專利名稱：鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及鉆井固體廢棄物資源化處理，是一種鉆 井固體廢棄物制作免燒磚膠結(jié)劑。
背景技術(shù)：
目前，鉆井固體廢棄物主要包含鉆井廢泥漿和鉆井巖屑。鉆井廢泥漿為含水量大 的穩(wěn)定凝膠體系，主要由膨潤(rùn)土、重晶石和泥漿處理劑等組成，另還混有少量巖屑和鉆井用 添加劑，一般含水率在90%左右，膨潤(rùn)土約占5%。鉆井巖屑主要為鉆井過(guò)程產(chǎn)生的地層巖屑。鉆井固體廢棄物免燒磚針對(duì)鉆井固體廢棄物綜合利用技術(shù)研究的技術(shù)。由于鉆井 泥漿具有含土量低、重晶石粉含量高的特點(diǎn)，加入適量粗骨料作為泥漿磚的加固原料，通過(guò) 膠粘劑在高壓力作用下形成高強(qiáng)度整體，使鉆井固體廢棄物的污染物在磚體中固化。鉆井固體廢物制作的免燒磚能夠達(dá)到國(guó)家建筑行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，廢物利用在建筑 材料上是符合當(dāng)前國(guó)家環(huán)保節(jié)能政策的處理措施。西南油氣田所屬井站，地理位置以丘陵 山區(qū)為主，鉆井固體廢物制作的免燒磚能夠有效的利用在井場(chǎng)地面建設(shè)，具有一定的經(jīng)濟(jì) 和社會(huì)效益。題為“一種利用油田污泥制成的免燒磚及其生產(chǎn)方法” CN1526529的專利材料中， 采用添加固化劑、河沙、水泥、粉煤灰、水，在壓力機(jī)上施以500-700KN的壓力制成型，脫模， 干燥，制成成品。利用水泥中的C2S、C3S等礦物質(zhì)發(fā)生的水化作用形成水化硅酸鈣，依靠固 化劑輔助形成穩(wěn)定的膠結(jié)結(jié)構(gòu)。但鉆井固體廢棄物通過(guò)添加水泥作為膠結(jié)劑制作的免燒 磚。由于鉆井廢泥漿是含水量很大的穩(wěn)定凝膠體系，添加普通硅酸鹽水泥制泥漿磚后，不易 養(yǎng)護(hù)，鉆井廢棄泥漿體內(nèi)水化反應(yīng)不均勻，局部水份損失快，容易出現(xiàn)裂紋；磚體脆性較高， 強(qiáng)度受影響；油污較重的部分，養(yǎng)護(hù)過(guò)程中磚體容易變形，成品率較低；同時(shí)將水泥作為膠 粘劑，增加了原材料耗量，增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鉆井固體廢物制免燒磚膠結(jié)劑，制作一種鉆井固體廢 棄物制作免燒磚膠結(jié)劑克服鉆井固體廢棄物制做的免燒磚容易產(chǎn)生裂紋、變形、強(qiáng)度低、成 本高的問(wèn)題。而且，制備的免燒磚抗壓強(qiáng)度達(dá)到普通磚MUlO標(biāo)準(zhǔn)，浸泡水質(zhì)達(dá)到國(guó)家污水 綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑，其特征在于各組 分的重量份分別為聚合氯化鋁3. 3 8份；磷石膏6 25份；生石灰10 26份；粉煤灰 20 60份；硫酸亞鐵4. 4 12份。所采用的原料均為固體工業(yè)級(jí)。將各組分混合攪拌均 勻，得到鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑。將上述組合物混合配制在一起，稱之為鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑。制免燒磚各組分重量份為鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑10 22份；鉆井固體廢棄物30 55份；粗骨料35 45份，將各組分混合均勻，通過(guò)免燒制磚機(jī)擠壓成形，養(yǎng) 護(hù)14 21天，制成免燒磚。該劑制作的免燒磚抗壓強(qiáng)度能夠達(dá)到普通磚MUlO標(biāo)準(zhǔn)，浸泡 水質(zhì)達(dá)到國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)免燒磚養(yǎng)護(hù)熟知，不詳細(xì)敘述。粗骨料包括粒徑在4. 75 9. 75mm的廢磚屑、爐渣、冶煉渣、煤矸石、尾礦、河沙或 風(fēng)化石。對(duì)于聚合氯化鋁在鉆井固體廢物制免燒磚膠結(jié)劑的作用，聚合氯化鋁是成本較低 的無(wú)機(jī)絮凝劑，具有較好的吸附脫穩(wěn)的作用，吸附鉆井固體廢物中膠體微粒及懸浮物表面 的電荷，降低了 Zeta電位，使膠體粒子由原來(lái)的相斥變成相吸，破壞了膠團(tuán)的穩(wěn)定性，促使 膠體微粒相互碰撞，從而形成絮狀混凝沉淀，使高分子油污和化學(xué)添加劑能夠充分包裹在 磚體微粒晶體內(nèi)，減少污染物的浸出；同時(shí)也能使鉆井固體廢棄物中的水份充分析出，能參 與水化反映，使制作的磚體不易龜裂。添加的生石灰同時(shí)調(diào)節(jié)了鉆井固廢的Ph值，在中性-弱堿性環(huán)境下，能更好的發(fā) 揮聚合氯化鋁的絮凝效果。添加的生石灰同時(shí)提高體系中的Ca離子，從而提高粉煤灰的活 化效率。粉煤灰本身沒(méi)有膠凝性能，在常溫、常壓下、和有水存在時(shí)，它所含的大量鋁酸鹽 玻璃體中的活性組分，具有能與Ca(OH)2發(fā)生火山灰反應(yīng)，并生成具有強(qiáng)度的膠凝物質(zhì)。通 過(guò)化學(xué)激發(fā)劑來(lái)激發(fā)粉煤灰的活性膠凝性能，選用磷石膏和硫酸亞鐵能較好的起到粉煤灰 激化劑的作用。本發(fā)明通過(guò)添加磷石膏、硫酸亞鐵、生石灰采用化學(xué)活化的方法激發(fā)粉煤灰的膠 凝性能，在制作免燒磚的過(guò)程中，通過(guò)高壓力的機(jī)械擠壓，增加顆粒接觸表面積，以加快水 化反應(yīng)速度；反應(yīng)生成的鈣礬石晶體在高強(qiáng)度外加壓力之下，晶體結(jié)構(gòu)孔隙變?cè)叫?