[发明专利]一种铝土矿选尾矿制备陶粒支撑剂的方法

说明书

一种铝土矿选尾矿制备陶粒支撑剂的方法，具体涉及一种综合利用铝土矿选尾矿制备用于油田井下支撑低密高强陶粒支撑剂的方法。其特征在于其制备过程的步骤包括：(1)将铝土矿选尾矿进行磁选除铁；(2)将除铁后的选尾矿进行预烧，然后加入添加剂配料后进行粉碎；(3)将步骤(2)的物料进行搅拌、造粒，制成颗粒半成品；(4)将颗粒半成品进行烘干、烧结，制得陶粒支撑剂。本发明的方法，生产成本低，与采用常规原料生产低密高强陶粒支撑剂相比，不仅可实现铝土矿尾矿的高效利用，有效降低选尾矿堆存过程中的环境和安全风险，而且可以掌握低密高强石油陶粒支撑剂制备关键技术，为实现我国铝工业的战略转型提供技术支撑。

技术领域

一种铝土矿选尾矿制备陶粒支撑剂的方法，具体涉及一种综合利用铝土矿选尾矿制备用于油田井下支撑低密高强陶粒支撑剂的方法。

背景技术

石油压裂支撑剂(陶粒支撑剂)是利用铝土矿、高岭土、石英以及少量烧结助剂通过配料、细磨混合、成球造粒，最后经高温烧结制成的粒度在0.4mm～1.2mm的球形陶瓷颗粒，主要用于油田井下支撑，以增加石油、天然气的产量。根据国家标准，按陶粒支撑剂堆积密度可将其分为高密(堆积密度＞1.80g/cm³)、中密(堆积密度1.66～1.80g/cm³)、低密(堆积密度1.45～1.66g/cm³)和超低密(堆积密度＜1.45g/cm³)四类。

据不完全统计，2005年以来世界石油陶粒支撑剂用量以每年约20％的增长率快速增长。根据市场需求分析，中国中密度石油陶粒产能严重过剩，而高密高强陶粒和低密高强石油陶粒产能严重不足，尤其是堆积密度＜1.60g/cm³的陶粒，产品需求旺盛，而国内市场产量十分有限。低密高强陶粒支撑剂用于油气田开采时具有以下优点：(1)体积密度低，同等体积注入的质量少，属于节能材料；(2)视密度低，能在浓度较低的混砂液中悬浮，有利于混砂液的配置，压裂时利于泵送，能形成更加有效的导流通道；(3)提高油井的产量和使用年限，对于提高油井的经济效益有重要作用；(4)强度较高，可适应国内外大部分油井。总之，低密度石油陶粒是近期和未来石油陶粒的重要发展方向，具有很好的应用前景。

在低品位铝土矿的选矿过程中，会产生大量选尾矿，选尾矿产出比一般为25～40％，并随入选原矿A/S降低，尾矿产率增加。铝土矿选尾矿通常采用尾矿库存放或固化堆存方式处理，不仅前期基建投资巨大，而且后续管理维护费用较高，增加了企业经济负担，同时占用大量土地，并存在环境及安全隐患。

发明内容

本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能实现铝土矿尾矿的高效利用，有效降低选尾矿堆存过程中的环境和安全风险，生产成本低的铝土矿选尾矿制备陶粒支撑剂的方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种铝土矿选尾矿制备陶粒支撑剂的方法，其特征在于其制备过程的步骤包括：

(1)将铝土矿选尾矿进行磁选除铁；

(2)将除铁后的选尾矿进行预烧，然后加入添加剂配料后进行粉碎；

(3)将步骤(2)的物料进行搅拌、造粒，制成颗粒半成品；

(4)将颗粒半成品进行烘干、烧结，制得低密度高强度陶粒支撑剂。

本发明的一种铝土矿选尾矿制备陶粒支撑剂的方法，其特征在于铝土矿选尾矿化学成分的重量百分比含量为：Al₂O₃：35％～55％；SiO₂：20％～45％；Fe₂O₃≤5.0％；TiO₂≤3.0％；K₂O≤1.5％；Na₂O≤0.3％；CaO≤0.4％；MgO≤1.0％。