[发明专利]一种压裂用石英砂及其制备方法

权利要求书

1.一种压裂用石英砂，其特征在于：包括石英砂骨料以及包覆在石英砂骨料外表的包覆层，包覆层由以下原料组成：粉煤灰、煤矸石、黏土、高岭土、硅微粉、硅烷偶联剂、金属矿粉；上述各个原料的重量份数为：石英砂骨料60-80份、粉煤灰5-10份、煤矸石5-10份、黏土5-10份、高岭土5-10份、硅微粉10-15份、硅烷偶联剂6-10份、金属矿粉10-15份，该石英砂的制备方法包括以下步骤：步骤（1）：石英砂骨料的制备：a 破碎：将天然石英矿石加入至破碎机中进行破碎得到石英砂粗料； b 水洗：将步骤a得到的石英砂粗料进行冲洗并烘干，去除石英砂粗料表面粘附的泥土；c 除铁：将经过水洗的石英砂粗料加入至磁选机中进行磁选，除去石英砂粗料中所含的磁性金属杂质；d 打磨: 将经过步骤c除铁处理后的石英砂粗料加入打磨机中进行打磨；e 筛分：将经过打磨处理的石英砂粗料放入振动筛上进行筛分，得到粒径为70-100目的石英砂骨料；

步骤（2）：包覆层原料的制备：将粉煤灰、煤矸石、黏土、高岭土、金属矿粉放入球磨机中进行研磨，研磨均匀后得到混合物A；

步骤（3）：覆膜：将硅微粉、硅烷偶联剂加入到乙醇与水的混合溶液中，混合均匀后得到混合液B，乙醇与水的体积比为1:1，将石英砂骨料置于混料机中备用，向混料机中喷洒混合液B，连续搅拌20-60min，然后向混料机中加入步骤（2）得到的混合物A，继续搅拌40-60min，使各个物料混合均匀得到覆膜粗品；

步骤（4）：烧结：将步骤（3）得到的覆膜粗品养护48h-72h后放入高温回转窑内，在空气氛围内进行常压高温烧结，当温度达到110℃-130℃时保温2-3h，温度达到550℃-600℃时保温2-3h，温度达到1100℃-1300℃时煅烧10-12h，烧结结束后，自然冷却至室温后得到终产品，终产品的粒径为425 μ m -250 μ m 。

2.根据权利要求1所述的一种压裂用石英砂，其特征在于：金属矿粉为锰矿粉、铁矿粉、钛矿粉中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种压裂用石英砂，其特征在于：硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种压裂用石英砂，其特征在于：石英砂骨料的粒径为70-100目，硅微粉的粒径小于1 μ m 。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种压裂用石英砂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤（1）：石英砂骨料的制备：a 破碎：将天然石英矿石加入至破碎机中进行破碎得到石英砂粗料；b 水洗：将步骤a得到的石英砂粗料进行冲洗并烘干，去除石英砂粗料表面粘附的泥土；c 除铁：将经过水洗的石英砂粗料加入至磁选机中进行磁选，除去石英砂粗料中所含的磁性金属杂质；d 打磨: 将经过步骤c除铁处理后的石英砂粗料加入打磨机中进行打磨；e 筛分：将经过打磨处理的石英砂粗料放入振动筛上进行筛分，得到粒径为70-100目的石英砂骨料；

步骤（2）：包覆层原料的制备：将粉煤灰、煤矸石、黏土、高岭土、金属矿粉放入球磨机中进行研磨，研磨均匀后得到混合物A；

步骤（3）：覆膜：将硅微粉、硅烷偶联剂加入到乙醇与水的混合溶液中，混合均匀后得到混合液B，乙醇与水的体积比为1:1，将石英砂骨料置于混料机中备用，向混料机中喷洒混合液B，连续搅拌20-60min，然后向混料机中加入步骤（2）得到的混合物A，继续搅拌40-60min，使各个物料混合均匀得到覆膜粗品；

步骤（4）：烧结：将步骤（3）得到的覆膜粗品养护48h-72h后放入高温回转窑内，在空气氛围内进行常压高温烧结，当温度达到110℃-130℃时保温2-3h，温度达到550℃-600℃时保温2-3h，温度达到1100℃-1300℃时煅烧10-12h，烧结结束后，自然冷却至室温后得到终产品，终产品的粒径为425 μ m -250 μ m 。

6.根据权利要求5所述的一种压裂用石英砂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中经水洗后烘干的烘干设备为滚筒式烘干机，烘干的温度为110℃-130℃，烘干的时间为20-30min。