Томской области.Pyrite cinder in the form of a technical product or iron ore of the Bakcharsky deposit of the Tomsk region is used as a sintering additive.

Характеристика сырьевых компонентов по химическому составу приведена в таблице 1.The characteristics of the raw materials in chemical composition are shown in table 1.

Компонентный состав шихт для получения пропантов приведен в таблице 2.The composition of the mixture for the production of proppants is shown in table 2.

Огнеупорное сырье (каолин) предварительно уплотняют путем брикетирования и обжигают при температуре 950°С с целью дегидратации основного глинистого минерала (каолинита).Refractory raw materials (kaolin) are pre-compacted by briquetting and fired at a temperature of 950 ° C in order to dehydrate the main clay mineral (kaolinite).

Обожженный каолиновый брикет дробят до размеров частиц 2-3 мм, смешивают со спекающей добавкой в виде железной руды или пиритных огарков и измельчают сухим способом в шаровой мельнице до размера частиц 2-3 мкм. Тонкий помол глиноземистой добавки проводят в шаровой мельнице сухим способом до размера частиц 1-2 мкм. Для предотвращения налипания материала на стенки мельницы и агрегирования частиц тонкоизмельченного материала используют добавку ПАВ (олеиновая кислота) в количестве 0,5 мас.%.The calcined kaolin briquette is crushed to a particle size of 2-3 mm, mixed with a sintering additive in the form of iron ore or pyrite cinder and crushed by a dry method in a ball mill to a particle size of 2-3 microns. Fine grinding of alumina additives is carried out in a ball mill by dry method to a particle size of 1-2 microns. To prevent the buildup of material on the walls of the mill and the aggregation of particles of finely ground material, a surfactant additive (oleic acid) is used in an amount of 0.5 wt.%.

Гранулирование сырьевой смеси проводят в турболопастном смесителе до насыпной плотности не менее 1 г/см3 (в сухом состоянии) с использованием в качестве увлажняющей и пластифицирующей добавки глиняного шликера плотностью 1,15-1,20 г/см3 или 0,3%-ного раствора органического связующего (карбоксиметилцеллюлозы), в количестве, обеспечивающем влажность смеси 16-18%.The granulation of the raw material mixture is carried out in a turbopaste mixer to a bulk density of at least 1 g / cm 3 (in dry condition) using a clay slip with a density of 1.15-1.20 g / cm 3 or 0.3% as a moisturizing and plasticizing additive - solution of an organic binder (carboxymethyl cellulose), in an amount providing a moisture content of the mixture 16-18%.

С целью предотвращения припекания в обжиге свежесформованные гранулы опудривают техническим глиноземом или каолином, высушивают до воздушно-сухого состояния и обжигают при температуре 1450°С в электрической печи, после чего охлаждают и рассеивают на необходимые фракции.In order to prevent baking during firing, freshly formed granules are dusted with technical alumina or kaolin, dried to an air-dry state and burned at a temperature of 1450 ° C in an electric furnace, after which they are cooled and dispersed into the necessary fractions.

На обожженных гранулах фракцией 20/40 (0,4-0,8 мм), представляющих собой товарные алюмосиликатные пропанты, определяют прочность на сжатие, насыпную массу, истинную плотность, сферичность и округлость гранул (таблица 3).On fired granules with a fraction of 20/40 (0.4-0.8 mm), which are commercial aluminosilicate proppants, the compressive strength, bulk density, true density, sphericity and roundness of the granules are determined (table 3).

Использование в качестве упрочняющей добавки железооксидной добавки из группы пиритные огарки или железная руда с содержанием FeO+Fe2O3 не менее 65% обеспечивает снижение температуры обжига пропанта за счет активации процесса спекания алюмосиликатной керамической массы.The use of iron oxide additives from the group of pyrite cinders or iron ore with a content of FeO + Fe 2 O 3 of not less than 65% as a strengthening additive ensures a reduction in the temperature of firing of proppant due to the activation of the sintering process of aluminosilicate ceramic mass.

Способ получения алюмосиликатного пропанта и его составA method of producing aluminosilicate propant and its composition

Таблица 1Table 1 Химический состав сырьевых материаловThe chemical composition of raw materials Сырьевой компонентRaw material component Содержание оксидов, мас.%The content of oxides, wt.% SiO2 SiO 2 Аl2O3+TiO2 Al 2 O 3 + TiO 2 Fe2O3 Fe 2 O 3 MgOMgO CaOCao R2O+P2O5+V2O5 R 2 O + P 2 O 5 + V 2 O 5 Δmпрк. Δm PPH. Каолин месторождения «Журавлиный Лог»Kaolin of the Crane Log field 47,4647.46 36,5036.50 1,011.01 0,200.20 0,800.80 1,021,02 13,0113.01 Пиритные огаркиPyrite cinder 13,5613.56 2,082.08 74,5874.58 1,531,53 2,052.05 сл.next 6,206.20 Железная руда Бакчарского месторожденияIron ore of the Bakcharsky deposit 11,2011.20 5,015.01 67,0667.06 0,500.50 1,401.40 3,583,58 11,2511.25 Технический глинозем Гоо Technical alumina G oo 0,020.02 99,8199.81 0,030,03 0,060.06 0,080.08

