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高铁铝土矿用于石油压裂支撑剂的产品开发

作　者: 印勇
导　师: 陈加希
学　校: 昆明理工大学
专　业: 有色金属冶金
关键词: 石油压裂支撑剂高铁铝土矿焙烧-磁选
分类号: TD98
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

石油压裂支撑剂是石油、天然气生产行业中压裂作业的一种重要的材料,其作用机理是通过高压手段注入深层岩石裂隙支撑岩层,当石油井底压力低于闭合压力时保持岩层张开的状态,增强导油率,提高产油量。通过研究统计可得,使用支撑剂压裂的油井可提高产量30%-50%,还能保证油气井寿命延迟,可见其在石油、天然气低渗透油气井开采的关键作用。我国目前各个矿床所开采出来的铝土矿资源大多为一水硬铝石型,由于其具有铁含量较高,而相对的铝含量较低,难以得到广泛的应用,形成很大一部分的资源浪费,也不能适用于石油压裂支撑剂的生产,相对的目前国内用于石油压裂支撑剂的生产的原料低铁高铝的铝土矿资源日趋减少,用于生产的成本逐步增大。面对这种情况,采取对高含铁量铝土矿除铁后用于生产原料的方式,即降低了石油压裂支撑剂生产成本,同时由提高了铝土矿资源利用率,达到一举两得的效果。本研究以云南鹤庆开采出来的不能应用在石油压裂支撑剂生产的高铁铝土矿为原料,经过化学分析发现其中含有的铁氧化物主要的存在形式为针铁矿和赤铁矿,另外还包括一部分的石英、方解石和粘土等物质,这些物质与铝土矿中一水铝石都是伴生存在的,对其进行磨矿到所需的粒度以后,其矿物之间的解离度较好,故可以先采用焙烧-磁选的方法,将铝土矿中的铁氧化物还原成为具有磁性的氧化物,在通过磁选进行分离,达到除铁提铝的目的。在焙烧-磁选过程中,选用活性碳作为还原剂。研究不同焙烧温度、焙烧时间、还原剂的用量、磨矿细度和强磁磁选强度对强磁尾矿中铁含量和回收率的影响。通过大量的实验研究发现,在选用焙烧时间为70min、焙烧温度为800℃、还原剂与铝土矿比例为8%、磨矿细度为-400目(85%)和强磁强度为0.4T的情况为最优实验条件。最佳条件下,强磁尾矿Fe含量降低到5.68%,Al2O3品位也上升到了72.73%,尾矿回收率达到64.22%,满足石油压裂支撑剂生产上的要求。将满足石油压裂支撑剂生产要求的处理后铝土矿进行石油压裂支撑剂的制备,并对所制备出来的石油压裂支撑剂成品的各种工艺数据进行实验研究。主要检测的几个参数分别为体密度、视密度、破碎率、浊度和酸溶解度。通过性能检测,制备的石油压裂支撑剂成品各项工艺参数均满足要求。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-20
  1.1 石油压裂支撑剂支撑剂概述  8-14
  1.2 高铁铝土矿综合利用工艺概述  14-16
  1.3 研究的背景以及意义  16-17
  1.4 本课题研究的内容以及所要达到的目标  17-18
  1.5 本实验的创新点  18-20
第二章实验工艺  20-22
  2.1 高铁铝土矿焙烧-磁选工艺  20-21
  2.2 石油压裂支撑剂研制  21-22
第三章高铁铝土矿的品质分析  22-30
  3.1 高铁铝土矿的取样与前期处理过程  22-24
  3.2 高铁铝土矿矿物主要性质分析  24-29
  3.3 小结  29-30
第四章高铁铝土矿除铁提铝原理分析  30-35
  4.1 焙烧过程中的活性炭还原铁的氧化物过程分析  30-33
  4.2 磁化焙烧过后磁选原理分析  33-35
第五章高铁铝土矿除铁提铝工艺研究  35-49
  5.1 高铁铝土矿磨矿细度实验研究  35
  5.2 高铁铝土矿原矿样未焙烧磁选实验分析  35-36
  5.3 高铁铝土矿原矿样焙烧-磁选实验分析  36-44
  5.4 高铁铝土矿原矿样焙烧-磁选实验最优条件数据分析  44-47
  5.5 实验小结  47-49
第六章除铁后铝土矿制备石油压裂支撑剂实验研究  49-60
  6.1 石油压裂支撑剂支撑剂实验原料  49-50
  6.2 石油压裂支撑剂实验工艺流程  50-53
  6.3 石油压裂支撑剂实验主要设备  53-54
  6.4 石油压裂支撑剂实验成品各项性能分析  54-58
  6.5 实验小结  58-60
第七章结论及建议  60-62
  7.1 结论  60-61
  7.2 建议  61-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
附录  66-68

高铁铝土矿用于石油压裂支撑剂的产品开发

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