本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒及其制備方法，由下列重量份的原料制成：瓷土礦60-70份、鉀長石10-15份、白云石5-10份、蒙脫石2-3份、滑石5份；原料經(jīng)研磨、攪拌、擠壓、陳化、造粒、烘干、燒結(jié)、冷卻、篩分等工藝步驟即制得水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒。本發(fā)明專利技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、抗壓強(qiáng)度高，視密度低，顆粒表面光潔度高，可有效地滿足頁巖天然氣水力壓裂施工使用，增強(qiáng)頁巖天然氣水平井開發(fā)的導(dǎo)流能力，提高采氣率；另外原料配方簡單，利用福建當(dāng)?shù)刎S富的瓷土資源，對原料要求低，制備簡單。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于無機(jī)材料制備領(lǐng)域，具體涉及。
技術(shù)介紹
在頁巖天然氣水平井開采的水力壓裂工藝中，需要用到輕質(zhì)陶瓷顆粒，支撐人造裂縫，為頁巖天然氣的開發(fā)提供高導(dǎo)流能力的通道，增加天然氣開發(fā)產(chǎn)量。頁巖天然氣水力壓裂工藝需要輕質(zhì)高強(qiáng)度的陶瓷顆粒。目前一般陶瓷顆粒的承壓能力可達(dá)到69MPa，但是一方面其原料主要采用鋁礬土，生產(chǎn)成本過高，并且資源逐漸稀少，其制備生產(chǎn)不適合我國具體國情；另一方面其原料配方繁雜，同時陶瓷顆粒密度偏高，對與之配套使用的壓裂液粘度有較高要求，不能適合頁巖天然氣水平井的水力壓裂施工。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供，顆粒內(nèi)部晶相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗壓強(qiáng)度高，視密度低，顆粒表面光潔度高，可有效地滿足頁巖天然氣水平井水力壓裂施工使用，增強(qiáng)頁巖天然氣水平井開發(fā)的導(dǎo)流能力，提高采氣率；另外原料配方簡單，利用福建當(dāng)?shù)刎S富的瓷土資源，對原料要求低，制備簡單。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案 一種水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒，由下列重量份的原料制成 瓷土礦60-70份 鉀長石10-15份 白云石5-10份 蒙脫石2-3份 滑石5份； 瓷土礦中三氧化二鋁質(zhì)量百分比為30-40%。在選用的原料中，瓷土礦中的Al2O3含量低，福建本地瓷土礦基本都能滿足，這就降低了對原料的采購要求，適合福建瓷土礦蘊(yùn)藏量豐富的具體情況。具體的，本專利技術(shù)選用的原料中，鉀長石含有K209. 55%, Al20316%以上，Si0270%，此組成的鉀長石熔融粘度高，熔點低(1150±20°C)，有利于陶瓷顆粒的低溫?zé)Y(jié)；白云石的化學(xué)成本主要是CaMgCO32，在顆粒燒結(jié)過程中能促進(jìn)內(nèi)部莫來石晶相得生成，是良好的催化劑；蒙脫石的化學(xué)成分為(Al2, Mg3) Si4O10 (OH) 2 nH20，在顆粒高溫?zé)Y(jié)過程中具有良好的粘結(jié)性、吸附性、催化性、觸變性以及陽離子交換性；滑石主要是用以在制備過程中提高成粒能力，提高支撐劑的圓度和球度，并改善顆粒半成品的表面光潔度。一種如上所述的水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒的制備方法包括以下步驟(I)按比例稱取各原料，分別經(jīng)球磨機(jī)磨粉并全部通過400目篩網(wǎng)，強(qiáng)制拌粉，經(jīng)對輥機(jī)擠壓后，打碎并進(jìn)窖化池噴霧陳化60分鐘，經(jīng)皮帶輸送至制粒車間經(jīng)4. 5M直徑盤式制粒機(jī)，制粒過程中霧化80-100min ； (2)控制半成品水分含量在7-10%，過12-70目滾筒篩后輸送至筒式烘干窯，控制半成品濕度在2%以下，烘干并除塵，輸送至高溫回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速控制在400-600轉(zhuǎn)/小時，窯頭溫度1100°C -1200°C，窯尾溫度500°C -300°C ;并在此溫度和轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)每小時投料3-4噸，經(jīng)自然冷卻后過12-70目震動平面篩即得所述水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒。其中篩分的大小，篩分的目數(shù)取決于成品使用的要求，一般情況是12-70目。本專利技術(shù)有益效果 本專利技術(shù)所述超輕質(zhì)陶瓷顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗壓強(qiáng)度高，視密度低，顆粒表面光潔度高，可有效地滿足頁巖天然氣水平井水力壓裂施工使用，提高井下頁巖天然氣的導(dǎo)流能力，提高采氣率，緩解了中國當(dāng)前的天然氣短缺問題。另外原料配方簡單，利用福建當(dāng)?shù)刎S富的瓷土資源，對原料要求低，制備簡單。具體實施方式 實施例I 一種水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒，由下列重量份的原料制成 瓷土礦60份 鉀長石10份 白云石5份 蒙脫石2份 滑石5份； 瓷土礦中三氧化二鋁質(zhì)量百分比為30-40%。