RU2737683C1 - Magnesium silicate proppant and method for production thereof - Google Patents

Magnesium silicate proppant and method for production thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2737683C1
RU2737683C1 RU2020115318A RU2020115318A RU2737683C1 RU 2737683 C1 RU2737683 C1 RU 2737683C1 RU 2020115318 A RU2020115318 A RU 2020115318A RU 2020115318 A RU2020115318 A RU 2020115318A RU 2737683 C1 RU2737683 C1 RU 2737683C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnesium
containing component
proppant
serpentinite
charge
Prior art date
Application number
RU2020115318A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Александрович Фарбер
Original Assignee
Игорь Александрович Фарбер
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 Игорь Александрович Фарбер filed Critical Игорь Александрович Фарбер
Priority to RU2020115318A priority Critical patent/RU2737683C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2737683C1 publication Critical patent/RU2737683C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/80Compositions for reinforcing fractures, e.g. compositions of proppants used to keep the fractures open

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to proppants production technology. Magnesium silicate propane producing method consists in annealing serpentinite at temperature not lower than 900°C and milling it to fraction size of not more than 40 mcm. Further, adding an X-ray amorphous silica-containing component in an amount of not more than 15% by weight, adding a magnesium sulphate solution to a moisture content of the charge of not more than 20% by weight, moistened charge is granulated with subsequent drying and fired product at temperature of not less than 1340°C. Silica-containing component used is a product obtained as a result of leaching serpentinite.
EFFECT: higher efficiency and improved properties of proppant.
2 cl, 5 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates

Изобретение относится к технологии изготовления пропантов, предназначенных для использования в качестве расклинивающих агентов при добыче флюидов методом гидравлического разрыва пласта.The invention relates to a technology for the manufacture of proppants intended for use as proppants in the production of fluids by hydraulic fracturing.

Уровень техникиState of the art

В качестве наиболее близкого аналога выбран известный способ изготовления легковесного магнийсиликатного пропанта, включающий термообработку магнийсодержащего компонента - источника оксида магния, совместный помол его с кремнеземсодержащим компонентом, грануляцию полученной шихты, обжиг полученных гранул и их рассев, шихта содержит (в пересчете на прокаленное вещество), мас.%: SiO2 64-72, MgO 11-18, природные примеси - остальное, а термообработку осуществляют при температуре не более 1080°С (патент RU 2437913, опубликован 27.12.2011). Недостатком данного известного способа является недостаточная производительность и качество обожженных гранул пропанта.As the closest analogue, a well-known method of manufacturing a lightweight magnesium silicate proppant was chosen, including heat treatment of a magnesium-containing component - a source of magnesium oxide, joint grinding it with a silica-containing component, granulation of the resulting mixture, roasting of the obtained granules and their screening, the mixture contains (in terms of the calcined substance), wt.%: SiO 2 64-72, MgO 11-18, natural impurities - the rest, and heat treatment is carried out at a temperature not exceeding 1080 ° C (patent RU 2437913, published on December 27, 2011). The disadvantage of this known method is insufficient productivity and quality of fired proppant granules.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества гранул пропанта и совершенствование технологии его получения.The task to be solved by the claimed invention is to improve the quality of proppant granules and improve the technology for its production.

В ходе решения указанной технической задачи достигаются следующие технические результаты: увеличение производительности и улучшение свойств пропанта за счет использования рентгеноаморфного кремнеземсодержащего компонента с более развитой гидратированной поверхностью, обладающего повышенной размолачиваемостью. In the course of solving this technical problem, the following technical results are achieved: an increase in productivity and an improvement in the properties of the proppant due to the use of an X-ray amorphous silica-containing component with a more developed hydrated surface, which has an increased grindability.

