一种煤矸石低密度石油陶粒支撑剂的制备工艺

技术领域

本发明涉及石油陶粒支撑剂制备领域，尤其涉及一种煤矸石低密度石油陶粒支撑剂的制备工艺。

背景技术

传统人工合成陶粒石油支撑剂的主要原材料是铝土矿。虽然我国是铝土矿资源比较丰富，但随着工业的高速发展，各行业对铝的需求越来越大，铝土矿也成为一种紧缺资源，现在我国每年都需要进口大量的铝土矿。另外一个就是我国铝土矿分布高度集中，山西、贵州、河南和广西四个省（区）的储量合计占全国总储量的90%左右，其余拥有铝土矿的15个省、自治区、直辖市的储量合计仅占全国总储量的10%。

中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨。煤矸石弃置不用，占用大片土地，煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。为了消除污染，国家开始重视煤矸石的处理和利用，目前煤矸石用途已经比较多，但其附加值都比较低。

由于煤矸石中SiO

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矸石低密度石油陶粒支撑剂的制备工艺，以解决现有技术中生产陶粒石油支撑剂的原料铝土矿储量紧缺、煤矸石存积量大的问题。

为了解决上述问题，本发明所涉及的一种煤矸石低密度石油陶粒支撑剂的制备工艺采用以下技术方案：

一种煤矸石低密度石油陶粒支撑剂的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1：将原料煤矸石经过破碎机破碎，得到粒度为8-12mm的煤矸石颗粒；

步骤2：将步骤1中的煤矸石颗粒送入脱碳回转窑中进行煅烧25-30min，煅烧温度为750-850℃，使煤矸石颗粒在脱碳回转窑中实现脱硫、脱碳和脱水；

步骤3：经脱硫、脱碳及脱水后的煤矸石颗粒与辅料A、辅料B、辅料C混合，得到的混合物送入球磨机内进行粉磨，选择粒度在350-400目的合格细粉，其余不合格粗粉则返回球磨机中继续粉磨；

步骤4：将步骤3的合格细粉送入造粒车间，按照水：混合物为1：8的比例加入水后，搅拌，经造粒机制成粒度为20-40目的湿陶粒；

步骤5：将步骤4得到的湿陶粒送入烘干机内进行烘干，烘干至水分含量为1-1.5%的干陶粒；再经过筛分机，得到粒径为20-40目的合格干陶粒，不合格的干陶粒则返回造粒系统继续作为原料使用；

步骤6：由步骤5得到的合格干陶粒进入煅烧回转窑内煅烧40-50min，煅烧温度为1100-1350℃，煅烧后的陶粒经过冷却机冷却至60-80℃后，按不同粒度筛分为不同粒径的成品，包装入库。

进一步的，步骤1中的原料煤矸石粒度不大于50mm、水分含量为5-12%。

进一步的，步骤3中的混合物由以下质量百分比的原料组成：煤矸石70-90%、辅料A5-25%、辅料B 2-15%、辅料C 1-5%；其中，所述辅料A为铝矾土或氧化铝，辅料B为钾长石，辅料C为白云石。

进一步的，步骤3中的混合物由以下质量百分比的原料组成：煤矸石80%、辅料A10%、辅料B 7%、辅料C 3%；其中，所述辅料A为铝矾土或氧化铝，辅料B为钾长石，辅料C为白云石。

本发明的有益效果如下：

1、本发明的煤矸石低密度石油陶粒支撑剂的制备工艺，利用煤矸石全部替代或者部分替代铝土矿生产低密度低强度及低密度中强度的石油支撑剂。在成型之前首先对煤矸石进行一段煅烧，以达到煤矸石脱硫、脱碳、脱水的目的。经一段煅烧后的煤矸石几乎排出了煤矸石原矿中的挥发分，有利于煤矸石的细磨，提高了陶粒在烧结过程中的致密程度，明显提高陶粒的抗压强度，能够保证烧结后的陶粒具有较好的强度，减少破碎率。

2、铝土矿属于紧缺资源，目前价格在350-390元/吨，且在全国分布极其不均匀；而煤矸石属于固废材料，售价一般在50元/吨以下，在全国分布较广。用煤矸石全部替代或者部分替代铝土矿生产石油支撑剂，煤矸石最低加入量按70%考虑，仅原料成本一项就可节约210-240元/吨。其综合成本在1000-1100元/吨，而目前市场上类似性能的石油支撑剂售价在1500元/吨左右。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的生产工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明。

实施例1：

一种煤矸石低密度石油陶粒支撑剂的制备工艺，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：选择粒度不大于50mm、水分含量为5-12%的原料煤矸石，将原料煤矸石经过破碎机破碎，得到粒度为8-12mm的煤矸石颗粒；

步骤2：将步骤1中的煤矸石颗粒送入脱碳回转窑中进行煅烧25min，煅烧温度为750℃，使煤矸石颗粒在脱碳回转窑中实现脱硫、脱碳和脱水；

步骤3：经脱硫、脱碳及脱水后的煤矸石颗粒与铝矾土、钾长石、白云石混合，按照煤矸石90%、铝矾土5%、钾长石4%、白云石1%的比例进行混合，得到的混合物送入球磨机内进行粉磨，选择粒度在350-400目的合格细粉，其余不合格粗粉则返回球磨机中继续粉磨；