Таблица 2table 2 Компонентные составы керамических массComponent compositions of ceramic masses КомпонентыComponents ПрототипPrototype Содержание компонентов в составах, мас.%The content of components in the compositions, wt.% 1one 22 33 4four 55 66 Запредельные составыOutlawing compositions АBUT БB Обожженный каолин месторождения «Журавлиный Лог»Calcined kaolin of the Crane Log field 6767 84,084.0 82,682.6 75,075.0 73,073.0 84,084.0 82,582.5 90,490,4 7272 Технический глинозем Гоо Technical alumina G oo -- 9,59.5 9,09.0 18,518.5 18,518.5 9,59.5 9,29.2 4,84.8 18eighteen Пиритные огаркиPyrite cinder -- 6,56.5 8,58.5 6,56.5 8,58.5 -- -- 4,84.8 -- Железная рудаIron ore -- -- -- -- -- 6,56.5 8,38.3 -- 1010 Обожженный бокситBurnt bauxite 3333 -- -- -- -- -- -- -- --

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМОСИЛИКАТНОГО ПРОПАНТА И ЕГО СОСТАВMETHOD FOR PRODUCING ALUMINOSILICATE PROPANET AND ITS COMPOSITION

Таблица 3Table 3 Влияние технологических параметров на свойства алюмосиликатного пропантаThe influence of technological parameters on the properties of aluminosilicate propant Параметры и свойстваParameters and properties ПрототипPrototype Шифр составовComposition code 1one 22 33 4four 55 66 Запредельные составыOutlawing compositions АBUT БB Температура обработки каолина, °СThe processing temperature of kaolin, ° C 1400-15001400-1500 950950 950950 950950 950950 950950 950950 950950 950950 Температура обработки боксита, °СBauxite processing temperature, ° С 16001600 -- -- -- -- -- -- -- -- Температура обжига пропантовProppant firing temperature 1500-16001500-1600 14501450 14501450 14501450 14501450 14501450 14501450 14501450 14501450 СферичностьSphericity 0,80.8 0,90.9 0,90.9 0,90.9 0,90.9 0,90.9 0,90.9 0,90.9 0,90.9 ОкруглостьRoundness 0,80.8 0,90.9 0,90.9 0,90.9 0,90.9 0,90.9 0,90.9 0,90.9 0,90.9 Насыпная плотность, г/см3 Bulk density, g / cm 3 1,581,58 1,591,59 1,571,57 1,581,58 1,581,58 1,591,59 1,581,58 1,621,62 1,681.68 Истинная плотность, г/см3 True density, g / cm 3 2,622.62 2,622.62 2,612.61 2,622.62 2,612.61 2,622.62 2,622.62 2,662.66 2,722.72 Прочность при 70 МПа, % разрушенных гранулStrength at 70 MPa,% of destroyed granules 11,911.9 9,49,4 11,411,4 11,311.3 9,59.5 9,89.8 10,910.9 15,515,5 13,713.7

Claims (2)

1. Способ получения алюмосиликатного керамического пропанта, включающий термическую обработку огнеупорных сырьевых компонентов, тонкий помол смеси, гранулирование, сушку и обжиг гранулята, отличающийся тем, что термообработку огнеупорного глинистого сырья в виде брикета осуществляют при температуре 950°С, подготовку сырьевых компонентов проводят раздельным сухим помолом глиноземистой добавки до среднего размера частиц 1-2 мкм и обожженного огнеупорного глинистого сырья в смеси со спекающей добавкой до среднего размера частиц 2-5 мкм, гранулирование смеси производят до насыпной плотности гранул не менее 1,0 г/см3, а обжиг гранул осуществляют при температуре 1450°С.1. A method of producing aluminosilicate ceramic proppant, including heat treatment of refractory raw materials, fine grinding of the mixture, granulation, drying and firing of granulate, characterized in that the heat treatment of refractory clay raw materials in the form of a briquette is carried out at a temperature of 950 ° C, the preparation of raw materials is carried out separately dry grinding alumina additives to an average particle size of 1-2 microns and calcined refractory clay raw materials in a mixture with a sintering additive to an average particle size of 2-5 microns, gr the mixture is canceled to a bulk density of granules of at least 1.0 g / cm 3 and the granules are fired at a temperature of 1450 ° C. 2. Состав для получения алюмосиликатного керамического пропанта, включающий огнеупорное глинистое сырье и глиноземистую добавку, отличающийся тем, что в качестве глинистого сырья используют огнеупорную глину или обогащенный каолин с содержанием глинистых минералов не менее 80%, в том числе каолинита не менее 70%, свободного кварца не более 5%; щелочных оксидов не более 1,0-1,2%, прочностью на сжатие в спеченном состоянии не менее 100 МПа, в качестве глиноземистой добавки используют технический глинозем, в качестве спекающей добавки используют железооксидную добавку из группы пиритные огарки или железная руда с содержанием FеО+Fе2O3 не менее 65% при следующем соотношении компонентов, мас.%:
обожженное глинистое сырье (обогащенный каолин или огнеупорная глина) 73,0-84,0 технический глинозем 9,0-18,5 железооксидная добавка 6,5-8,5
2. Composition for producing aluminosilicate ceramic proppant, including refractory clay raw materials and alumina additive, characterized in that refractory clay or enriched kaolin with clay minerals content of at least 80%, including kaolinite of at least 70%, are used as clay raw materials quartz no more than 5%; alkaline oxides of not more than 1.0-1.2%, compressive strength in the sintered state of not less than 100 MPa, technical alumina is used as an alumina additive, iron oxide additive from the pyrite cinder group or iron ore with FeO + content is used as a sintering additive Fe 2 O 3 not less than 65% in the following ratio of components, wt.%:
burnt clay raw materials (enriched kaolin or refractory clay) 73.0-84.0 industrial alumina 9.0-18.5 iron oxide additive 6.5-8.5
RU2009116527/03A 2009-04-29 2009-04-29 Method for production of aluminosilicate propant and composition thereof RU2392251C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009116527/03A RU2392251C1 (en) 2009-04-29 2009-04-29 Method for production of aluminosilicate propant and composition thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009116527/03A RU2392251C1 (en) 2009-04-29 2009-04-29 Method for production of aluminosilicate propant and composition thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2392251C1 true RU2392251C1 (en) 2010-06-20

