一种采用陶瓷废料制备陶粒支撑剂的生产系统及工艺技术方案

本发明专利技术涉及陶粒支撑剂技术领域，尤其为一种采用陶瓷废料制备陶粒支撑剂的生产系统及工艺，包括球磨机、混料机、成球造粒机以及高温回转窑，所述球磨机、成球造粒机以及高温回转窑之间均通过传送带相连接，本发明专利技术可以有效解决目前陶粒支撑剂主要采用Al2O3的重量含量为60％以上的高品位铝矾土为主原料，并添加少量增塑剂和烧结助剂，通过隧道窑或回转窑高温烧制而成，高品位铝矾土的产量较低，成本较高，且烧结的温度要求高，导致制造出的陶粒支撑剂成本较高，无法广泛使用的问题。无法广泛使用的问题。无法广泛使用的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种采用陶瓷废料制备陶粒支撑剂的生产系统及工艺


[0001]本专利技术涉及陶粒支撑剂
，具体为一种采用陶瓷废料制备陶粒支撑剂的生产系统及工艺。

技术介绍

[0002]目前石油和天然气主要由石英砂支撑剂和陶粒支撑剂为主，随着石油和天然气开采的技术难度增大，具有高强度低密度的陶粒支撑剂的使用将会愈来愈多。
[0003]目前陶粒支撑剂主要采用Al2O3的重量含量为60％以上的高品位铝矾土为主原料，并添加少量增塑剂和烧结助剂，通过隧道窑或回转窑高温烧制而成，高品位铝矾土的产量较低，成本较高，且烧结的温度要求高，导致制造出的陶粒支撑剂成本较高，无法广泛使用。
[0004]因此，需要一种采用陶瓷废料制备陶粒支撑剂的生产系统及工艺来解决上述
技术介绍
中提出的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种采用陶瓷废料制备陶粒支撑剂的生产系统及工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种采用陶瓷废料制备陶粒支撑剂的生产系统，包括球磨机、混料机、成球造粒机以及高温回转窑，所述球磨机、成球造粒机以及高温回转窑之间均通过传送带相连接。
[0007]一种采用陶瓷废料制备陶粒支撑剂的生产工艺，包括以下步骤：S1，将陶瓷废料和低品位铝矾土经过鄂破机初步破碎之后，送入球磨机中进行研磨，研磨后过200目筛进行筛选，得到混合颗粒，将混合颗粒送入乙酸中浸泡1.5h～2h，过滤后烘干，再送入双氧水中，在50℃的温度下搅拌18min～22min，接着升温至55℃继续搅拌15min，过滤烘干后得到原料粉末；S2，将铁氧混合物、铬铁矿、煤矸石、镁渣、标记剂以及三聚磷酸钠送入球磨机中进行研磨，研磨结束后过400目筛进行筛选，得到辅料颗粒，把辅料颗粒、原料颗粒以及无水乙醇一起送入球磨机中，研磨1.5h～1.75h，再向球磨机中添加去离子水并继续研磨1h～1.5h，得水基浆料；S3，将水基浆料加入混料机中搅拌45min～50min后，把水基浆料滴加入液氮中，凝固成型并过滤，得到浆料微球，将凝固后的浆料微球放入真空冷冻干燥箱中干燥5h～8h，得到球坯颗粒，将球坯颗粒送入成球造粒机中，交替向成球造粒机中喷入干粉和去离子水，使球坯颗粒逐渐增大到规定尺寸，使用筛网进行筛选，得到母球颗粒；S4，将母球颗粒送入高温回转窑中进行烧制，先在高温回转窑尾段烘干30分钟，接着在高温回转窑中后部预热1小时，最后在高温回转窑前部高温区煅烧1小时，得到陶粒支撑剂坯料，将覆膜原料送入混料机中搅拌20min～25min，接着将陶粒支撑剂坯料送入混料机中继续搅拌28min～30min，接着加入固化剂T31，搅拌4min～8min后冷却取出，得到陶粒