Указанные технические результаты достигаются тем, что способ получения магнийсиликатного пропанта состоит в том, что прокаливают магнийсодержащий компонент при температуре не ниже 900 градусов Цельсия, измельчают магнийсодержащий компонент до размера фракции не более 40мкм, добавляют рентгеноаморфный кремнеземсодержащий компонент в количестве не более 15%, добавляют раствор сульфата магния до значения влажности шихты не более 20%, гранулируют увлажненную шихту с последующей сушкой, обжигают полученный продукт при температуре не менее 1340 градусов Цельсия.These technical results are achieved by the fact that the method for producing magnesium silicate proppant consists in calcining the magnesium-containing component at a temperature not lower than 900 degrees Celsius, grinding the magnesium-containing component to a fraction size of not more than 40 μm, adding an X-ray amorphous silica-containing component in an amount of not more than 15%, adding a solution magnesium sulfate to a moisture content of the charge of not more than 20%, granulate the moistened charge followed by drying, firing the resulting product at a temperature of at least 1340 degrees Celsius.

Указанные технические результаты достигаются также тем, что в качестве магнийсодержащего компонента используют серпентинит. The indicated technical results are also achieved by the fact that serpentinite is used as the magnesium-containing component.

Указанные технические результаты достигаются также тем, что в качестве кремнеземсодержащего компонента используют продукт, полученный в результате выщелачивания серпентинита.The indicated technical results are also achieved by the fact that the product obtained as a result of leaching of serpentinite is used as the silica-containing component.

Указанные технические результаты достигаются также тем, что магнийсиликатный пропант получают заявленным способом.These technical results are also achieved by the fact that the magnesium silicate proppant is obtained by the claimed method.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Как известно, под пропантом понимается гранулированный огнеупорный порошок высокой прочности, предназначенный для использования при добыче нефти способом гидравлического разрыва пласта.As you know, proppant is understood as granular refractory powder of high strength, intended for use in oil production by hydraulic fracturing.

Пропанты представляют собой прочные сферические гранулы, удерживающие трещины породы от смыкания под большим давлением при реализации технологий гидравлического разрыва плата. Пропанты повышают производительность нефтяных и/или газовых скважин за счет образования в пласте проводящего канала.Proppants are strong spherical granules that keep rock cracks from closing under high pressure when using hydraulic fracturing technologies. Proppants increase the productivity of oil and / or gas wells by forming a conductive channel in the formation.

В соответствии с ГОСТ Р 54571-2011 «Пропанты магнезиально-кварцевые. Технические условия» пропанты характеризуются, в частности, следующими параметрами:In accordance with GOST R 54571-2011 “Magnesia-quartz proppants. Specifications "proppants are characterized, in particular, by the following parameters:

- массовая доля компонентов, %;- mass fraction of components,%;

- гранулометрический состав (массовая доля гранул) %;- particle size distribution (mass fraction of granules)%;

- массовая доля гранул основной фракции, %;- mass fraction of granules of the main fraction,%;

- сферичность, условные единицы;- sphericity, conventional units;

- округлость, условные единицы;- roundness, conventional units;

- растворимость в смеси кислот, %;- solubility in a mixture of acids,%;

- растворимость в соляной кислоте, %;- solubility in hydrochloric acid,%;

- мутность, NTU;- turbidity, NTU;

- насыпная плотность, г/см; - bulk density, g / cm;

- кажущаяся плотность, г/см; - apparent density, g / cm;

- абсолютная (истинная) плотность, г/см; - absolute (true) density, g / cm;

- сопротивление раздавливанию, % при давлении, МПа;- crushing resistance,% at pressure, MPa;

- потеря массы при прокаливании, %;- weight loss on ignition,%;

- эффективная удельная активность естественных радионуклидов, Бк/кг.- effective specific activity of natural radionuclides, Bq / kg.

