低品位铝土矿制备石油压裂支撑剂的研究

石油压裂支撑剂是用于支撑水力裂缝的、具有一定强度的固体颗粒物质,其支撑岩层使裂缝始终保持张开状态的同时也有利于石油由地层流出。以云南某地低品位铝土矿为主要原料制备石油压裂支撑剂,考察了原料铁含量、烧结温度、升温速率对支撑剂制品的体积密度和破碎率的影响。结果表明,为获得满足石油行业标准的支撑剂制品,其原料中铁含量小于6%。最佳烧结温度为1380~1420℃,升温制度为干燥时间2 h(90℃),升温速率400℃/h(3.5 h),保温时间2 h时最佳。     

膨润土复合土壤调理材料圆盘造粒试验研究

通过对膨润土基复合土壤调理材料成型造粒技术研究,确定了在利用圆盘造粒机进行膨润土基复合土壤调理材料成型造粒过程中水分为15%,膨润土与有机物配比为8∶1.5,圆盘造粒机转速为65r/min、倾角为55°时,膨润土基复合土壤调理材料成型率高,粒型好,强度高,不易松散,粒度(1.00～4.75mm或3.35～5.60mm)达到91.6%,满足产品需求。     

冶金球团用膨润土半干法钠化改性试验

以阜新某钙基膨润土为原料,采用半干法对其进行钠化改性试验,并考察了改性前后膨润土对所制备球团性能的影响。结果表明:在Na₂CO₃添加量为2.5%、补加水量为25%、挤压次数为2次条件下,改性后膨润土的膨胀容和胶质价分别由原土的8.3 mL/g和1.1 mL/g提高到55 mL/g和5.2 mL/g。在母球生成时间为2 min、母球长大时间为15 min、生球紧密时间为3 min条件下,钠化后膨润土添加量为1.7%时所制备球团的各项指标均高于原土添加量为2.0时所制备球团的指标。钠化后膨润土添加量为1.7%时,生球的落下强度为4.1次、爆裂温度为510 ℃、抗压强度为9.70 N/个,可以满足冶金用球团的需要。采用半干法制备钠化膨润土可以有效降低生产冶金球团时膨润土的添加量。     

鄂西某赤铁矿和磁铁矿混合造球试验

为提高鄂西某磁铁精矿所制备球团的性能,对其掺入不同比例铁品位为49.02%的赤铁矿和膨润土所制球团的性能进行了研究。结果表明:赤铁矿与磁铁矿的添加比例为1∶9、黏结剂膨润土添加量为3%、水分含量为9%、焙烧温度为1 200℃、焙烧时间为30 min时,获得的球团生球落下强度为4.8次/个、生球抗压强度为9.60 N/个、成球抗压强度为2 337 N/个,而且成球出现裂纹的比例也较小。     

铝土矿废石制备超低密度陶粒支撑剂的试验研究

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。      

高铁铝土矿的强化还原焙烧—磁选除铁

以高铁铝土矿为原料,在合适的温度和时间条件下利用铝土矿的煤基直接还原原理,研究Na_2CO_3和Ca F2对其中铁氧化物还原的影响,并考察磁场强度和物料粒径对磁选效果的影响。得出最佳工艺条件为反应时间为180 min,反应温度为1 150℃,还原剂投加量为25%;磁选粒度-75μm占80%,磁场强度为150 k A/m。添加3%Na_2CO_3和3%Ca F_2进行还原焙烧,磁选后铝精矿铝品位为58.8%,铁含量减少到4.0%,满足生产石油压裂支撑的原料要求。     

磁铁矿尾矿制备粒状硅肥的开发技术

基于磁铁矿尾矿的化学成分及粒度组成分析,探索了反应温度、反应时间、液固比和NaOH浓度对制备的磁铁矿尾矿硅肥中有效硅含量的影响,并研究了加水量、圆盘倾角、圆盘转速3个因素对球团造粒效果的影响。结果表明:在反应温度为170℃、反应时间为7h、液固比为3mL/g、NaOH浓度为35%时,磁铁矿尾矿硅肥样品的有效硅含量最高,为34.7%;在加水量为25%、圆盘倾角为50°、圆盘转速为50r/min时,粒状硅肥的性能最佳,其成球率为93.6%、崩解时间为42.8s、颗粒破坏力为8.9N。在最佳工艺下制备的粒状硅肥,有效硅含量较高,遇水能够快速崩解,并具有一定的强度,使用更加方便安全。利用磁铁矿尾矿制备粒状硅肥,既节约了尾矿库的管理费用,又为企业带来了经济收益。     