步骤4：将步骤3的合格细粉送入造粒车间，按照水：混合物为1：8的比例加入水后，搅拌，经造粒机制成粒度为20-40目的湿陶粒；

步骤5：将步骤4得到的湿陶粒送入烘干机内进行烘干，烘干至水分含量为1-1.5%的干陶粒；再经过筛分机，得到粒径为20-40目的合格干陶粒，不合格的干陶粒则返回造粒系统继续作为原料使用；

步骤6：由步骤5得到的合格干陶粒进入煅烧回转窑内煅烧40min，煅烧温度为1100℃，煅烧后的陶粒经过冷却机冷却至60℃后，按不同粒度筛分为不同粒径的成品，包装入库。

实施例2:

一种煤矸石低密度石油陶粒支撑剂的制备工艺，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：选择粒度不大于50mm、水分含量为5-12%的原料煤矸石，将原料煤矸石经过破碎机破碎，得到粒度为8-12mm的煤矸石颗粒；

步骤2：将步骤1中的煤矸石颗粒送入脱碳回转窑中进行煅烧30min，煅烧温度为850℃，使煤矸石颗粒在脱碳回转窑中实现脱硫、脱碳和脱水；

步骤3：经脱硫、脱碳及脱水后的煤矸石颗粒与铝矾土、钾长石、白云石混合，按照煤矸石70%、铝矾土 25%、钾长石2%、白云石3%的比例进行混合，得到的混合物送入球磨机内进行粉磨，选择粒度在350-400目的合格细粉，其余不合格粗粉则返回球磨机中继续粉磨；

步骤4：将步骤3的合格细粉送入造粒车间，按照水：混合物为1：8的比例加入水后，搅拌，经造粒机制成粒度为20-40目的湿陶粒；

步骤5：将步骤4得到的湿陶粒送入烘干机内进行烘干，烘干至水分含量为1-1.5%的干陶粒；再经过筛分机，得到粒径为20-40目的合格干陶粒，不合格的干陶粒则返回造粒系统继续作为原料使用；

步骤6：由步骤5得到的合格干陶粒进入煅烧回转窑内煅烧50min，煅烧温度为1350℃，煅烧后的陶粒经过冷却机冷却至80℃后，按不同粒度筛分为不同粒径的成品，包装入库。

实施例3：

一种煤矸石低密度石油陶粒支撑剂的制备工艺，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：选择粒度不大于50mm、水分含量为5-12%的原料煤矸石，将原料煤矸石经过破碎机破碎，得到粒度为8-12mm的煤矸石颗粒；

步骤2：将步骤1中的煤矸石颗粒送入脱碳回转窑中进行煅烧26min，煅烧温度为800℃，使煤矸石颗粒在脱碳回转窑中实现脱硫、脱碳和脱水；

步骤3：经脱硫、脱碳及脱水后的煤矸石颗粒与氧化铝、钾长石、白云石混合，按照煤矸石80%、氧化铝10%、钾长石7%、白云石3%的比例进行混合，得到的混合物送入球磨机内进行粉磨，选择粒度在350-400目的合格细粉，其余不合格粗粉则返回球磨机中继续粉磨；

步骤4：将步骤3的合格细粉送入造粒车间，按照水：混合物为1：8的比例加入水后，搅拌，经造粒机制成粒度为20-40目的湿陶粒；

步骤5：将步骤4得到的湿陶粒送入烘干机内进行烘干，烘干至水分含量为1-1.5%的干陶粒；再经过筛分机，得到粒径为20-40目的合格干陶粒，不合格的干陶粒则返回造粒系统继续作为原料使用；

步骤6：由步骤5得到的合格干陶粒进入煅烧回转窑内煅烧42min，煅烧温度为1200℃，煅烧后的陶粒经过冷却机冷却至72℃后，按不同粒度筛分为不同粒径的成品，包装入库。

有关通过本发明工艺制备的石油陶粒支撑剂相关性能的试验

试验一：

以上述实施例3为实验一：

对比试验二：（省略试验一中步骤2的一段脱碳煅烧工艺，其余生产工艺相同）

试验数据如下所示：

试验数据分析：

从上表可以看出，在实验一中，煤矸石在一段煅烧过程中实现脱硫、脱碳、和脱水，在经二段煅烧被烧制成石油陶粒支撑剂。在四组不同的一段煅烧温度、二段煅烧温度的烧制下，烧制的成品陶粒的烧失率平均值为15.258%，破碎率基本维持在5%-8.1%之间，相对较低；体密平均值为1.545，视密平均值为2.579，相对较高。

而在试验二中，煤矸石仅经过二段煅烧被烧制成石油陶粒支撑剂。在四组不同的二段煅烧温度的烧制下，烧制的成品陶粒的烧失率平均值为30.138%，破碎率基本维持在9%-12.6%之间，相对较高；体密平均值为1.327，视密平均值为2.338，相对较高。

因此试验一中的成品陶粒的体密、视密比试验二成品陶粒的体密、视密更高。同时，实验一中的成品陶粒的烧失率、破碎率明显比试验二中的烧失率、破损率低，低约50%左右，因此通过实验一的生产工艺制备出的石油陶粒支撑剂具有更好的性能，并且可降低一半的残次品消耗，能够在有效提高成品性能的基础上，大幅度地降低生产成本。

最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。