Помимо физико-химических, механических и гранулометрических показателей пропанты имеют также и технологические свойства, под которыми понимается следующее: допустимое сырье, производительность, совместимость технологии получения пропантов со смежными химикотехнологическими производствами, экологичность и пр.In addition to physicochemical, mechanical and granulometric indicators, proppants also have technological properties, which mean the following: permissible raw materials, productivity, compatibility of the proppant production technology with adjacent chemical-technological industries, environmental friendliness, etc.

Расширение сырьевой базы для производства пропантов с приемлемыми эксплуатационными характеристиками является актуальной задачей. Самым перспективным направлением является развитие технологий получения магнийсиликатных проппантов, сырьем для которых может служить до 15% составляющих земной коры.Expanding the resource base for the production of proppants with acceptable performance is an urgent task. The most promising direction is the development of technologies for obtaining magnesium silicate proppants, the raw material for which can be up to 15% of the components of the earth's crust.

В основе настоящего изобретения лежит использование рентгеноаморфного источника кремния.The present invention is based on the use of an X-ray amorphous silicon source.

Как известно, рентгеноаморфные вещества это вещества со значительно уширенными рефлексами рентгеновской дифракции. Рентгеноаморфность служит критерием отнесения того или иного вещества к некристаллическим. Рентгеноаморфные вещества имеются в природе в свободном состоянии.As is known, X-ray amorphous substances are substances with significantly broadened X-ray diffraction reflections. X-ray amorphousness serves as a criterion for classifying a substance as non-crystalline. X-ray amorphous substances exist in nature in a free state.

Примером такого материала является рентгеноаморфный кремнезем, являющийся основой ряда минералов халцедона, опала, агата и др. Он обладает сложным полиморфизмом, т. е. способностью менять кристаллическую структуру при изменении внешних термодинамических условий. Этот материал может вступать в химическое взаимодействие с щелочами и гашеной известью, что позволяет получать его путем выщелачивания некоторых минераллов, например, серпентинита.  An example of such a material is X-ray amorphous silica, which is the basis of a number of minerals chalcedony, opal, agate, etc. It has complex polymorphism, that is, the ability to change the crystal structure when the external thermodynamic conditions change. This material can enter into chemical interaction with alkalis and slaked lime, which makes it possible to obtain it by leaching some minerals, for example, serpentinite.

В качестве магнийсодержащего компонента можно использовать магнезиально-силикатное сырье, представленное серпентинитом, дунитом или оливином следующего химического состава SiO2 – 45,0-52,0%, Fe2O3 – 3,0-8,0%, Al2O3 – 1,5-5,0%, MgO - 35-42%, K2O+Na2O – 0,5-2,5%. В качестве кремнеземсодержащего компонента целесообразно использовать продукт, полученный в результате выщелачивания вышеозначенных минералов от сопутствующих примесей с помощью соляной, серной, азотной кислот, а также сульфата и гидросульфата аммония до состава SiO2 – 70-95%, Fe2O3 – 1-3%, Al2O3 – 0,5-1,5%, MgO -1-7%, K2O+Na2O – 0,1-0,5%.As a magnesium-containing component, you can use magnesia-silicate raw materials, represented by serpentinite, dunite or olivine of the following chemical composition SiO2 - 45.0-52.0%, Fe2O3 - 3.0-8.0%, Al2O3 - 1.5-5, 0%, MgO - 35-42%, K2O + Na2O - 0.5-2.5%. As a silica-containing component, it is advisable to use a product obtained as a result of leaching the above-mentioned minerals from accompanying impurities using hydrochloric, sulfuric, nitric acids, as well as ammonium sulfate and hydrogen sulfate to a composition of SiO 2 - 70-95%, Fe 2 O 3 - 1-3 %, Al 2 O 3 - 0.5-1.5%, MgO -1-7%, K 2 O + Na 2 O - 0.1-0.5%.

Кремнеземсодержащий компонент может содержать совместимые добавки (глина, кварцполевошпатный песок...). The silica-containing component may contain compatible additives (clay, quartz-feldspar sand ...).