非金属矿制备高强石油压裂支撑剂试验研究

以铝矾土、高岭土、凝灰岩、膨润土等非金属矿为主要原料,制备高强度的石油压裂支撑剂。运用单因素法研究了主要原料铝硅比、烧结温度以及烧结时间对支撑剂性能的影响。结果表明,原料中总铝硅比为1.9∶1时,1275℃下焙烧105 min,样品具有较好的抗压裂性能。采用多晶X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等技术对其物相组成和结构进行表征,结果表明,高温下形成的刚玉、莫来石和蓝晶石相是样品具有较高强度的主要原因。     

改性复合黏结剂制备磁铁矿氧化球团研究

为了降低铁精矿球团生产中膨润土的添加量,提高球团铁品位的同时满足生产对生球强度和预热、焙烧球强度的要求,通过向膨润土中添加适量的CMC和醋酸钠对膨润土进行改性,以生球、预热球和焙烧球的强度为依据,研究了制备CMC复合黏结剂和改性CMC复合黏结剂需掺加CMC和醋酸钠的量。结果表明,采用向膨润土中添加0.9%的CMC和0.5%的醋酸钠所制得改性CMC复合黏结剂,可在保证生球、预热球及焙烧球强度的前提下,将球团生产的黏结剂用量从1.6%降低至1.2%,对应的生球落下强度为4.1次、抗压强度为22.12 N/个,预热球的抗压强度为532 N/个,焙烧球抗压强度为3 444 N/个。     

层状非金属矿物干燥剂的试验研究

本文以湖北鄂州层状非金属矿物—膨润土为试验原料,选用加水量24%,氯化钙1.0%,氯化镁0.5%,高分子材料添加量0.2%,造粒时间5min,分级粒径为1.0～2.0mm的工艺,制备出成本低廉,吸湿率17.99%,回收率98%以上的高品质膨润土干燥剂产品。通过吸湿率动态分析方法试验,确定了影响吸湿率的主要因素和最佳工艺条件。     

铁矿球团膨润土添加剂替代资源的开发研究

针对铁矿球团使用单一添加剂——膨润土的生产现状,进行了替代资源的开发,并对开发的一种新型球团添加剂——RECT土进行了试验研究。结果表明:RECT土不仅能满足工业生产对球团各质量指标的要求,而且其添加量只有钙基膨润土用量的1/2左右,能有效减少因膨润土添加量大,球团矿铁品位下降的影响,是一种十分理想的替代资源。     

巴西赤铁精矿成球性能试验

为确定铁品位为67.45%、SiO₂含量为2.54%、-0.045 mm占95.72%、比表面积为1 647.00 cm²/g的巴西Carajas赤铁精矿造球的合适工艺技术参数,以铁品位为14.38%、SiO₂含量为67.22%、-0.045 mm占87.27%、比表面积为1 698.85 cm²/g的山西某赤铁矿强磁选尾矿为调硅剂,以吸水率为436.01%、蒙脱石含量为62.22%、-0.074 mm占99.4%的某膨润土为黏结剂,以生球落下强度、抗压强度、爆裂温度为评价指标,研究了生球原料的成分和性质、造球工艺参数对生球性能的影响。试验确定的赤铁精矿（含所加铁尾矿）的比表面积为1 768 cm²/g,膨润土的质量分数为0.8%,尾矿与精矿的质量比为2.2%,赤铁精矿水分为8.0%,造球过程中生球的水分为10.0%,造球时间为12 min,造球盘的转速为22 r/min,对应的生球落下强度为6.8次,抗压强度为14.15 N,爆裂温度为427 ℃。     

基于转底炉工艺的冶金含铁尘泥造球试验研究

基于转底炉工艺,分析了不同种类含铁尘泥的成球性能,并在此基础上开展了含铁尘泥造球试验,分别考察了膨润土、有机粘结剂C以及复合粘结剂对含铁尘泥球团性能的影响规律,结果表明,随着膨润土使用量逐渐增大,含铁尘泥生球的抗压强度、落下强度和爆裂温度逐渐提高;有机粘结剂C对生球的抗压强度影响不大,但能显著提高生球的水分和落下强度,当有机粘结剂C用量由0.50%提高至0.75%时,生球的水分由18.8%增至20.7%,落下强度由13次提高至40次,爆裂温度显著降低;单独使用膨润土或有机粘结剂C均不能达到较好的成球效果,而使用膨润土与有机粘结剂C组成的复合粘结剂可显著提高含铁尘泥球团的各项指标,且复合粘结剂的使用成本较低,生球全铁品位也有较大幅度提升。     

