[发明专利]镍铁渣基石油压裂支撑剂及其制备方法

说明书

本发明涉及石油压裂支撑剂技术领域，是一种镍铁渣基石油压裂支撑剂及其制备方法，按下述步骤得到：第一步，将所需量的粘结剂、稀释剂、固化剂和粉体混合均匀后，得到混合物料，其中，粘结剂、稀释剂、固化剂和粉体的重量比为2.5至8.0：1：1：15。该镍铁渣基石油压裂支撑剂是通过对镍铁渣进行多级整形，再与混合物料进行改性后得到。其圆球度好、容重低、抗压强度好，能达到石油压裂支撑剂的使用要求，同时，实现了对固体废弃物的资源化利用，其有效解决了现有石油压裂支撑剂压裂用天然石英砂为不可再生资源、镍铁渣存在颗粒圆球度差、抗压强度较差，无法达到石油压裂支撑剂的使用要求和镍铁渣排放量大、难处理的问题。

技术领域

本发明涉及石油压裂支撑剂技术领域，是一种镍铁渣基石油压裂支撑剂及其制备方法。

背景技术

镍铁渣是一种电炉水淬渣，主要成分包括二氧化硅，氧化镁，氧化铁等，长呈黄色、绿色、青色。具有较高的硬度，但是颗粒圆球度及抗压强度较差，无法达到石油压裂支撑剂的使用要求。电炉水淬渣的原始形态不规则，如果使用电炉水淬渣作为基材制备石油压裂支撑剂，成本较高，需要经过多段整形，才能提高产品球度，达到使用的效果。压裂用天然石英砂作为现有的石油压裂支撑剂，是不可再生的矿物资源，因此，需要研发一种新的石油压裂支撑剂来代替现有的压裂用天然石英砂。

红土镍矿火法冶炼镍铁合金和提炼镍金属过程均会产生了大量的镍铁渣，而镍铁渣存在排放量大和难处理的难题，镍铁渣是我国继铁渣、钢渣、赤泥之后的第四大冶炼渣，综合利用率不足10%，其大量堆放不仅占用土地，而且还会对周边生态环境造成严重的影响。镍铁渣中含有超过50%的SiO₂、10%至30%的Al₂O₃和10%至20%的MgO，镍铁渣中的MgO都是以镁橄榄石或尖晶石的形式稳定存在，不会发生体积膨胀的问题，性能稳定。

发明内容

本发明提供了一种镍铁渣基石油压裂支撑剂及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有石油压裂支撑剂压裂用天然石英砂为不可再生资源、镍铁渣存在颗粒圆球度差、抗压强度较差，无法达到石油压裂支撑剂的使用要求和镍铁渣排放量大、难处理的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种镍铁渣基石油压裂支撑剂，按下述步骤得到：第一步，将所需量的粘结剂、稀释剂、固化剂和粉体混合均匀后，得到混合物料，其中，粘结剂、稀释剂、固化剂和粉体的重量比为2.5至8.0：1：1：15；第二步，在所需量的经过初次整形和二次整形后的镍铁渣中加入所需量的混合物料进行混合并搅拌，再经过筛分后，得到镍铁渣基石油压裂支撑剂，其中，镍铁渣与混合物料的重量比为1:0.04至0.25。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述粘结剂为酚醛树脂和环氧树脂中的一种以上。

上述酚醛树脂为粘度为10Pa.s至10000mPa.s的热固性酚醛树脂，环氧树脂为环氧值为0.42至0.55的环氧树脂。

上述稀释剂为环氧活性稀释剂。

上述环氧活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苄基醚、甲基丙烯酸-β-羟乙酯和C12-14烷基缩水甘油醚中的一种。

上述固化剂为芳香胺类固化剂、酸酐类固化剂、双氰胺类固化剂和咪唑类固化剂中的一种以上。

上述芳香胺类固化剂为间苯二胺、间苯二甲胺、4,4’-二氨基二苯砜和4,4’-二氨基二苯甲烷中的一种，酸酐类固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑和顺丁烯二酸酐中的一种，双氰胺类固化剂为二氰二氨，咪唑类固化剂为咪唑、2-甲基咪唑和2-乙基咪唑中的一种。

上述粉体为粒度≤106μm的石英粉和镍铁渣粉中的一种以上。