Family

ID=42682695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009116527/03A RU2392251C1 (en) 2009-04-29 2009-04-29 Method for production of aluminosilicate propant and composition thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2392251C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463329C1 (en) * 2011-05-06 2012-10-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" Method of producing silicon-magnesium proppant, and proppant
RU2650145C1 (en) * 2017-02-09 2018-04-09 Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" Charge and method of producing proppant
RU2739158C1 (en) * 2019-11-26 2020-12-21 Общество с ограниченной ответственностью "Универсальная Снабженческо-Сбытовая Компания" (ООО "УССК") Method for producing proppant
RU2750952C2 (en) * 2015-10-05 2021-07-06 Цаак Текнолоджис Гмбх Sintered spheres, method for their production and their use

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463329C1 (en) * 2011-05-06 2012-10-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" Method of producing silicon-magnesium proppant, and proppant
RU2750952C2 (en) * 2015-10-05 2021-07-06 Цаак Текнолоджис Гмбх Sintered spheres, method for their production and their use
RU2650145C1 (en) * 2017-02-09 2018-04-09 Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" Charge and method of producing proppant
RU2739158C1 (en) * 2019-11-26 2020-12-21 Общество с ограниченной ответственностью "Универсальная Снабженческо-Сбытовая Компания" (ООО "УССК") Method for producing proppant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101617018A (en) The purposes of propping agent, proppant production method and propping agent
US3758318A (en) Production of mullite refractory
RU2694363C1 (en) Ceramic proppant and its production method
RU2235703C9 (en) Method of manufacturing ceramic disjoining members for oil wells
RU2742891C2 (en) Method for producing medium-density magnesium silicate proppant and proppant
RU2389710C1 (en) Method of making aluminosilicate proppant and composition for making said proppant
RU2392251C1 (en) Method for production of aluminosilicate propant and composition thereof
RU2425084C1 (en) Method of preparing lightweight proppant and proppant
RU2608100C1 (en) Charge and method of producing proppant
RU2588634C9 (en) Method of producing ceramic proppant (versions)
RU2191169C1 (en) Charge and method of producing granulated chamotte used as wedging agent
RU2267010C1 (en) Proppant and a method for manufacturing thereof
JP5914492B2 (en) Method for producing γ-2CaO · SiO 2
RU2619603C1 (en) Proppant and method of proppant production
RU2211198C2 (en) Blend for manufacturing refractory high-strength spherical granules and a method for fabrication thereof
Gürel et al. Reactive alumina production for the refractory industry
RU2203248C1 (en) Method of manufacturing light-weight high-strength ceramic props
CN107337457A (en) A kind of can-type calcine furnace mullite silicon-carbon refractory brick and preparation method thereof
CN100591636C (en) Silicate cement for manufacturing advanced silica refractory and manufacturing technique thereof
RU2582162C1 (en) Method of recycling wastes from production of magnesium silicate proppant
RU2433106C2 (en) Method of producing heat-insulating calcium hexaaluminate material
CN107117836A (en) A kind of method that carbide slag cement is prepared by carbide slag
RU2327668C1 (en) Raw mixture for manufacture of ceramic products
RU2814680C1 (en) Method of producing proppant for hydraulic fracturing
RU2430900C1 (en) Ceramic mass for floor tiles fabrication

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110430