【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境保护和资源循环利用，具体涉及低温烧结绿色利用水基岩屑的方法及低温烧结设备。
技术介绍
1、水基岩屑是一类石油勘探开发中产生的固体废物，主要成分为页岩、膨润土、润滑剂、氯化物等。水基岩屑如果不处理或处理不当，容易诱发环境污染、危害人类身体健康。近年来，随着对环境问题的不断重视，要求固体废物需要减量化、环保化和资源化。
2、调查表明，我国尚不具备高效率、大规模、工业化处理水基岩屑的能力。目前，现有技术通常采用填埋、焚烧、制砖等方式处理水基岩屑。煅烧制砖的方法是采用高温(大于1000℃)的温度对水基岩屑进行煅烧制砖，造成了烧结温度过高，生产成本高居不下，更为重要的是，高温煅烧制砖存在煅烧温度过高、能耗大、环境不友好等问题，不符合低碳、环保的要求。现有技术还有将水基岩屑烧结制备陶粒支撑剂的方法，但是这种方法仍然存在烧结温度(大于900℃)过高的问题，无法避免地存在能耗大、环境不友好的问题。
3、因此，亟待开发无污染、低能耗、低碳、环保的方法，以实现水基岩屑绿色循环利用。
技术实现思路
1、针对目前水基岩屑循环利用领域中存在的技术瓶颈，即处理温度过高的问题，本专利技术提供一种低温烧结绿色利用水基岩屑的方法及低温烧结设备。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种低温烧结绿色利用水基岩屑的方法，所述方法采用低温烧结设备实现；所述低温烧结设备包括：保温装置、上压力机、压力轴、烧结室、烧结槽和烧结槽压力轴；
4、所
5、压力轴底面设置有烧结槽压力轴，烧结槽压力轴与烧结槽适配；压力轴内部开设有气体通道，气体通道进口位于压力轴底面上，气体通道出口为泄压口并位于压力轴上端侧面；所述上压力机用于在压力轴顶部施加向下的压力；
6、所述方法具体包括：
7、将水基岩屑和瞬时助烧剂进行混合，得到混合物；所述瞬时助烧剂为水、硅氧烷、硅酸、硅酸衍生物、氨水、尿素和碱中一种或多种；
8、将混合物置于烧结槽中，压力轴伸入烧结室内，关闭泄压口，烧结室内形成密闭环境，通过上压力机施加向下的压力100mpa～500mpa，通过保温装置将烧结室温度控制在100℃～200℃，进行低温烧结反应；
9、低温烧结反应完成后，上压力机停止施压，打开泄压口，当烧结室内压力降低至大气压时，使烧结槽压力轴接触烧结槽内的混合物，上压力机施加向下的压力100mpa～500mpa，并在温度100℃～200℃条件下进行致密化反应，得到压裂材料。
10、优选的，所述水基岩屑为含有al2o3的a类型水基岩屑和含有sio2的b类型水基岩屑的混合。
11、进一步的，a类型水基岩屑以al2o3计，b类型水基岩屑以sio2计，a类型水基岩屑和b类型水基岩屑的摩尔比小于等于0.5。
12、优选的，所述瞬时助烧剂占水基岩屑质量的1％～4％。
13、优选的，低温烧结反应时间为1～4h。
14、优选的，烧结槽和烧结槽压力轴均设置若干个，烧结槽压力轴与烧结槽一一对应。
15、优选的，所述低温烧结设备还包括：上压板、下压板、上垫板、下垫板和丝杠；
16、所述烧结室设置在下垫板的顶部，下垫板设置在下压板的顶部，上垫板设置在压力轴的顶部，上压板设置在上垫板的顶部，上压板和下压板通过丝杠连接；
17、所述上垫板连接在上压板连接在上垫板的顶部，所述上压力机在上压板的顶部施加向下的压力，所述下压力机在下压板的底部施加向上的压力。
18、一种低温烧结设备，包括：保温装置、上压力机、压力轴、烧结室、烧结槽和烧结槽压力轴；
19、所述保温装置用于为烧结室供热并控制烧结室内的温度；所述烧结槽设置在烧结室内；
20、压力轴底面设置有烧结槽压力轴，烧结槽压力轴与烧结槽适配；压力轴内部开设有气体通道，气体通道进口位于压力轴底面上，气体通道出口为泄压口并位于压力轴上端侧面；所述上压力机用于在压力轴顶部施加向下的压力。
21、优选的，烧结槽和烧结槽压力轴均设置若干个，烧结槽压力轴与烧结槽一一对应。
22、优选的，还包括：上压板、下压板、上垫板、下垫板和丝杠；
23、所述烧结室设置在下垫板的顶部，下垫板设置在下压板的顶部，上垫板设置在压力轴的顶部，上压板设置在上垫板的顶部，上压板和下压板通过丝杠连接；
24、所述上垫板连接在上压板连接在上垫板的顶部，所述上压力机在上压板的顶部施加向下的压力，所述下压力机在下压板的底部施加向上的压力。