Получаемый при процессах выщелачивания раствор сульфата магния после очистки от примесей тяжелых и цветных металлов также может быть использован в качестве связующего компонента сырцовой гранулы.The magnesium sulfate solution obtained during the leaching processes after purification from impurities of heavy and non-ferrous metals can also be used as a binder component of a raw granule.

Получение кремнеземсодержащего и магнийсодержащего компонентов из одного и того же сырья создает дополнительные технологические возможности по интегрированию производства пропанта в линии по производству других продуктов, например, магниевых солей (сульфата или хлорида магния). При этом отпадает необходимость создавать отдельные производства пропантов, организовывать отдельные поставки сырья, логистику и другие процессы. Obtaining silica-containing and magnesium-containing components from the same raw material creates additional technological opportunities for integrating proppant production into lines for the production of other products, for example, magnesium salts (magnesium sulfate or chloride). This eliminates the need to create separate proppant production facilities, organize separate supplies of raw materials, logistics and other processes.

Серпентинит имеет в своем составе свободный оксид магния, во время термообработки - спекающего обжига, наряду с метасиликатом магния и кремнеземом образуется низкопрочная фаза форстерита. Количество форстерита в гранулах пропанта зависит от технологических параметров, в частности, от температуры спекающего отжига. Serpentinite contains free magnesium oxide, during heat treatment - sintering roasting, along with magnesium metasilicate and silica, a low-strength forsterite phase is formed. The amount of forsterite in the proppant granules depends on the technological parameters, in particular, on the sintering annealing temperature.

Основными факторами, влияющими на характеристики пропанта, являются: свойства магний- и кремнесодержащих компонентов, соотношение компонентов шихты и соотношение MgO /SiO2 в пропанте, а также технологические параметры термообработки.The main factors affecting the characteristics of the proppant are: the properties of magnesium- and silicon-containing components, the ratio of the charge components and the ratio of MgO / SiO 2 in the proppant, as well as the technological parameters of the heat treatment.

Способ получения магнийсиликатного пропанта в соответствии с настоящим изобретением состоит в том, что прокаливают магнийсодержащий компонент при температуре не ниже 900 градусов Цельсия и измельчают его до размера фракции не более 40мкм. Целесообразно обеспечить долю фракции до 20мкм не менее 80%.The method for producing a magnesium silicate proppant in accordance with the present invention consists in calcining the magnesium-containing component at a temperature not lower than 900 degrees Celsius and grinding it to a fraction size of not more than 40 microns. It is advisable to provide a fraction of the fraction up to 20 microns at least 80%.

Далее получают шихту путем добавления рентгеноаморфного кремнеземсодержащего компонента в количестве не более 15% по массе. Next, a charge is obtained by adding an X-ray amorphous silica-containing component in an amount of not more than 15% by weight.

Полученную шихту увлажняют раствором сульфата магния из расчета 120-180г/литр до значения влажности шихты не более 20% по массе.The resulting charge is moistened with a solution of magnesium sulfate at the rate of 120-180 g / liter to a moisture content of the charge no more than 20% by weight.

Полученную увлажненную шихту гранулируют с последующей сушкой, обеспечивающей влажность менее 3%.The resulting moistened mixture is granulated, followed by drying, providing a moisture content of less than 3%.

Полученный продукт обжигают при температуре не менее 1340 градусов Цельсия.The resulting product is fired at a temperature of at least 1340 degrees Celsius.

Было установлено, что увлажненная до 20% шихта, полученная в соответствии с изобретением, обладает выраженными вяжущими свойствами. В результате этого значительно повышается гомогенность и прочность пропанта-сырца, а также практически отсутствует пылевыделение при его последующем обжиге во вращающейся печи. При этом повышается сферичность и округлость как сырых, так и обожженных гранул, что в конечном итоге влияет на улучшение прочностных характеристик пропанта. It was found that wetted up to 20% charge obtained in accordance with the invention has pronounced astringent properties. As a result of this, the homogeneity and strength of the raw proppant is significantly increased, and there is practically no dust emission during its subsequent firing in a rotary kiln. This increases the sphericity and roundness of both green and fired granules, which ultimately affects the improvement of the strength characteristics of the proppant.

