[发明专利]一种低密度粉煤灰压裂支撑剂及其制备方法

说明书

本发明属于无机材料技术领域，具体涉及一种低密度粉煤灰压裂支撑剂及其制备方法。所用原料及组分为：粉煤灰100份，粘接剂1～15份，助熔剂1～10份，增强剂0.5～8份，减水剂0～0.5份。制备方法为，球磨、混合、造粒、整形、干燥、烧结、降温，筛分后制得。原料选用75μm以下造粒，选用40μm以下整形，降低支撑剂体积密度，提高球度；外加剂的引入使压裂支撑剂获得适宜的强度和韧性。本发明大量的利用粉煤灰，对环境保护、固体废弃物的资源化利用找到一条很好出路，同时制备出一种低密度粉煤灰压裂支撑剂。

技术领域

本发明属于无机材料技术领域，具体涉及一种低密度粉煤灰压裂支撑剂及其制备方法。

背景技术

粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。飞灰是煤粉进入1300～1500℃的炉膛后，在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却而形成的。由于表面张力作用，飞灰大部分呈球状，表面光滑，微孔较小。一部分因在熔融状态下互相碰撞而粘连，成为表面粗糙、棱角较多的蜂窝状组合粒子。飞灰的排放量与燃煤中的灰分直接有关。据我国用煤情况，燃用1t煤约产生250～300kg粉煤灰。大量粉煤灰如不加控制或处理，会造成大气污染，进入水体会淤塞河道，其中某些化学物质对生物和人体造成危害。

我国粉煤灰综合利用经历了“以储为主”～“储用结合”～“以用为主”三个发展阶段。目前，粉煤灰综合利用主要方式有生产水泥、混凝土及其他建材产，在建筑工程、改良土壤、回填、生产生物复合肥，提取物质实现高值化利用等，涉及建材、建筑、冶金、化工、农业等多个领域，涌现出一批专业化粉煤灰综合利用企业。

压裂支撑剂是一种陶瓷颗粒产品，具有很高的压裂强度，主要用于油田井下支撑，以增加石油天然气的产量，属环保产品，具有耐压强度高、密度低、圆球度好、光洁度高、导流能力强等优点。

我国专利CN201410041140.3公开了一种高掺量粉煤灰陶粒支撑剂的制备方法，以铝矾土、粉煤灰、方解石粉、滑石粉、二氧化钛、软质耐火粘土和重晶石粉，球磨、造粒、烘干、筛分、烧结，烧结温度在1350～1500℃，耗费能源大；我国专利CN201310148377.7公开了一种以粉煤灰和废陶瓷为主料，辅以钾长石粉和锰矿粉来制备石油压裂支撑剂，但主料中粉煤灰添加量较少，易影响支撑剂的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低密度粉煤灰压裂支撑剂及其制备方法。

本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种低密度粉煤灰压裂支撑剂，所用原料及组分为：粉煤灰100份，粘接剂1～15份，助熔剂1～10份，增强剂0.5～8份，减水剂0～0.5份。

进一步地，所述粉煤灰粒径选择75μm以下，如粒径大于75μm，则需球磨至75μm以下，粒径越小造粒越容易，颗粒强度越高。使用75μm以下粉煤灰有别于使用40μm以下粉煤灰，不会破坏粉煤灰内玻璃微珠的结构(粉煤灰大部分粒径小于100μm)，进一步降低支撑剂体积密度的情况下不会降低强度。