[發(fā)明專利]一種低密度粉煤灰壓裂支撐劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110346666.2
• 申請(qǐng)日: 2021-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115141032A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王希宏;賈屹海;何偉發(fā);黃文海;王川行
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東清大同科環(huán)保技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C04B38/08
• 分類號(hào): C04B38/08;C04B33/135;C04B33/138;C09K8/80
• 代理公司: 深圳國(guó)海智峰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44489
• 代理人: 王慶海;劉軍鋒

本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低密度粉煤灰壓裂支撐劑及其制備方法。所用原料及組分為：粉煤灰100份，粘接劑1～15份，助熔劑1～10份，增強(qiáng)劑0.5～8份，減水劑0～0.5份。制備方法為，球磨、混合、造粒、整形、干燥、燒結(jié)、降溫，篩分后制得。原料選用75μm以下造粒，選用40μm以下整形，降低支撐劑體積密度，提高球度；外加劑的引入使壓裂支撐劑獲得適宜的強(qiáng)度和韌性。本發(fā)明大量的利用粉煤灰，對(duì)環(huán)境保護(hù)、固體廢棄物的資源化利用找到一條很好出路，同時(shí)制備出一種低密度粉煤灰壓裂支撐劑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低密度粉煤灰壓裂支撐劑及其制備方法。

背景技術(shù)

粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。我國(guó)火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為：SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，成為我國(guó)當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一。飛灰是煤粉進(jìn)入1300～1500℃的爐膛后，在懸浮燃燒條件下經(jīng)受熱面吸熱后冷卻而形成的。由于表面張力作用，飛灰大部分呈球狀，表面光滑，微孔較小。一部分因在熔融狀態(tài)下互相碰撞而粘連，成為表面粗糙、棱角較多的蜂窩狀組合粒子。飛灰的排放量與燃煤中的灰分直接有關(guān)。據(jù)我國(guó)用煤情況，燃用1t煤約產(chǎn)生250～300kg粉煤灰。大量粉煤灰如不加控制或處理，會(huì)造成大氣污染，進(jìn)入水體會(huì)淤塞河道，其中某些化學(xué)物質(zhì)對(duì)生物和人體造成危害。

我國(guó)粉煤灰綜合利用經(jīng)歷了“以儲(chǔ)為主”～“儲(chǔ)用結(jié)合”～“以用為主”三個(gè)發(fā)展階段。目前，粉煤灰綜合利用主要方式有生產(chǎn)水泥、混凝土及其他建材產(chǎn)，在建筑工程、改良土壤、回填、生產(chǎn)生物復(fù)合肥，提取物質(zhì)實(shí)現(xiàn)高值化利用等，涉及建材、建筑、冶金、化工、農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，涌現(xiàn)出一批專業(yè)化粉煤灰綜合利用企業(yè)。

壓裂支撐劑是一種陶瓷顆粒產(chǎn)品，具有很高的壓裂強(qiáng)度，主要用于油田井下支撐，以增加石油天然氣的產(chǎn)量，屬環(huán)保產(chǎn)品，具有耐壓強(qiáng)度高、密度低、圓球度好、光潔度高、導(dǎo)流能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

我國(guó)專利CN201410041140.3公開(kāi)了一種高摻量粉煤灰陶粒支撐劑的制備方法，以鋁礬土、粉煤灰、方解石粉、滑石粉、二氧化鈦、軟質(zhì)耐火粘土和重晶石粉，球磨、造粒、烘干、篩分、燒結(jié)，燒結(jié)溫度在1350～1500℃，耗費(fèi)能源大；我國(guó)專利CN201310148377.7公開(kāi)了一種以粉煤灰和廢陶瓷為主料，輔以鉀長(zhǎng)石粉和錳礦粉來(lái)制備石油壓裂支撐劑，但主料中粉煤灰添加量較少，易影響支撐劑的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種低密度粉煤灰壓裂支撐劑及其制備方法。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種低密度粉煤灰壓裂支撐劑，所用原料及組分為：粉煤灰100份，粘接劑1～15份，助熔劑1～10份，增強(qiáng)劑0.5～8份，減水劑0～0.5份。

進(jìn)一步地，所述粉煤灰粒徑選擇75μm以下，如粒徑大于75μm，則需球磨至75μm以下，粒徑越小造粒越容易，顆粒強(qiáng)度越高。使用75μm以下粉煤灰有別于使用40μm以下粉煤灰，不會(huì)破壞粉煤灰內(nèi)玻璃微珠的結(jié)構(gòu)(粉煤灰大部分粒徑小于100μm)，進(jìn)一步降低支撐劑體積密度的情況下不會(huì)降低強(qiáng)度。