Проведение обжига при температуре не менее 1340 градусов Цельсия уменьшает содержание форстерита и протоэнстатита, что также повышает прочность конечного продукта.Firing at a temperature of at least 1340 degrees Celsius reduces the content of forsterite and protoenstatite, which also increases the strength of the final product.

По заявленному способу получается пропант, обладающий значительной прочностью при малом насыпном весе. Заявленный способ позволяет реализовать механизм повышения гомогенности и развитости поверхности гранул.According to the claimed method, a proppant is obtained that has significant strength at a low bulk density. The claimed method makes it possible to implement a mechanism for increasing the homogeneity and development of the granule surface.

Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is carried out as follows.

Пример 1. Серпентинит предварительно подвергают операциям дегидратации, прокаливая при температуре не менее 900°С в течение 1-1,5 часа с целью снизить значение потерь при прокаливании до уровня не более 0,5%. Далее продукт измалывают до уровня d90 менее 40мкм в лабораторной мельнице тонкого помола. Контроль фракционного состава компонентов шихты ведут на лазерном анализаторе Mastersizer 2000 (Malvern). При анализе установлено, что усредненный размер помола d90 составил 37 мкм.Example 1. Serpentinite is preliminarily subjected to dehydration operations, calcining at a temperature of at least 900 ° C for 1-1.5 hours in order to reduce the value of losses on ignition to a level of no more than 0.5%. Next, the product is ground to a d90 level of less than 40 microns in a laboratory fine mill. The control of the fractional composition of the charge components is carried out on a Mastersizer 2000 laser analyzer (Malvern). The analysis found that the average grinding size d90 was 37 μm.

После измельчения шихту гранулируют с использованием в качестве связующего раствора сульфата магния. Полученную сырцовую гранулу размером от 0,3 до 1,6 мм далее отправляют на сушку и обжиг при температуре1370°С. After grinding, the mixture is granulated using magnesium sulfate as a binder solution. The resulting raw granule with a size of 0.3 to 1.6 mm is then sent for drying and firing at a temperature of 1370 ° C.

Пример 2. Подготовка пропанта ведется аналогично примеру 1, с тем отличием, что усредненный помол d90 составил 30мкм.Example 2. Preparation of proppant is carried out analogously to example 1, with the difference that the average grinding d90 was 30 μm.

Пример 3. Подготовка серпентинита ведется аналогично примеру 1, в качестве добавки используют аргиллитовую глину. Подготовка глины ведется при 400°С до влажности не более 5%. Шихтоподготовка осуществляется раздельно до d90 30мкм в соотношении серпентинит : аргиллитовая глина = 90 : 10.Example 3. Preparation of serpentinite is carried out analogously to example 1, as an additive is used argillite clay. Clay preparation is carried out at 400 ° C to a moisture content of no more than 5%. The charge preparation is carried out separately to d90 30 μm in the ratio of serpentinite: argillite clay = 90: 10.

Пример 4. Подготовка серпентинита ведется аналогично примеру 1. В качестве добавки использован кварцполевошпатный песок, который предварительно высушен при 160°С до постоянного веса. Компоненты подвергают раздельному помолу до уровня d90 менее 40мкм в лабораторных мельницах тонкого помола, а именно, в шаровых мельницах марки ШМ-1 и ШМ-2 проходило измельчение серпентинита, в мельнице СВМ-3 осуществлялся помол кварцевого сырья. Усредненный размер помола d90 составил 35 мкм.Example 4. Preparation of serpentinite is carried out analogously to example 1. As an additive used quartz-feldspar sand, which was previously dried at 160 ° C to constant weight. The components are subjected to separate grinding to a level of d90 less than 40 μm in laboratory fine grinding mills, namely, in ball mills of the ShM-1 and ShM-2 brands, serpentinite was ground, and in the SVM-3 mill, quartz raw materials were ground. The average grinding size d90 was 35 μm.