一種如上所述的水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒的制備方法包括以下步驟 (1)按比例稱取各原料，分別經(jīng)球磨機(jī)磨粉并全部通過400目篩網(wǎng)，強(qiáng)制拌粉，經(jīng)對輥機(jī)擠壓后，打碎并進(jìn)窖化池噴霧陳化60分鐘，經(jīng)皮帶輸送至制粒車間經(jīng)4. 5M直徑盤式制粒機(jī)，制粒過程中霧化80min ； (2)控制半成品水分含量在7-10%，過12-70目滾筒篩后輸送至筒式烘干窯，控制半成品濕度在2%以下，烘干并除塵，輸送至高溫回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速控制在400轉(zhuǎn)/小時，窯頭溫度1100°C，窯尾溫度300°C ;并在此溫度和轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)每小時投料3-4噸，經(jīng)自然冷卻后過12-70目震動平面篩即得所述水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒。其中篩分的大小，篩分的目數(shù)取決于成品使用的要求，一般情況是12-70目。實施例2 一種水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒，由下列重量份的原料制成 瓷土礦70份 鉀長石15份 白云石10份 蒙脫石3份 滑石5份； 瓷土礦中三氧化二鋁質(zhì)量百分比為30-40%。一種如上所述的水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒的制備方法包括以下步驟(1)按比例稱取各原料，分別經(jīng)球磨機(jī)磨粉并全部通過400目篩網(wǎng)，強(qiáng)制拌粉，經(jīng)對輥機(jī)擠壓后，打碎并進(jìn)窖化池噴霧陳化60分鐘，經(jīng)皮帶輸送至制粒車間經(jīng)4. 5M直徑盤式制粒機(jī)，制粒過程中霧化IOOmin ； (2)控制半成品水分含量在7-10%，過12-70目滾筒篩后輸送至筒式烘干窯，控制半成品濕度在2%以下，烘干并除塵，輸送至高溫回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速控制在600轉(zhuǎn)/小時，窯頭溫度1200°C，窯尾溫度500°C ;并在此溫度和轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)每小時投料3-4噸，經(jīng)自然冷卻后過12-70目震動平面篩即得所述水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒。其中篩分的大小，篩分的目數(shù)取決于成品使用的要求，一般情況是12-70目。實施例3 一種水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒，由下列重量份的原料制成 瓷土礦65份 鉀長石12份 白云石8份 蒙脫石2. 5份 滑石5份； 瓷土礦中三氧化二鋁質(zhì)量百分比為30-40%。一種如上所述的水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒的制備方法包括以下步驟 (1)按比例稱取各原料，分別經(jīng)球磨機(jī)磨粉并全部通過400目篩網(wǎng)，強(qiáng)制拌粉，經(jīng)對輥機(jī)擠壓后，打碎并進(jìn)窖化池噴霧陳化60分鐘，經(jīng)皮帶輸送至制粒車間經(jīng)4. 5M直徑盤式制粒機(jī)，制粒過程中霧化90min ； (2)控制半成品水分含量在7-10%，過12-70目滾筒篩后輸送至筒式烘干窯，控制半成品濕度在2%以下，烘干并除塵，輸送至高溫回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速控制在500轉(zhuǎn)/小時，窯頭溫度11501，窯尾溫度4001;并在此溫度和轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)每小時投料3-4噸，經(jīng)自然冷卻后過12-70目震動平面篩即得所述水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒。其中篩分的大小，篩分的目數(shù)取決于成品使用的要求，一般情況是12-70目。以上所述僅為本專利技術(shù)的較佳實施例，凡依本專利技術(shù)申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本專利技術(shù)的涵蓋范圍。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒，其特征在于由下列重量份的原料制成 瓷土礦60-70份 鉀長石10-15份 白云石5-10份 蒙脫石2-3份 滑石5份； 瓷土礦中三氧化二鋁質(zhì)量百分比為30-40%。2.一種如權(quán)利要求I所述的水力壓裂用超輕質(zhì)陶瓷顆粒的制備方法，其特征在于所述的制備方法包括以下步驟 (1)按比例稱取各原料，分別經(jīng)球磨機(jī)磨粉并全部通過400目篩網(wǎng)，強(qiáng)制拌粉，經(jīng)對輥機(jī)擠壓后，打碎并進(jìn)窖化池噴霧陳化60分鐘，經(jīng)皮帶輸送...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：龍守強(qiáng)，李衛(wèi)東，
申請(專利權(quán))人：福建瑞合通新材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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