[发明专利]一种利用废矿渣制备页岩气专用压裂支撑剂的方法

权利要求书

1.一种利用废矿渣制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于：

1）将焦炭放入球磨机中湿磨，形成粉炭浆；

2）按质量百分比将60%～75%的废矿渣、20%～35%的铝矾土、5%～10%的复合型烧结助剂混合，得混合料，将混合料放入球磨机中湿磨混匀形成混合泥浆；其中，复合型烧结助剂是由活性Al₂O₃微粉和MgO微粉混合而成的；

3）以电熔莫莱石砂为母粒，以混合泥浆为包覆液，采用流化床喷雾造粒机造粒，造粒形成的颗粒过18目～30目筛，将两筛之间的筛余物颗粒收集成为一次颗粒；

4）以一次颗粒为母粒，以粉炭浆为包覆液，采用流化床喷雾造粒机造粒，造粒形成的颗粒过10目～14目筛，将两筛之间的筛余物颗粒收集成为待烧颗粒；

5）将待烧颗粒放入坩埚中，并置于电炉内，以3℃/min～5℃/min的加热速度自室温升至150℃，保温5min～10min，然后以5℃/min～15℃/min的加热速度升至750℃～850℃，保温1h～2h，最后随炉自然冷却后取出，过20目～40目筛，即得页岩气专用压裂支撑剂。

2.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤1）中在湿磨焦炭时，控制磨球、焦炭和水的质量比为(2～2.5):1:(0.6～0.8)，研磨时间为0.5h～1h。

3.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤1）中的焦炭为工业焦炭，质量要求指标为：固定炭的质量分数大于等于83％，硫的质量分数小于等于0.5％，挥发分的质量分数小于等于1.5％，灰分的质量分数小于等于15％。

4.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤2）中在湿磨混合料时，控制磨球、混合料和水的质量比为(2～3):1:(0.5～0.7)，研磨时间为0.5h～3h。

5.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤2）中的废矿渣为黄金尾矿废渣、铅锌矿尾矿废渣、磷矿废渣、铁矿废渣、锰矿废渣、钼矿废渣、钛矿渣、钡矿渣、铬矿渣、钴矿渣、钒矿渣、锑矿废渣、铜矿废渣、石墨矿废渣、稀土尾矿废渣、尖晶石矿渣、高铝粘土废渣中的一种或多种任意比例的混合物。

6.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤2）中的复合型烧结助剂按质量百分比是由60%～80%的活性Al₂O₃微粉和20%～40%的MgO微粉混合而成的，MgO微粉和活性Al₂O₃微粉的粒度均＜5μm。

7.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤2）中的铝矾土采用生铝矾土，生铝矾土中Al₂O₃的质量分数为65%～85％。

8.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤3）中的流化床喷雾造粒机造粒的液流速度为10kg/min，流化气速为1.8m/s～3.0m/s，床层温度为160℃，雾化压力为1.2MPa～1.5MPa。

9.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤3）中的电熔莫莱石砂为工业级球形颗粒，粒度在0.2mm～0.3mm。

10.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤4）中的流化床喷雾造粒机造粒的液流速度为15kg/min，流化气速为1.8m/s～2.5m/s，床层温度为160℃，雾化压力为1.0MPa～1.3MPa。