После измельчения компоненты шихты смешивают в соотношении серпентинит : кварцполевошпатный песок = 90 : 10 и гранулируют с использованием в качестве связующего раствора, содержащего сульфат магния. After grinding, the components of the charge are mixed in a ratio of serpentinite: quartz-feldspar sand = 90: 10 and granulated using a binder solution containing magnesium sulfate.

Пример 5. Подготовка пропанта ведется аналогично примеру 4, с тем отличием, что усредненный помол d90 составил 40мкм.Example 5. The preparation of the proppant is carried out analogously to example 4, with the difference that the average grinding d90 was 40 microns.

При обработке результатов установлено, что наилучшие показатели при использовании рентгеноаморфного кремнезема получены для степени измельчения шихты до фракции не более 40мкм.When processing the results, it was found that the best indicators when using X-ray amorphous silica were obtained for the degree of grinding the charge to a fraction of not more than 40 microns.

Анализ результатов испытаний полученного продукта показал, что данный способ позволяет производить пропант соответствующего требованиям ГОСТ Р 54571-2011 качества. При этом аморфный кремнезем является более технологичным за счет снижения времени помола. Так, при помоле кварполевошпатного песка до d90 60мкм в лабораторных условиях время помола составляет 4 часа при загрузке мельницы 3 кг, в то время как при аналогичной загрузке рентгеноаморфного кремнезема, обладающего развитой гидратированной поверхностью, время помола снизилось до 1,5 часов. Analysis of the test results of the obtained product showed that this method allows the production of a proppant that meets the requirements of GOST R 54571-2011 quality. At the same time, amorphous silica is more technologically advanced by reducing the grinding time. So, when grinding quarp feldspar sand to d90 60 μm under laboratory conditions, the grinding time is 4 hours with a mill load of 3 kg, while with a similar load of X-ray amorphous silica, which has a developed hydrated surface, the grinding time decreased to 1.5 hours.

На имеющемся производстве сульфата или хлорида магния настоящее изобретение позволяет создать линию по производству пропанта с использование полупродуктов основного производства. Это может дать дополнительное снижение себестоимости пропанта за счет вовлечения в производство сульфата магния, получаемого при выщелачивании серпентинита серной кислотой. Образующийся раствор содержит не менее 150-220 г/л MgSO4, что позволяет проводить его разбавление до 10-40 г/л и использовать его в последующем в качестве связующего раствора на стадии формирования сырцовой гранулы. Соли магния действуют благоприятно на прочность сырцовой гранулы, образуя с тонкомолотой магнийсиликатной шихтой соединения по типу цемента Сореля, параллельно решая проблему пылеобразования на стадии сушки и грануляции.At the existing production of magnesium sulfate or chloride, the present invention makes it possible to create a line for the production of proppant using intermediate products of the main production. This can give an additional reduction in the cost of the proppant due to the involvement of magnesium sulfate in the production, obtained by leaching serpentinite with sulfuric acid. The resulting solution contains at least 150-220 g / l MgSO 4 , which allows it to be diluted to 10-40 g / l and subsequently used as a binder solution at the stage of forming a raw granule. Magnesium salts have a beneficial effect on the strength of the raw granule, forming compounds like Sorel's cement with finely ground magnesium silicate mixture, while simultaneously solving the problem of dust formation at the stage of drying and granulation.

