一种以高铝粉煤灰为原料制备低密度陶粒支撑剂的方法_2

文档序号:9762355阅读:来源:国知局
:0.1 ~3%,Ca0+Mg0:0.1 ~5.0%,Na20+K2〇:0.1 ~2%及烧失量。
[0025] 与现有技术相比,本发明解决了以下问题,具有以下有益效果:
[0026] (1)本发明中,首先对部分粉煤灰进行煅烧处理后再与原灰搭配使用,这种搭配使 混合粉体的性质和作用发生变化,改善制浆和烧结性能,为大量应用粉煤灰作为陶粒支撑 剂原料提供了基础条件,使粉煤灰直接代替铝矾土作为原料成为可能。具体表现为:首先, 利用粉煤灰中部分残留碳降低陶粒密度、有助于在滚球时雾化水的作用下包浆成球,残留 玻璃相的活性有助于促进陶粒烧结;另一方面,利用部分烧结灰的原始晶相和玻璃相再结 晶增强烧结过程陶粒强度的作用,又避免全部采用煅烧粉煤灰难以球磨、烧结活性低的弱 势和全部采用未烧粉煤灰在湿法磨细过程中的水硬化和胶凝而导致浆料的流动性差的缺 占.
[0027] (2)采用部分干磨原灰与湿磨灰混合使用,可利用干磨灰较大颗粒在滚制球坯过 程中发挥前述的母粒作用,同时可调节混合粉体的粒度级配;湿磨所得很细的玻璃相颗粒, 能较早出现液相。干磨粉体和湿磨粉体相互补充,提高球坯的致密度和强度。两种研磨方式 得到的粉体混合使用,可以使材料在烧结过程中保持适当的液相存在,这将大大促进物质 的颗粒重排和传质过程,在较低温度下实现材料致密化,解决了粉煤灰作为原料时支撑剂 难以烧结致密的问题。
[0028] (3)本发明的高铝粉煤灰使用总量可达到90%,以高铝粉煤灰为原料的低密度陶 粒支撑剂制备方法,最大化的利用了高铝粉煤灰,无废渣排放,代替了铝矾土等原材料的使 用,可大幅降低成本,减少资源消耗。同时产品能够满足油气行业压裂用支撑剂的质量要 求,具有较好的经济效益,且制备方法简单,操作方便。
【附图说明】
[0029 ]图1为陶粒支撑剂成品的实施例1的SEM图片;
[0030] 图2为陶粒支撑剂成品的实施例1的XRD图谱;
【具体实施方式】
[0031] 以下结合具体实施案例对本发明加入高铝粉煤灰的低密度陶粒支撑剂制备方法 做进一步说明。
[0032] 实施例1
[0033] 本实施例的配方原料的化学组成及其质量比例如下:Al2〇3:44.6%,Si02:46.3%, Fe2〇3:1.9%,Ti02:1.2%,Ca0+Mg0:3.7%,Na 20+K2〇:0.5%及烧失量。
[0034]所用原料为:140kg高铝粉煤灰原灰,40kg高铝粉煤灰烧后灰,7kg高岭土,3kg白云 石,3kg滑石,7kg河砂,和0.3kg聚丙烯酸钠、0.3kg三聚磷酸钠、0.06kg淀粉。
[0035] 制备过程包括以下步骤:
[0036] (1)将部分粉煤灰干法球磨至325目筛余小于0.5% ;
[0037] (2)采用回转窑,将部分高铝粉煤灰进行煅烧处理,煅烧温度为1200°C;煅烧时间 为2h,即为高铝粉煤灰烧后灰;
[0038] (3)按质量百分比将40 %高铝粉煤灰原灰,40%高铝粉煤灰烧后灰,7%高岭土, 3%白云石,3%滑石,7%河砂,外加0.3%聚丙烯酸钠和0.3%三聚磷酸钠混合均匀;
[0039] (4)将上述原料加入球磨机中,加入原料质量的60%的水,湿法球磨10小时,取浆 料测试,使最终浆料粒度为小于18微米,得到混合泥浆;
[0040] (5)采用喷雾干燥机,将泥浆喷雾干燥成水份为2%的物料后,用筛面目数为200目 的鼠笼式粉碎机粉碎成微粉;
[0041 ] (6)将步骤(1)与步骤(5)的粉按质量比50:50的比例混合;
[0042] (7)在圆盘造粒机中,加入(6)中所得混合粉,用质量分数为0.3%的淀粉溶液,喷 入微粉中,滚动制粒,溶液加入量控制在微粉总质量的10% ;
[0043] (6)锅内坯球抛光10分钟后,用19~35目回转筛取半成品;
[0044] (7)采用一体化的烘干-烧成回转窑炉(可参考本申请人自己的专利 CN201210116790.0),控制入窑温度为150°C,高温区煅烧温度为1430°C,煅烧保温时间为lh 后,随炉冷却完成烧成过程;
