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铝土矿废石制备超低密度陶粒支撑剂的试验研究

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马俊伟, 吴国亮, 张建强. 铝土矿废石制备超低密度陶粒支撑剂的试验研究[J]. 矿产保护与利用, 2019, 39(3): 151-154, 159. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.03.023
引用本文: 马俊伟, 吴国亮, 张建强. 铝土矿废石制备超低密度陶粒支撑剂的试验研究[J]. 矿产保护与利用, 2019, 39(3): 151-154, 159. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.03.023
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MA Junwei, WU Guoliang, ZHANG Jianqiang. Experimental Research on Preparation of Ultra-low-density Ceramsite Proppant with Bauxite Waste Rock[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2019, 39(3): 151-154, 159. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.03.023
Citation: MA Junwei, WU Guoliang, ZHANG Jianqiang. Experimental Research on Preparation of Ultra-low-density Ceramsite Proppant with Bauxite Waste Rock[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2019, 39(3): 151-154, 159. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.03.023
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铝土矿废石制备超低密度陶粒支撑剂的试验研究

  • 1.

    中铝郑州有色金属研究院有限公司，河南 郑州 450041

  • 2.

    国家铝冶炼工程技术研究中心，河南 郑州 450041

  • 基金项目:
    中国铝业股份有限公司2019年度重大科技专项（ZB2019002011）
详细信息
    作者简介: 马俊伟(1978-), 男, 河南上蔡人, 硕士, 高级工程师, 主要从事资源综合利用技术研究, E-mail:33623290@qq.com

  • 中图分类号: X758

Experimental Research on Preparation of Ultra-low-density Ceramsite Proppant with Bauxite Waste Rock

  • 1.

    Zhengzhou Non-ferrous Metals Research Institute Co. Ltd of CHALCO, Zhengzhou 450041, Henan, China

  • 2.

    National Aluminum Smelting Engineering Technology Research Center, Zhengzhou 450041, Henan, China

    摘要

  • 首次以铝土矿废石为主要原料，制备超低密度陶粒支撑剂。主要研究了原料预烧、烧成温度、烧成时间、添加剂用量等对支撑剂性能的影响。试验结果表明：铝土矿废石在750℃预烧2 h，添加剂CMC用量为1.5%，在1 320℃条件下焙烧150 min，制备的20~40目陶粒支撑剂产品体积密度为1.42 g/cm3，视密度为2.55 g/cm3，52 MPa的闭合压力下破碎率为5.35%，各项指标均符合国家石油天然气SY/T 5108-2014的行业标准要求。

    In this work, the ultra-low-density ceramsite proppant was first prepared using bauxite waste rock as the main raw material. The effects of raw material pre-calcination, sintering temperature, sintering time and additive dosage on proppant performance were studied. The test results showed that under the conditions of the pre-calcination time of 2 hours in 750℃, the additive CMC dosage of 1.5%, calcination time of 150 min in 1 320℃, the bauxite waste rock could be prepared into ceramsite proppant with the size of 0.42 and 0.84 mm, volume density of 1.42 g/cm3, the apparent density of 2.55 g/cm3, the breaking rate of 5.35% at the closing pressure of 52 MPa. All indicators were in line with the national oil and gas SY/T 5108-2014 industry standard requirements.

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  • 图 1  不同烧成温度对成品球性能的影响

    Figure 1. 

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    图 2  不同烧成时间对成品球性能的影响

    Figure 2. 

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    图 3  不同添加剂用量对成品球性能的影响

    Figure 3. 

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    图 4  陶粒支撑剂样品的XRD分析图谱

    Figure 4. 

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    图 5  陶粒支撑剂产品的微观形貌

    Figure 5. 

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    表 1  铝土矿废石化学多元素分析结果    /%

    Table 1.  Multi-elements analysis results of bauxite waste rock

    Element Al2O3 SiO2 Fe2O3 TiO2 K2O Na2O CaO MgO
    Content 40.26 42.33 1.30 1.95 0.11 0.01 0.16 0.07
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    表 2  铝土矿废石的物相分析结果    /%

    Table 2.  Chemical phase analysis resultsof bauxite waste rock

    Mineral Diaspore Kaolinite Illite Hematite Anatase Rutile
    Content 5.10 89.90 1.10 1.30 1.55 0.40
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    表 3  不同预烧温度对成球性能的影响

    Table 3.  Effect of different pre-calcination temperatures on the balling properties

    Pre-calcination temperature /℃ The properties of 20~40 mesh Phenomenon
    Yield /% Roundness/Sphericity
    0 41.15 ＞0.6 Particle size is not uniform, roundness and sphericity is poor
    650 49.62 ＞0.8 Particle size is uniform, roundness and sphericity is good
    700 55.73 ＞0.9 Particle size is uniform, roundness and sphericity is good
    750 62.36 ＞0.9 Particle size is uniform, roundness and sphericity is the best
    800 48.35 ＞0.7 Particle size is not uniform, roundness and sphericity is poor, sphere is virtual and strength is low
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    表 4  铝土矿废石制备的超低密度陶粒支撑剂检测结果

    Table 4.  Testing results of ultra-low-density ceramicite proppant prepared by bauxite waste rock

    检测项目 检测结果 低密标准要求 结果判定
    体积密度/(g·cm-3) 1.42 ≤1.65 合格
    视密度/(g·cm-3) 2.55 ≤3.00 合格
    52 MPa破碎率/% 5.35 ≤9.0 合格
    圆度 0.9 ≥0.80 合格
    球度 0.9 ≥0.80 合格
    浊度，FTU 53 ≤100 合格
    酸溶解度/% 3.6 ≤5.0 合格
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    • 参考文献(14)
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出版历程
收稿日期:  2019-03-22
刊出日期:  2019-06-25

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