25、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
26、本专利技术提供低温烧结绿色利用水基岩屑的方法，采用的低温烧结设备具有加压和控温功能，可以在密闭条件下加压，还可以在开放条件下加压，可为烧结过程提供外部条件。其具体分为两个过程：第一个过程是在密闭环境下(关闭泄压阀)，通过施加一定压力和温度进行低温烧结；第二个过程是在开放环境下(打开泄压阀)，辅助使用瞬时助烧剂，利用瞬时助烧剂挥发性、粘结性，为烧结过程提供助烧效果，重要的是瞬时助烧剂在短时间内完全或部分离开产品，起到促进致密化的作用。两个过程共同作用，可使材料在200℃下达到致密化，使得可以在200℃以下获得相对密度大于0.90、破碎率小于10％的压裂材料，可用于油气开采水力压裂使用。本专利技术无需高温过程，有效地降低了水基岩屑的处理温度(200℃以下)，并获得了水利压裂的关键工程材料——压裂材料。本专利技术整个合成过程无污染、低能耗、低碳、环保，从而实现低温绿色循环利用固体废物——水基岩屑，有利于在环境保护和资源循环利用
进行推广、具有广阔的应用前景。
27、进一步的，本专利技术采用a类型水基岩屑和b类型水基岩屑为原料能制备得到力学性能高的莫来石相的压裂材料。
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1.一种低温烧结绿色利用水基岩屑的方法，其特征在于，所述方法采用低温烧结设备实现；所述低温烧结设备包括：保温装置(2)、上压力机(1-1)、压力轴(3)、烧结室(5)、烧结槽(10)和烧结槽压力轴(12)；
2.根据权利要求1所述的低温烧结绿色利用水基岩屑的方法，其特征在于，所述水基岩屑为含有Al2O3的A类型水基岩屑和含有SiO2的B类型水基岩屑的混合。
3.根据权利要求2所述的低温烧结绿色利用水基岩屑的方法，其特征在于，A类型水基岩屑以Al2O3计，B类型水基岩屑以SiO2计，A类型水基岩屑和B类型水基岩屑的摩尔比小于等于0.5。
4.根据权利要求1所述的低温烧结绿色利用水基岩屑的方法，其特征在于，所述瞬时助烧剂占水基岩屑质量的1％～4％。
5.根据权利要求1所述的低温烧结绿色利用水基岩屑的方法，其特征在于，低温烧结反应时间为1～4h。
6.根据权利要求1所述的低温烧结绿色利用水基岩屑的方法，其特征在于，烧结槽(10)和烧结槽压力轴(12)均设置若干个，烧结槽压力轴(12)与烧结槽(10)一一对应。
7.
8.一种低温烧结设备，其特征在于，包括：保温装置(2)、上压力机(1-1)、压力轴(3)、烧结室(5)、烧结槽(10)和烧结槽压力轴(12)；
9.根据权利要求8所述的低温烧结设备，其特征在于，烧结槽(10)和烧结槽压力轴(12)均设置若干个，烧结槽压力轴(12)与烧结槽(10)一一对应。
10.根据权利要求8所述的低温烧结设备，其特征在于，还包括：上压板(6)、下压板(7)、上垫板(9-1)、下垫板(9-2)和丝杠(8)；
...【技术特征摘要】
1.一种低温烧结绿色利用水基岩屑的方法，其特征在于，所述方法采用低温烧结设备实现；所述低温烧结设备包括：保温装置(2)、上压力机(1-1)、压力轴(3)、烧结室(5)、烧结槽(10)和烧结槽压力轴(12)；
2.根据权利要求1所述的低温烧结绿色利用水基岩屑的方法，其特征在于，所述水基岩屑为含有al2o3的a类型水基岩屑和含有sio2的b类型水基岩屑的混合。
3.根据权利要求2所述的低温烧结绿色利用水基岩屑的方法，其特征在于，a类型水基岩屑以al2o3计，b类型水基岩屑以sio2计，a类型水基岩屑和b类型水基岩屑的摩尔比小于等于0.5。
4.根据权利要求1所述的低温烧结绿色利用水基岩屑的方法，其特征在于，所述瞬时助烧剂占水基岩屑质量的1％～4％。
5.根据权利要求1所述的低温烧结绿色利用水基岩屑的方法，其特征在于，低温烧结反应时间为1～4h。
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【专利技术属性】
技术研发人员：蔡克，宋恩鹏，靳权，杨鹏，樊治海，白小亮，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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