[其他]人工鈉土工藝流程

無效

• 申請號: 85105253
• 申請日: 1985-07-11
• 公開（公告）號: CN85105253A
• 公開（公告）日: 1987-04-15
• 發明（設計）人: 湯松然;汪仲英;于增國;王毅;周韶光;殷錫鵬;李強;寇從詩
• 申請（專利權）人: 地質礦產部探礦工程研究所;地質礦產部泥漿公司
• 主分類號: C09C1/00
• 分類號: C09C1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及到一種用于制造鉆井泥漿的人工鈉膨潤土的工藝流程。

膨潤土（俗稱搬土）是鉆井泥漿的基本材料。世界上鉆井年用土量約150萬噸，我國約20萬噸。國外鉆井泥漿都使用鈉膨潤土，并規定必須符合API（美國石油學會）和OCMA（歐洲石油公司材料協會）兩個標準，方能進入商品市場。

我國鈉膨潤土資源極缺，而鈣膨潤土蘊藏卻非常豐富，但后者加純堿造漿，幾乎都不符合API和OCMA標準。必須將鈣土改性，進行人工鈉化，將鈣土轉化為鈉土，才有可能達到上兩個標準。

鈣膨潤土人工鈉化原理可用化學反應式近似表達：

（OH）₄Si₈（Al_3.34Mg_0.66）O₂₀.Ca_0.33（鈣土）+0.33Na₂CO₃……

（OH）₄Si₈（Al_3.34Mg_0.66）O₂₀.Na_0.66（鈉土）+0.33CaCO₃

完成上述反應的物理或機械方法是多種多樣的，但產品質量和技術效果相差甚殊。意大利曾采用輪碾機混勻、加壓，以實現鈉化反應，堆放老化并露天風干，然后粉碎加工，整個流程需十來天。美國（U.S.P.4，371、626）采用了螺旋擠壓機進行劣質鈉土的升級，無需配料與溶液，也用自然風干。兩種工藝方法都不具有連續性;由于人工鈉土屬熱敏性物料，加熱方法不妥，將使產品質量退化，因此，上述方法都不敢用快速干燥，導致了工藝流程的不連續性。

本發明的目的在于：研究一種連續的、機械化和自動化的生產人工鈉土的工藝流程，改裝、設計有關工藝設備和儀表，并提供人工鈉土生產流程中的主要參數。以提高并保證產品質量，達到并超過API和OCMA標準。

發明是這樣實現的：

一臺單軸或雙軸螺旋擠壓機，將機頭改裝成園形網眼出口。鈣膨潤土塊料經顎式破碎機、對輥破碎機破碎成小于4毫米的細粒，用提升機至電子秤計量給料，進入混合機。同時，與土重成比例的純堿溶液也噴入混合機。經充分混勻潤濕，物料進入螺旋擠壓機，在高溫80至150℃，最好在100-120℃，高壓縮比為1∶2至1∶5，最好1∶3和剪切下，進行鈉交換反應，鈣膨潤土被改性成鈉膨潤土。產品呈園柱狀排出或爆裂呈碎片噴出。濕料經傳送帶送入燃燒爐和轉筒干燥機烘干，干料由出料室送到雷蒙磨，粉碎、分級和包裝。從而實現全流程的連續作業。

水土比例的控制是通過一套能遠傳、遙控的固體重量和液體流量按比例自動調節的電子監控系統來實現的。帶振動給料器的電子秤，可遠傳瞬時和累計兩個重量的信號。堿溶液經電動控制閥和光電轉子流量計，其瞬時和累計流量亦可用信號遠傳。在控制室，物料重量和堿液流量在監控儀器上進行比較，液固量比例為25-35%，最好為30%，當偏離規定的水土比時，監控儀器發出指令，遙控調節電動控制閥，直到流量計信號達到預定的比例數為止。堿溶液濃度為15至25%，視不同鈣土需要的加堿量而定，加堿量可為土量的2-7%，合適的加堿量是產品質量的重要因素。因此，控制水土比就是控制加堿量，以保證鈉化質量。

本發明采用轉筒干燥機對人工鈉土濕料進行短時干燥。進口溫度控制在500-750℃，最好650-700℃，出口溫度控制在80至200℃，最好為100-150℃，烘干時間控制在10-30分鐘最好12-18分鐘，物料水份由30-35%降低到5-8%，產品質量不受任何影響。

產品粉碎必須用風選式粉碎機。如雷蒙磨、爪齒式或錘擊式粉碎機等，不能采用球磨機。產品粒度100-200目。

按本發明敘述的工藝流程已付諸實施。建成的生產線能力為五千噸（每年），并對山東省濰坊市高陽與駙馬營兩地的鈣膨潤土進行了鈉化改性，高陽土加堿量為5.5-6%，駙馬營土加堿量為4.0-4.5%，比鈣土現場配漿加堿量要少0.5-1%。產品在室內和鉆井現場進行了檢測和試驗。

本工藝流程效果可用產品質量來評價。

產品檢驗方法之一是按API標準（OCMA標準較低）進行泥漿性能試驗。表1示出兩種鈣土鈉化前后的性能指標。

表1????兩種鈣土鈉化前后的泥漿性能