[发明专利]利用镁渣作为矿化剂的高强度陶粒石油支撑剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油、天然气井压裂工艺使用的支撑剂，特别是一种利用镁渣作为矿化剂的高强度陶粒支撑剂及制备方法。

背景技术

我国是世界第一大金属镁生产国和出口国，金属镁生产几乎完全采用皮江法工艺技术，每冶炼产出1吨金属镁，大约产出8～10吨镁渣。对于这种工业废渣的处理，目前主要采用倾倒在荒地和填埋山洼的堆放、掩埋等办法进行处理，利用率很低。

发明内容

本发明实现了皮江法生产金属镁时所排出的镁渣的再利用，提供了一种利用镁渣作为矿化剂的高强度陶粒石油支撑剂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种利用镁渣作为矿化剂的高强度陶粒石油支撑剂，由下述重量份数的原料组成：轻烧铝矾土矿100份、镁渣2-6份、辅料1-3份、粘合剂0.3-0.5份。

原料中，轻烧铝矾土矿的煅烧温度为800-1000℃,煅烧时间0.5-1.0小时，煅烧后Al₂O₃ 含量≥75%；镁渣为皮江法生产金属镁排出的废渣，其主要化学成分为CaO 40-50%、SiO₂20-30%、Fe₂O₃7-9%、Al₂O₃2-5%、MgO 6-10%；辅料为氧化锰；粘合剂为羧甲基纤维素或预糊化淀粉。

本发明还提供了陶粒石油支撑剂的制备方法，步骤包括：将轻烧铝矾土、镁渣、辅料和粘合剂按比例混合后粉碎，过600目筛，过筛率大于80%；再将粉碎后的物料加入成球机，在加入过程中喷入雾化水汽，制得的球料过18-35目筛；再将球料烘干，使含水量小于3%；最后将烘干的球料烧结得到产品，烧结温度为1300-1400℃，保温时间为0.5-1小时，产品自然冷却至室温。

本发明以皮江法生产金属镁排出的废渣为主要矿化剂，配合其他辅料和粘合剂加入轻烧铝矾土中，烧结后生产出高强度陶粒石油支撑剂，该产品在86MPa的闭合压力下破碎率≤5%，体积密度≤1.8g/cm³,视密度≤3.35g/cm³，制备方法简单、生产成本低，开辟了一条镁渣综合利用的有效途径。

具体实施方式

以下实施例中所用的镁渣为皮江法生产金属镁排出的废渣，其主要化学成分为CaO 40-50%、SiO₂20-30%、Fe₂O₃7-9%、Al₂O₃2-5%、MgO 6-10%。

实施例1

    原料：轻烧铝矾土矿100kg、镁渣2.0kg、氧化锰1.0kg、羧甲基纤维素0.3kg。其中，轻烧铝矾土的煅烧温度为800℃,煅烧时间1.0小时，煅烧后Al₂O₃含量≥75%，镁渣为皮江法生产金属镁排出的废渣。

制备方法：将轻烧铝矾土、镁渣、氧化锰和羧甲基纤维素按比例混合后粉碎，过600目筛，过筛率大于80%；再将粉碎后的物料加入成球机，在加入过程中喷入雾化水汽，制得的球料过18-35目筛；再将球料烘干，使含水量小于3%；最后将烘干的球料烧结得到产品，烧结温度为1400℃，保温时间为0.5小时，产品自然冷却至室温。

实施例2

 原料：轻烧铝矾土矿100kg、镁渣4.0kg、氧化锰1.5kg、预糊化淀粉0.3kg；其中，轻烧铝矾土的煅烧温度为1000℃,煅烧时间0.5小时，煅烧后Al₂O₃含量≥75%，镁渣为皮江法生产金属镁排出的废渣。

 制备方法：将轻烧铝矾土、镁渣、辅料和粘合剂按比例混合后粉碎，过600目筛，过筛率大于80%；再将粉碎后的物料加入成球机，在加入过程中喷入雾化水汽，制得的球料过18-35目筛；再将球料烘干，使含水量小于3%；最后将烘干的球料烧结得到产品，烧结温度为1300℃，保温时间为1.0小时，产品自然冷却至室温。

实施例3

 原料：轻烧铝矾土矿100kg、镁渣3.0kg、氧化锰2.0kg、预糊化淀粉0.4kg；其中，轻烧铝矾土的煅烧温度为900℃,煅烧时间0.8小时，煅烧后Al₂O₃含量≥75%，镁渣为皮江法生产金属镁排出的废渣。