Композиции на основе вскрышных пород разрабатываемых месторождений Кемпирсайских хромитовых руд

Разработка составов магнезиальносиликатных композиций на основе вскрышных пород месторождений кемпирсайских хромитовых руд

Для проведения исследований были использованы композиции, полученные синтезом из вскрышных серпентинитовых пород, с применением основных приемов изготовления керамики методами спекания в современных электрических печах с автоматическим управлением. Основные физико-химические свойства композиций определяли согласно требованиям соответствующих ГОСТов.

1. Изучены химико-минералогический состав вскрышных пород и физико-химические процессы, протекающие при обжиге сырья. 2. Обоснованы и рассчитаны составы магнезиальносиликатных композиций на основе вскрышных пород в соответствии с диаграммой состояния системы MgO-Al2O3-SiO2. 3. Определен интервал спекания магнезиальносиликатных композиций заданных составов на основе вскрышных пород, составляющий 1250-1300 °С. 4. Определены оптимальные составы магнезиальносиликатных композиций на основе вскрышных пород кемпирсайских хромитовых руд с добавками кварцевого песка, глиноземсодержащих материалов и отходов глиноземного производства. Новизна работы заключается в установлении закономерностей физико-химических процессов, протекающих при синтезе магнезиальносиликатных композиций на основе вскрышных пород с применением многокомпонентных шихт, а также влияние этих процессов на спекание и формирование заданного фазового состава, структуры и механических свойств керамической матрицы.

Практическая значимость заключается в разработке составов керамических композиций с заданным структурно-фазовым составом, обеспечивающим низкотемпературный спекающий обжиг в интервале 1250-1350 °С.

Экономический эффект будет обусловлен применением дешевого природного и техногенного сырья, разработкой эффективной ресурсосберегающей технологии с низкотемпературным обжигом проппантов, что позволит снизить себестоимость получаемой продукции.

Керамические, огнеупорные, металлургические и нефтегазодобывающие отрасли промышленности.

Композиции на основе вскрышных пород разрабатываемых месторождений Кемпирсайских хромитовых руд.

Разработка ресурсосберегающей технологии получения расклинивающих гранул, применяющихся при проведении гидравлического разрыва пласта.

Для проведения исследований были использованы композиции, полученные синтезом из вскрышных серпентинитовых пород, с применением основных приемов изготовления керамики методами спекания в современных электрических печах с автоматическим управлением. Основные физико-химические свойства композиций определяли согласно требованиям соответствующих ГОСТов: ГОСТ Р 54571-2011 на магнезиально-кварцевые проппанты Технические условия», 2409-80 «Материалы и изделия огнеупорные. Метод определения водопоглощения, кажущейся плотности, открытой и общей пористости», 4071-80 – «Изделия огнеупорные. Метод определения предела прочности при сжатии». При реализации проекта возможно использование и других известных технологических методов и способов керамической отрасли с привнесением новых нестандартных приемов. Структурно-фазовые превращения в сложных композициях исследованы с помощью рентгенографического метода анализа, оптической и электронной микроскопии.

Определены оптимальные составы шихт для получения керамических проппантов. Разработаны составы шихт на основе серпентинитовой породы Кемпирсайских месторождений хромитов в комбинации с 20% кварцевого песка, или огнеупорной глиной, красным шламом и высокожелезистым бокситом. Определены оптимальные скорости вращения завихрителя и барабана гранулятора для получения проппантов с заданными свойствами; скорость вращения барабана 170 об/мин., завихрителя – 3000 об/мин. Определен оптимальный угола наклона барабана для получения проппантов с заданными свойствами, составляющий 10-30 град. Определены оптимальные режимы сушки и температуры обжига проппантов. Температура спекающего обжига для получения расклинивающих гранул на основе серпентинитов – 1250-1300 °С. Новизна работы заключается в установлении закономерностей преобразования основного минерала серпентина при синтезе магнезиальносиликатных композиций на основе вскрышных пород в температурном интервале 600-1000°С в стабильные фазы форстерит и метасиликат магния, происходящих через образование промежуточной метастабильной фазы метасерпентин. Взаимодействие основных компонентов шихты (MgO, Al2O3) и новообразованных силикатов с примесями сырья - оксидами железа и хрома генерируют сложные шпинельные соединения и твердые растворы, способствующие спеканию и упрочнению структуры проппантов.

Нет

Экономический эффект будет обусловлен применением дешевого природного и техногенного сырья, разработкой эффективной ресурсосберегающей технологии с низкотемпературным обжигом проппантов, что позволит снизить себестоимость получаемой продукции.

Керамические, огнеупорные, металлургические и нефтегазодобывающие отрасли промышленности.

Композиции на основе вскрышных серпентинитовых пород разрабатываемых месторождений Кемпирсайских хромитовых руд.

Разработка технологии получения магнезиальносиликатных расклинивающих гранул, применяющихся при проведении гидравлического разрыва пласта с целью увеличения нефтедобычи.

Для проведения исследований были использованы композиции, полученные синтезом из вскрышных серпентинитовых пород, с применением методов прессования образцов на гидравлическом прессе, а также грануляции из керамических порошков, с последующим обжигом. Основные физико-химические свойства композиций определяли согласно требованиям ГОСТ Р 54571-2011 на магнезиально-кварцевые проппанты.

- Разработаны составы магнезиальносиликатных композиций на основе вскрышных пород месторождений Кемпирсайских хромитовых руд с добавкой 20 % кварцевого песка, или огнеупорной глины, красного шлама и боксита. - Разработана ресурсосберегающая технология получения расклинивающих гранул, применяющихся при проведении гидравлического разрыва пласта на основе природного сырья и отходов глиноземного производства с энергосберегающим обжигом; - Проведены укрупненные лабораторные испытания технологии получения магнезиальносиликатных проппантов с оптимизацией технологических параметров, таких как угол наклона барабана (30о), скорость вращения барабана и завихрителя соответственно: 170 и 3000 об/мин и испытанием образцов на соответствие требованиям ГОСТ Р 54571-2011 на магнезиально-кварцевые проппанты.

Практическая значимость заключается в разработке составов керамических композиций с заданным структурно-фазовым составом, обеспечивающим низкотемпературный спекающий обжиг в интервале 1250-1350 °С.

Керамические, огнеупорные, металлургические и нефтегазодобывающие отрасли промышленности.