支撑剂成品。
[0008]作为本专利技术优选的方案，所述陶瓷废料、低品位铝矾土、铁氧混合物、铬铁矿、煤矸石、镁渣、标记剂、三聚磷酸钠以及干粉的质量比为30∶10∶7∶3∶5∶2∶1∶1∶10，陶瓷废料中SiO2的质量比为50%～70%、Al2O3的质量比为10%～20%、Fe2O3的质量比为3.0%～5.0%、TiO2的质量比为1.0%～2.0%，低品位铝矾土中Al2O3的重量百分比为30%～35%。
[0009]作为本专利技术优选的方案，所述S1中乙酸、过氧化氢以及混合物料的质量比为4∶3∶1，浸泡温度为68℃，搅拌处理的转速为120r/min～135r/min，低品位铝矾土的粒径为46μm～50μm。
[0010]作为本专利技术优选的方案，所述S2中标记剂为磷铈镧矿石，磷铈镧矿石放射性比活度为1.05Ci/g～1.1Ci/g，铁氧化合物由Fe2O3和Fe3O4混合制成，煤矸石中Al2O3含量为39%～40%，镁渣中CaO含量为40%～60%且MgO为11%～12%，铬铁矿的粒径为51μm～55μm。
[0011]作为本专利技术优选的方案，所述S2中无水乙醇的体积为25ml～30ml，去离子水的体积为65ml～80ml，研磨转速为510r/min～550r/min。
[0012]作为本专利技术优选的方案，所述S3中混料机搅拌混合的转速为5000r/min～6000r/min，干粉由煤灰、高岭土以及球坯废料按照质量比为1∶1.5∶1混合制成，干灰的粒径为18μm～21μm，喷入的干粉和去离子水的质量比为1∶1.5，筛网对球坯颗粒筛选时，筛选下来的尺寸不合格的球坯颗粒粉碎后作为球坯废料备用。
[0013]作为本专利技术优选的方案，所述S4中烘干温度为95℃～98℃，预热温度为450℃～500℃，煅烧温度为1150℃～1180℃，回转窑转速为0.68r/min～0.76r/min。
[0014]作为本专利技术优选的方案，所述S4中覆膜原料由硅烷偶联剂，酚醛树脂，环氧树脂AB胶以及邻苯二甲酸酯按照质量比为1∶10∶5∶1混合制成，覆膜原料与陶粒支撑剂坯料的质量比为2∶1，固化剂T31与覆膜原料的质量比为17∶1，混料机的搅拌转速为250r/min～280r/min。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中，通过将陶瓷废料和低品位铝矾土送入球磨机中进行研磨，得到混合颗粒，将混合颗粒送入乙酸中浸泡，过滤后烘干，再送入双氧水中，搅拌过滤烘干后得到原料粉末，将铁氧混合物、铬铁矿、煤矸石、镁渣、标记剂以及三聚磷酸钠送入球磨机中进行研磨，得到辅料颗粒，把辅料颗粒、原料颗粒以及无水乙醇一起送入球磨机中，研磨得到水基浆料，将水基浆料加入混料机中搅拌后滴加入液氮中，凝固成型并过滤，得到浆料微球，将凝固后的浆料微球放入真空冷冻干燥箱中干燥，得到球坯颗粒，将球坯颗粒送入成球造粒机中，喷入干粉和去离子水，使球坯颗粒逐渐增大到规定尺寸，得到母球颗粒，将母球颗粒送入高温回转窑中进行烧制，得到陶粒支撑剂坯料，将覆膜原料送入混料机中搅拌，接着将陶粒支撑剂坯料送入混料机中继续搅拌，加入固化剂T31，搅拌冷却取出，得到陶粒支撑剂成品，使用废弃的陶瓷废料和煤矸石以及低品位铝矾土取代高品位铝矾土作为原料，陶瓷废料和煤矸石以及低品位铝矾土获取简单，价格较低，在制造时先将低品位；铝矾土和陶瓷废料利用乙酸和过氧化氢进行预处理后，去除其中的杂质，提高了制造出的产品纯度，由煤灰和高岭土混合制成的干粉在烧结时，煤灰和高岭土会发生共融，可大幅降低烧结温度，同时镁渣可以作为烧结时的助熔剂，进一步的降低烧结温度，降低制造难度，镁渣、煤灰和陶瓷废料中的二氧化硅反应形成氧化镁和碳化硅，能够增加产品的韧性，降低破碎率，三聚磷