В состав раствора также входит сульфат или хлорид натрия (что зависит от кислоты, используемой при осаждении кремнекислотного наполнителя из раствора силиката натрия), которые используются в составе смеси с солями магния. Поскольку данные соли получаются в виде раствора на стадии производства кремнекислотного наполнителя, то они также могут быть использованы для формирования связующего раствора.The composition of the solution also includes sodium sulfate or chloride (which depends on the acid used in the deposition of silicic acid filler from sodium silicate solution), which are used in a mixture with magnesium salts. Since these salts are obtained in the form of a solution at the stage of production of silicic acid filler, they can also be used to form a binder solution.

Заявленный способ позволяет реализовать механизм трансформационного упрочнения, основанный на фазовых превращениях при спекающем обжиге. По заявленному способу получен проппант, обладающий следующими свойствами:The claimed method makes it possible to implement a transformation hardening mechanism based on phase transformations during sintering firing. According to the claimed method, a proppant was obtained with the following properties:

- массовая доля гранул основной фракции 94 %;- mass fraction of granules of the main fraction 94%;

- сферичность 0,78 усл. ед.;- sphericity 0.78 conv. units;

- округлость 0,86 усл. ед.;- roundness 0.86 conv. units;

- растворимость в смеси кислот 6,3 %;- solubility in a mixture of acids 6.3%;

- растворимость в соляной кислоте 0,2 %;- solubility in hydrochloric acid 0.2%;

- мутность 147 NTU;- turbidity 147 NTU;

- насыпная плотность 1,4 г/см; - bulk density 1.4 g / cm;

- кажущаяся плотность, 2,6 г/см; - apparent density, 2.6 g / cm;

- абсолютная (истинная) плотность 2,6 г/см; - absolute (true) density 2.6 g / cm;

- сопротивление раздавливанию фракции 20/40 14% при давлении 68,9 МПа;- crushing resistance of fraction 20/40 14% at a pressure of 68.9 MPa;

- потеря массы при прокаливании 3,6 %.- weight loss on ignition 3.6%.

Таким образом, настоящее изобретение позволяет повысить качество пропанта, в частности, снизить насыпной вес обожженных гранул пропанта при одновременном увеличении их прочности (при определении по общепринятой методике ISO 13503-2:2006(Е)), а также повысить производительность.Thus, the present invention makes it possible to improve the quality of the proppant, in particular, to reduce the bulk density of the fired proppant granules while increasing their strength (as determined by the generally accepted method ISO 13503-2: 2006 (E)), and also to increase productivity.

Claims (2)

1. Способ получения магнийсиликатного пропанта, состоящий в том, что прокаливают магнийсодержащий компонент при температуре не ниже 900 градусов Цельсия, измельчают магнийсодержащий компонент до размера фракции не более 40 мкм, добавляют рентгеноаморфный кремнеземсодержащий компонент в количестве не более 15% по массе, добавляют раствор сульфата магния до значения влажности шихты не более 20% по массе, гранулируют увлажненную шихту с последующей сушкой, обжигают полученный продукт при температуре не менее 1340 градусов Цельсия, при этом в качестве магнийсодержащего компонента используют серпентинит, а в качестве кремнеземсодержащего компонента используют продукт, полученный в результате выщелачивания серпентинита. 1. A method of obtaining a magnesium silicate proppant, consisting in the fact that the magnesium-containing component is calcined at a temperature not lower than 900 degrees Celsius, the magnesium-containing component is ground to a fraction size of not more than 40 microns, an X-ray amorphous silica-containing component is added in an amount of not more than 15% by weight, a sulfate solution is added magnesium until the moisture content of the charge is not more than 20% by weight, the moistened charge is granulated with subsequent drying, the resulting product is fired at a temperature of at least 1340 degrees Celsius, while serpentinite is used as the magnesium-containing component, and the product obtained as a result is used as a silica-containing component leaching of serpentinite. 2. Магнийсиликатный пропант, полученный способом по п.1.2. Magnesium silicate proppant obtained by the method according to claim 1.
RU2020115318A 2020-04-30 2020-04-30 Magnesium silicate proppant and method for production thereof RU2737683C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020115318A RU2737683C1 (en) 2020-04-30 2020-04-30 Magnesium silicate proppant and method for production thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020115318A RU2737683C1 (en) 2020-04-30 2020-04-30 Magnesium silicate proppant and method for production thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2737683C1 true RU2737683C1 (en) 2020-12-02

