利用煤矸石制備陶粒支撐劑的研究.pdf

1、水力壓裂技術(shù)是目前油氣開采最為廣泛的應(yīng)用技術(shù)手段，而支撐劑在這項(xiàng)技術(shù)中具有重要的作用。水力壓裂的效果、油氣井的壽命等都取決于支撐劑的質(zhì)量。
　　試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)首先采用 X-射線衍射、掃描電子顯微鏡和熱重分析等手段研究了煤矸石的受熱分解及高溫?zé)Y(jié)特性、菱鎂尾礦分別與煤矸石和鋁礬土的燒結(jié)反應(yīng)過程，探討了煤矸石含量和燒結(jié)溫度對燒結(jié)試樣性能的影響。在此基礎(chǔ)上初選配方，并以煤矸石和鋁礬土為主要原料，菱鎂尾礦為礦化劑，采用混合配料、粉體制備、滾制成

2、球工藝制備陶粒支撐劑生坯，以燒結(jié)方法制備了低密度高強(qiáng)度的陶粒支撐劑。論文主要結(jié)論如下：
　　煤矸石的受熱分解主要為高嶺石的受熱分解，單獨(dú)以煤矸石為原料需要高的燒結(jié)溫度高（1450℃以上），而且高于1450℃燒結(jié)時(shí)，燒結(jié)試樣中存在大量的方石英晶體，冷卻時(shí)導(dǎo)致試樣內(nèi)部產(chǎn)生裂紋，難以獲得力學(xué)性能高的材料。菱鎂尾礦的加入能降低煤矸石的燒結(jié)溫度，反應(yīng)過程為菱鎂尾礦分解產(chǎn)生的氧化鎂和煤矸石試樣中的石英、莫來石反應(yīng)生成堇青石，分解產(chǎn)生的二氧化碳

3、，導(dǎo)致燒成試樣中含有較多的氣孔。菱鎂尾礦分解產(chǎn)生的氧化鎂也可先與鋁礬土中的氧化鋁先反應(yīng)生成鎂鋁尖晶石，然后鎂鋁尖晶石與二氧化硅反應(yīng)生成堇青石。
　　在煤矸石-鋁礬土-菱鎂尾礦配方體系中，當(dāng)煤矸石含量從85.46％降低至45.46%，燒結(jié)的塊體試樣顯氣孔率逐漸降低，強(qiáng)度逐漸增大，但由于燒成試樣中含有較多的液相，試樣酸溶解度較高。燒結(jié)溫度從1300℃升高至1450℃，燒結(jié)試樣的顯氣孔率逐漸降低，強(qiáng)度逐漸增大。在煤矸石含量為55.46%

4、，鋁礬土含量為31.80%，菱鎂尾礦含量為12.74%，燒結(jié)制度為1450℃保溫2h的情況下，燒結(jié)的塊體試樣以莫來石和鎂鋁尖晶石為主晶相，試樣燒結(jié)較為致密，試樣中發(fā)育良好的棒狀莫來石晶粒相互交織穿插在一起，燒結(jié)試樣具有較高的抗折強(qiáng)度以及較高的抗腐蝕能力。采用該配方試制的陶粒支撐劑氣孔較多，導(dǎo)致試樣破碎率較高，進(jìn)一步煤矸石含量降低至45.46%，鋁礬土含量增加至51.34%，菱鎂尾礦含量降低至3.20%，以此配方在1450℃保溫2h燒結(jié)的