[0045] (8)对烧后成品再次采用平面摇摆式筛分机完成筛分过程,即得到成品。
[0046]产品的SEM图片如图1所示,XRD图谱如图2所示。由图片1可以看出,陶粒支撑剂成 品整体表现为光滑的圆球形颗粒,产品烧结致密。由图片2可以看出,陶粒支撑剂的非晶相 组成少,主要晶相由莫来石和石英组成,莫来石相的存在,有利于使陶粒产品获得高的抗压 强度,降低产品受压时的破碎率。
[0047] 实施例2
[0048] 本实施例的配方原料的化学组成及其质量比例如下:Al2〇3:45.5%,Si02:45.9%, Fe2〇3:2.0%,Ti02:l .2%,Ca0+Mg0:3.4%,Na20+K2〇:0.4%及烧失量。
[0049] 所用原料为:180kg高铝粉煤灰原灰,52kg高铝粉煤灰烧后灰,8kg高岭土,3kg白云 石,3kg滑石,4kg河砂,和0.3kg六偏磷酸钠、0.3kg三聚磷酸钠、0.11 kg聚乙烯醇。
[0050] (1)将部分粉煤灰干法球磨至325目筛余小于0.5 %,即为高铝粉煤灰原灰;
[0051] (2)采用回转窑,将部分高铝粉煤灰进行煅烧处理,煅烧温度为1100°C;煅烧时间 为2h;
[0052] (3)按质量百分比将30%高铝粉煤灰原灰,52%高铝粉煤灰烧后灰,8%高岭土, 3%白云石,3%滑石,4%河砂,外加0.3%六偏磷酸钠和0.3%三聚磷酸钠混合均匀;
[0053] (4)将所述原料加入球磨机中,加入原料质量的55%的水,球磨12小时,取浆料测 试,使最终浆料粒度为小于17微米,得到混合泥浆;
[0054] (5)采用喷雾干燥机,将泥浆喷雾干燥成水份为1.5%的物料后,用筛面目数为200 目的鼠笼式粉碎机粉碎成微粉;
[0055] (6)将步骤(1)与步骤(5)的微粉按质量比60:40的比例混合;
[0056] (7)在糖衣机中,加入(6)中所得混合粉,用质量分数为0.3%的聚乙烯醇溶液,喷 入微粉中,滚动制粒,溶液加入量控制在微粉总质量的14.5% ;
[0057] (6)锅内还球抛光15分钟后,用30~45目回转筛取半成品;
[0058] (7)采用一体化的烘干-烧成回转窑炉,控制入窑温度为120°C,高温区煅烧温度为 1400°C,煅烧保温时间为lh后,随炉冷却完成烧成过程;
[0059] (8)对烧后成品再次采用平面摇摆式筛分机完成筛分过程,即得到成品。
[0060] 实施例3
[0061 ] 本实施例的配方原料的化学组成及其质量比例如下:Al2〇3:44.8%,Si02:45.4%, Fe2〇3:1.8%,Ti02:l.l%,Ca0+Mg0:3.5%,Na 20+K2〇:0.6%及烧失量。
[0062]所用原料为:107.9kg高铝粉煤灰原灰,20kg高铝粉煤灰烧后灰,10kg高岭土,2kg 白云石,2kg滑石,lkg河砂,和0.3kg柠檬酸钠、0.55kg三聚磷酸钠、0.07kg阿拉伯树胶。 [0063] (1)将部分粉煤灰干法球磨至325目筛余小于0.5% ;
[0064] (2)采用回转窑,将部分高铝粉煤灰进行煅烧处理,煅烧温度为1250°C;煅烧时间 为lh;
[0065] (3)按质量百分比将65%高铝粉煤灰原灰,20%高铝粉煤灰烧后灰,10%高岭土, 2%白云石,2%滑石,1 %河砂,外加0.3%柠檬酸钠和0.55%三聚磷酸钠混合均匀;
[0066] (4)将所述原料加入球磨机中,加入原料质量的65%的水,球磨11小时,取浆料测 试,使最终浆料粒度为小于18微米,得到混合泥浆;
[0067] (5)采用喷雾干燥机,将泥浆喷雾干燥成水份为1.5%的物料后,用筛面目数为200 目的鼠笼式粉碎机粉碎成微粉;
[0068] (6)将步骤(1)与步骤(5)的粉按质量比30:70的比例混合;
[0069] (7
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1