Family

ID=73792713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020115318A RU2737683C1 (en) 2020-04-30 2020-04-30 Magnesium silicate proppant and method for production thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2737683C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2437913C1 (en) * 2010-06-03 2011-12-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" Procedure for preparation of light-weight magnesium-silicate propping agent and propping agent
RU2613676C1 (en) * 2015-11-19 2017-03-21 Общество с огранниченной ответственностью "ФОРЭС" Method for magnesium silicate proppant preparation, and proppant
WO2017142439A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-24 Общество С Ограниченной Ответственностью "Ника-Петротэк" Ceramic proppant and method for producing same
RU2018114383A (en) * 2018-04-18 2018-06-13 Акционерное общество Киембаевский горно-обогатительный комбинат "Оренбургские минералы" The method of producing magnesium silicate proppant and proppant

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2437913C1 (en) * 2010-06-03 2011-12-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" Procedure for preparation of light-weight magnesium-silicate propping agent and propping agent
RU2613676C1 (en) * 2015-11-19 2017-03-21 Общество с огранниченной ответственностью "ФОРЭС" Method for magnesium silicate proppant preparation, and proppant
WO2017142439A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-24 Общество С Ограниченной Ответственностью "Ника-Петротэк" Ceramic proppant and method for producing same
RU2018114383A (en) * 2018-04-18 2018-06-13 Акционерное общество Киембаевский горно-обогатительный комбинат "Оренбургские минералы" The method of producing magnesium silicate proppant and proppant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tchadjie et al. Enhancing the reactivity of aluminosilicate materials toward geopolymer synthesis
CN102459113B (en) Portland limestone is through calcined clay cement
EP3262008B1 (en) Particulate compositions for the formation of geopolymers, their use and methods for forming geopolymers therewith
Davidovits et al. Ferro-Sialate Geopolymers (-Fe-O-Si-O-Al-O-)
EA036191B1 (en) Microstructured carbonatable calcium silicate clinkers and methods for making same
CN101891406B (en) Method for preparing cement with red mud and desulfurized gypsum
JP2017527516A (en) Carbonate-capable calcium silicate composition and method for producing the same
CN106316172B (en) Fine high intensity High-belite Cement and preparation method thereof
Harrisson Constitution and specification of Portland cement
CA3022523A1 (en) Synthetic pozzolans
EP0101855A1 (en) Low density proppant for oil and gas wells
TWI760829B (en) Method for obtaining powdered sodium silicate from sandy tailings produced in iron ore beneficiation process
EP3307693B1 (en) Method for producing supplementary cementitious materials comprising dredged sediments
Elsen et al. Raw materials used in ancient mortars from the Cathedral of Notre-Dame in Tournai (Belgium)
CN103282325A (en) Geopolymer cement of the calcium ferro-luminosilicate polymer type and production process
EP2878585B1 (en) Method for the manufacturing of cementitious C-S-H seeds
JP6547455B2 (en) Ground improvement material and ground improvement method
CN106336134A (en) Preparation method of low-clinker cement
RU2737683C1 (en) Magnesium silicate proppant and method for production thereof
CN107382107B (en) Method for preparing sulphoaluminate cement clinker by using magnesium slag and manganese slag
CN102745919A (en) Preparation method of tailing micropowder portland cement
CN100591636C (en) Silicate cement for manufacturing advanced silica refractory and manufacturing technique thereof
Shaikezhan et al. Cement slurry from electro-phosphoric slag
US3844808A (en) Synthetic aggregates made from impure bauxite
CN107117836A (en) A kind of method that carbide slag cement is prepared by carbide slag