[发明专利]一种飞灰煤矸石制取的石油压裂支撑剂及制取方法

说明书

本发明提供了一种飞灰煤矸石制取的石油压裂支撑剂，所用原料包括垃圾飞灰和煤矸石细粉。本发明采用润磨、造球、自（内）燃、烧结等组合方法，使垃圾飞灰中的无机非金属物质包括重金属离子等陶瓷化或玻璃化、使有机有害物分解无害化，达到了垃圾飞灰全面利用、高值利用的效果和目的，同时还达到了煤矸石热值和非可燃性矿物质全值高值利用的效果，本发明递质剂水干燥、内燃、蔓延烧方法使石油压裂支撑剂具有球内孔隙率大、单球的密度小、粒度小、颗粒均匀、强度高、与压裂液及储层流体不发生化学作用的特点。本发明对节约制造石油压裂支撑剂资源和能源、对煤矸石综合利用、垃圾飞灰堆存的土地占用和减少其它环保负面作用均具积极意义。

技术领域

本发明属于废弃资源综合利用技术领域，尤其是一种飞灰煤矸石制取的石油压裂支撑剂及制取方法。

背景技术

目前，石油压裂支撑剂主要以铝钒土为原料经过高温烧制而成，存在资源消耗、制造原料和烧制成本高的缺点，煤矸石中的煤炭成分具有4200kJ/kg左右的热值，煤矸石燃尽后灰分的成分主要为Al₂O₃、SiO₂, 垃圾飞灰中无机非金属矿物高达85%以上，若能发明一种能将垃圾飞灰中无机非金属陶瓷化或玻璃化、有机有害物分解无害化、以垃圾飞灰和煤矸石为原料和燃料生产用于地层深处的石油压裂支撑剂，不仅可节约铝钒土资源、而且可以将垃圾飞灰、煤矸石全值、高值利用，对废弃资源综合利用、减少废弃资源堆存土地占用和减少其它环保负面作用，均具经济、环保等方面的积极意义。

发明内容

本发明的发明目的：主要针对上述情况，为克服现有技术之缺点，本发明之目的就是提供一种能将垃圾飞灰中无机非金属物质陶瓷化或玻璃化、使有机有害物分解无害化、以垃圾飞灰和煤矸石为原料和燃料生产用于地层深处的石油压裂支撑剂及制取方法。

本发明的技术方案为：提供了一种飞灰煤矸石制取的石油压裂支撑剂，所用原料包括垃圾飞灰和煤矸石细粉，其特征在于：该石油压裂支撑剂为以垃圾飞灰和煤矸石细粉为原料经混合均质、造球、高温焙烧制成的SiO₂和Al₂O₃ 含量总和不低于75%的、粒度不大于0.75mm的、球形度不小于0.85的、耐压强度不小于35Mpa的球形颗粒，煤矸石细粉的发热量不小于4200kJ/kg且煤矸石细粉的粒度不大于0.075mm，垃圾飞灰的细度不大于0.015mm，原料中煤矸石细粉的质量份数不小于垃圾飞灰与煤矸石细粉质量总和的40%，。

制取所述的石油压裂支撑剂的方法，其步骤为：

步骤一：将发热量不小于4200kJ/kg的煤矸石经破碎、磨细成细度不大于0.075mm可燃性粉体材料；

步骤二：将适宜比例的细度不大于0.075mm的煤矸石细粉、细度不大于0.015mm的垃圾飞灰与比例不大于垃圾飞灰与煤矸石细粉质量总和10%的水以配制成可燃性粉体半干混料；

步骤三：将可燃性粉体半干混料与适量的递质剂水一起加入到造球设备内，经混合、均质、滚动成湿料球；

步骤四：将湿料球经筛分成0.35mm~0.75mm合格湿球、大于0.75mm的不合格粗湿球、小于0.35mm的不合格细湿球；

步骤五：将小于0.35mm的不合格细湿球，返回步骤三，将大于0.75mm的不合格粗湿球破碎成不大于0.5mm的湿颗粒后返回步骤三；

步骤六：将0.35mm~0.75mm的合格湿球在滚圆设备内滚圆成合格圆湿球；

步骤七：将合格圆湿球在回转窑内并在空气条件下点燃在最高烧成温度在900℃~1250℃的温度范围内不少于4小时，经自燃、加热、烧结、空气冷却至常温制成石油压裂支撑剂熟球；

步骤八：将石油压裂支撑剂熟球筛分、分级得到粒度为0.35mm~0.75mm 的石油压裂支撑剂。