[发明专利]利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法

说明书

本发明涉及一种利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法，包括以下步骤：将镍铁块渣破碎成第一预设粒度的镍铁渣粉；按重量份计，取6‑8份镍铁渣粉，加入1‑2份含铝混合物、0.5‑1份磷酸二氢铝、0.5‑1份顽火辉石及0.5‑1份羟甲基纤维素，以形成混合粉；使用混合粉进行造粒，并筛选出第二预设粒度的颗粒；将颗粒烧结成陶粒骨料。陶粒骨料可直接作为压裂支撑剂使用，相对传统的石英砂支撑剂，主要原料为镍铁渣，来源较广，资源丰富易得，形成的压裂支撑剂强度较大，不易破碎。相对传统的陶粒支撑剂，制备工艺得以简化，能耗较低，原料成本也较低，大大降低了制造成本，进而降低了油气井水利压裂的成本。

技术领域

本发明涉及红土镍矿冶炼产生的废渣再利用技术领域，尤其涉及一种利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法。

背景技术

红土镍矿冶炼镍铁后产生废渣，废渣的主要成分包括镁橄榄石、二氧化硅、氧化镁和三氧化二铝等等。由于废渣中氧化镁的含量较高，使得其不适合作为建筑材料的添加剂，因而缺乏大规模消纳途径，导致废渣大量堆存，不仅占用了大量土地资源，并且具有一定的环境污染风险。

国内主流压裂支撑剂主要为两类，分别为石英砂支撑剂和陶粒支撑剂。其中，石英砂支撑剂的强度较低，易于破碎，圆球度和表面光洁度也较低，不利于导油渗透。因此，石英砂仅适用于浅井和低闭合压力油气层的水力压裂。另外，近年来石英砂的开采也受到较为严格的控制，使得石英砂的供应出现短缺。陶粒支撑剂以高品位铝矾土作为主要原料，以陶粒作为配料。生产工艺路线长，生产流程复杂。而且，高品位铝矾土的价格较高，使得支撑剂的制造成本较高，进而使得压裂成本急剧提高。另外，高品位铝矾土是一种极具战略价值的矿产资源，压裂操作导致大量陶粒深埋地表以下，造成陶粒资源的浪费。

因此，如何利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决红土镍矿冶炼产生的废渣不能被合理利用以制成压裂支撑剂的问题，本发明提供一种利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法。

为实现本发明目的提供的一种利用红土镍矿冶炼产生的废渣制备压裂支撑剂的方法，包括以下步骤：

将镍铁块渣破碎成第一预设粒度的镍铁渣粉；

按重量份计，取6-8份镍铁渣粉，加入1-2份含铝混合物、0.5-1份磷酸二氢铝、0.5-1份顽火辉石及0.5-1份羟甲基纤维素，以形成混合粉；

使用混合粉进行造粒，并筛选出第二预设粒度的颗粒；

将颗粒烧结成陶粒骨料。

在其中一个具体实施例中，还包括以下步骤：

持续搅拌陶粒骨料，并向上述量的陶粒骨料中依次加入树脂、偶联剂、增塑剂、固化剂和润滑剂，以形成覆膜陶粒支撑剂。

在其中一个具体实施例中，持续搅拌陶粒骨料，并向陶粒骨料中依次加入树脂、偶联剂、增塑剂、固化剂和润滑剂以形成覆膜陶粒支撑剂包括以下步骤：

按树脂与陶粒骨料的重量比为(2-10)：100，称取树脂和陶粒骨料；

根据称取的树脂的重量，按偶联剂和树脂的重量比为(0.1-1.2)：100，称取偶联剂；

根据称取的树脂的重量，按增塑剂和树脂的重量比为(1-10)：100，称取增塑剂；

根据称取的树脂的重量，按固化剂和树脂的重量比为(1-8)：100，称取固化剂；

根据称取的树脂的重量，按润滑剂和树脂的重量比为(1-6)：100，称取润滑剂；