酸钠烧结时会发生分解并产生气体，气体会在产品内部形成气泡，可以在一定程度上降低产品密度，达到高强度、低密度的效果，而由磷铈镧矿石制成的标志剂会产生辐射，含有标志剂的产品将标记后的示踪剂在压裂过程中注入地层，然后工人根据标志剂发生的辐射获取产品的地下分布情况，从而可以得到水力压裂裂缝的形态，同时使用覆膜原料在产品的外壁附着一层有机聚合物薄膜，能够避免标志剂洗脱。
附图说明
[0016]图1为本专利技术正视图。
[0017]图中：1、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用陶瓷废料制备陶粒支撑剂的生产系统，其特征在于：包括球磨机（1）、混料机（2）、成球造粒机（3）以及高温回转窑（4），所述球磨机（1）、成球造粒机（3）以及高温回转窑（4）之间均通过传送带（5）相连接。2.一种采用陶瓷废料制备陶粒支撑剂的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1，将陶瓷废料和低品位铝矾土经过鄂破机初步破碎之后，送入球磨机（1）中进行研磨，研磨后过200目筛进行筛选，得到混合颗粒，将混合颗粒送入乙酸中浸泡1.5h～2h，过滤后烘干，再送入双氧水中，在50℃的温度下搅拌18min～22min，接着升温至55℃继续搅拌15min，过滤烘干后得到原料粉末；S2，将铁氧混合物、铬铁矿、煤矸石、镁渣、标记剂以及三聚磷酸钠送入球磨机（1）中进行研磨，研磨结束后过400目筛进行筛选，得到辅料颗粒，把辅料颗粒、原料颗粒以及无水乙醇一起送入球磨机（1）中，研磨1.5h～1.75h，再向球磨机（1）中添加去离子水并继续研磨1h～1.5h，得水基浆料；S3，将水基浆料加入混料机（2）中搅拌45min～50min后，把水基浆料滴加入液氮中，凝固成型并过滤，得到浆料微球，将凝固后的浆料微球放入真空冷冻干燥箱中干燥5h～8h，得到球坯颗粒，将球坯颗粒送入成球造粒机（3）中，交替向成球造粒机（3）中喷入干粉和去离子水，使球坯颗粒逐渐增大到规定尺寸，使用筛网进行筛选，得到母球颗粒；S4，将母球颗粒送入高温回转窑（4）中进行烧制，先在高温回转窑（4）尾段烘干30分钟，接着在高温回转窑（4）中后部预热1小时，最后在高温回转窑（4）前部高温区煅烧1小时，得到陶粒支撑剂坯料，将覆膜原料送入混料机（2）中搅拌20min～25min，接着将陶粒支撑剂坯料送入混料机（2）中继续搅拌28min～30min，接着加入固化剂T31，搅拌4min～8min后冷却取出，得到陶粒支撑剂成品。3.根据权利要求2所述的一种采用陶瓷废料制备陶粒支撑剂的生产工艺，其特征在于：所述陶瓷废料、低品位铝矾土、铁氧混合物、铬铁矿、煤矸石、镁渣、标记剂、三聚磷酸钠以及干粉的质量比为30∶10∶7∶3∶5∶2∶1∶1∶10，陶瓷废料中SiO2的质量比为50%～70%、Al2O3的质量比为10%～20%、F...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆科，张秀云，费夏青，张童桥，赵武军，
申请(专利权)人：郑州德赛尔陶粒有限公司，
类型：发明
国别省市：