底泥陶粒的制备及其性能研究

为实现河道底泥的无害化和资源化利用,以河道底泥为主要原料,膨润土、淀粉、石灰石为辅料,采用高温烧结法制备底泥陶粒。通过单因素试验探讨膨润土、淀粉、石灰石用量对陶粒性能的影响,采用正交试验优化陶粒的原料配比和焙烧工艺,并通过XRD、SEM分析陶粒的物相组成、微观结构。结果表明,适宜的原料配比为：底泥、膨润土、淀粉及石灰石的质量比70∶30∶10∶13,最佳的工艺条件为预热温度400 ℃、预热时间10 min、焙烧温度1 000 ℃、焙烧时间15 min。在该条件下制得的陶粒堆积密度为725.52 kg/m³、表观密度为1 326 kg/m³、吸水率为25.00%、抗压强度为3.32 MPa、除磷率为98.69%。底泥陶粒表面粗糙,孔隙结构丰富,吸水渗透性好,除磷率较高,是一种可以应用于水处理的陶粒滤料。     

转底炉珠铁工艺处理硼铁精矿初探

针对现有硼铁精矿硼铁分离工艺所存在的的弊端,提出采用转底炉珠铁工艺处理硼铁精矿,并通过热力学分析和实验室试验进行了验证。实验室试验表明：对于辽宁凤城Fe和B₂O₃含量分别为47.20%和6.90%的硼铁精矿,以莱芜钢铁公司所用无烟煤为还原剂、QT-10为造球粘结剂,用高温硅钼炉模拟转底炉,当硼铁精矿和煤粉的配合比分别为83.3%和16.7%、粘结剂配入量为精矿和煤粉总质量的2%、混合料的水分为7%时,含碳球团经1 400 ℃焙烧15 min,可很好地实现渣铁分离,所得含硼珠铁和高活性富硼渣分别可作为钢铁冶金和硼化工工业的优质原料。     

钛磁铁矿球团预还原与熔分关系试验研究

以钛磁铁矿、煤粉和氧化钙为原料, 研究了矿粉粒度、加水量以及制球压力对球团落下强度、抗压强度的影响, 确定了最佳制球条件。根据铁矿石的直接还原和熔分原理, 研究了热量和金属化率对含碳球团熔分的影响。900 ℃以下, 球团金属化率极低, 只有热量对熔分产生影响; 1 000 ℃以上, 球团金属化率较高, 热量和金属化率共同对熔分产生影响。钛磁铁矿含碳球团的最佳制球条件为: 粒度0.075~0.106 mm, 加入水量8%, 制球压力4 MPa。通过对预还原1 000~1 300 ℃的球团进行熔分试验分析发现, 随预还原温度升高, 球团金属化率提高, 熔分时间变短。     

甘肃金昌红泉膨润土制备活性白土试验研究

以甘肃金昌红泉膨润土为原料,利用正交试验方法,分析论证该膨润土制备活性白土的可行性。试验结果表明,该膨润土能够制备活性白土,并在一定反应条件下能够制备出高脱色率的活性白土。     

中澳贸易增长带来的粘土矿物研究与开发的新机遇(英文)

强劲的中澳贸易,以及中国企业在开发利用澳大利亚矿产资源方面日益增长的投资,给双方带来了共同需要或相互合作研究开发矿物产品的新机遇,将有力地推动相关行业的发展。南澳大利亚州是一个重要的铜、铀、锆石和葡萄酒等生产中心,并有大量尚待开发的磁铁矿资源。粘土矿物研究将可能由此直接受益。开发当地粘土矿物用于细粒铁矿石造球,需要研究评估粘土矿物的适用性并深入挖掘粘土矿物提高高炉效率的潜能。粘土纳米复合材料的阻隔氧气渗透性的独特优点,可用于开发盛装葡萄酒的多层复合PET容器,有利于快速促进中澳葡萄酒贸易,具有环境和经济等多重效益。这些研究开发将有助于扩大中国粘土生产企业的市场,也有助于提高南澳铁矿球团等原产品质量以更好地满足中国工业的要求。     

微波活化法制备高效活性白土及其脱色性能研究

以钙基膨润土为原料,采用微波活化法制备高效活性白土,通过XRD、UV-Vis等分析手段考察了不同硫酸用量、活化时间及活化功率对产物结构及脱色效果的影响。得到高效活性白土的最佳制备条件为：硫酸用量20%（酸土质量比）,活化时间35 s,活化功率480 W,该条件下脱色率可达99.13%。