[发明专利]一种利用低碳煤矸石制备页岩气专用压裂支撑剂的方法

权利要求书

1.一种利用低碳煤矸石制备页岩气专用压裂支撑剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将低碳煤矸石放入球磨机中干磨，然后过120目筛，得到煤矸石粉，未通过120目筛的低碳煤矸石过48目～70目筛，将两筛之间的筛余物颗粒收集成为煤矸石母粒，将焦炭放入球磨机中干磨，然后过180目筛，得到焦炭粉；

2）按质量百分比，将68%～78%的煤矸石粉、15%～25%的锰矿渣、5%～10%的硅微粉、0.5%～1%的焦炭混合，得混合料；然后将混合料放入球磨机中湿磨混匀形成混合泥浆；将混合泥浆干燥，制成粉料颗粒；

3）将粉料颗粒打散成微粉，得造粒粉料；

4）以煤矸石母粒为种子，以造粒粉料为成长剂，采用糖衣机造粒，造粒过程中喷洒雾化水，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成型颗粒；

5）以成型颗粒为种子，以焦炭粉为成长剂，采用糖衣机造粒，造粒过程中喷洒雾化水，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；

6）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，以5℃/min～15℃/min的加热速度升至750℃～850℃，保温1h～2h，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所述的利用低碳煤矸石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）中在干磨低碳煤矸石时，控制磨球和低碳煤矸石的质量比为(2～3):1，研磨时间为0.5h～2h；在干磨焦炭时，控制磨球和焦炭的质量比为(2～3):1，研磨时间为0.5h～2h。

3.根据权利要求1所述的利用低碳煤矸石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）中的低碳煤矸石为碳质量分数在2.5％～7.5％的非自燃煤矸石，所述的步骤1）～2）中的焦炭采用工业焦炭，工业焦炭的质量指标要求为：固定炭质量分数大于等于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所述的利用低碳煤矸石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所述的利用低碳煤矸石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）中的硅微粉为工业级，粒度＜5μm，纯度＞95％；锰矿渣的粒度＜5mm，MnO₂的质量分数小于等于5％。

6.根据权利要求1所述的利用低碳煤矸石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）的干燥是采用在压力式喷雾干燥塔实现的，且压力式喷雾干燥塔的进风温度为270℃～300℃，热风炉温度为400℃～500℃，排风温度为100℃～115℃，混合泥浆压力为330Pa～350Pa。

7.根据权利要求1所述的利用低碳煤矸石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）中的粉料颗粒采用粉体解聚打散机打散。

8.根据权利要求1所述的利用低碳煤矸石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5）中喷洒雾化水的过程是间歇式的。

9.根据权利要求1所述的利用低碳煤矸石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6）中坩埚采用氧化铝坩埚，电炉采用硅碳棒电阻炉。