，?qiáng)度越 高，鈣礬石的存在減少了鉆井固體廢棄物中的水份有余參與水化反映而產(chǎn)生的孔隙量，降 低了磚體中的平均孔徑，同時(shí)加大水化硫鋁酸鈣和水化硫鐵酸鈣凝膠的接觸面，達(dá)到增大 磚體強(qiáng)度，防止磚體變形的目的。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑，能制備免燒磚，經(jīng)免 燒磚采樣并做浸水實(shí)驗(yàn)，按《工業(yè)固體廢物浸出毒性試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB5086)的采樣和浸泡 方法，取浸出液分析，分析得出各項(xiàng)污染物指標(biāo)均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996) 的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)四川省建材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)認(rèn)證。根據(jù)JC422-1991標(biāo)準(zhǔn)檢 驗(yàn)，該樣品所檢項(xiàng)目達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，該樣品所檢項(xiàng)目判為合格。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑，各組分重量份為聚合氯化鋁4份； 磷石膏7份；生石灰24份；粉煤灰60份；硫酸亞鐵5份，將各組分混合攪拌均勻，得到鉆井 固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑。利用鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑制備免燒磚的方法是制免燒磚各組分重 量份為鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑15份；龍崗9井、廣安10井、廣安143井、廣安 002-H2-X3井和磨西005-H12井五口井鉆井固體廢棄物37份；粗骨料48份，混合均勻，通過(guò) 免燒制磚機(jī)擠壓成形，養(yǎng)護(hù)19天，制成免燒磚。粗骨料采用的是粒徑在4. 75 5. 75mm的廢磚屑。通過(guò)液壓擠壓成型的免燒磚按照《非燒結(jié)普通黏土磚》JC422-1991標(biāo)準(zhǔn)和《固化廢物浸出毒物浸出方法》GB 5086-1997進(jìn)行分析。按照《非燒結(jié)普通黏土磚》JC422-1991標(biāo) 準(zhǔn)，所檢驗(yàn)的物理性能、力學(xué)性能、抗凍性、放射性均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值范圍。實(shí)施例2 鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑，各組分重量比為聚合氯化鋁5份； 磷石膏10份；生石灰21份；粉煤灰50份；硫酸亞鐵7份。將各組分混合攪拌均勻。利用鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑制備免燒磚的方法是制免燒磚各組分重量 比為鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑20份；鉆井固體廢棄物40份；粗骨料40份，混合均 勻，通過(guò)免燒制磚機(jī)擠壓成形，養(yǎng)護(hù)20天，制成6000匹免燒磚用于四川邛崍縣地震受災(zāi)民 居重建。粗骨料采用的是粒徑在5. 75 6. 75mm的煤矸石。實(shí)施例3 鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑，各組分重量比為聚合氯化鋁3. 6份； 磷石膏13份；生石灰19份；粉煤灰44份；硫酸亞鐵5份。將各組分混合攪拌均勻。利用鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑制備免燒磚的方法是制免燒磚各組分重量 比為鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑17份；鉆井固體廢棄物43份；粗骨料40份，混合 均勻，通過(guò)免燒制磚機(jī)擠壓成形，養(yǎng)護(hù)20天，制成免燒磚。粗骨料采用的是粒徑在6. 75 7. 75mm的煤矸石。實(shí)施例4 鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑，各組分重量比為聚合氯化鋁6份； 磷石膏21份；生石灰16份；粉煤灰48份；硫酸亞鐵6份。將各組分混合攪拌均勻。利用鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑制備免燒磚的方法是制免燒磚各組分重量 比為鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑22份；鉆井固體廢棄物40份；粗骨料38份，混合 均勻，通過(guò)免燒制磚機(jī)擠壓成形，養(yǎng)護(hù)20天，制成免燒磚。粗骨料采用的是粒徑在6. 75 7.75mm的河沙。實(shí)施例5 鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑，各組分重量比為聚合氯化鋁7份； 磷石膏8份；生石灰21份；粉煤灰52份；硫酸亞鐵7份。將各組分混合攪拌均勻。利用鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑制備免燒磚的方法是制免燒磚各組分重量 比為鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑22份；鉆井固體廢棄物50份；粗骨料35份，混合 均勻，通過(guò)免燒制磚機(jī)擠壓成形，養(yǎng)護(hù)20天，制成免燒磚。粗骨料采用的是粒徑在7. 75 8.75mm的風(fēng)化石。實(shí)施例6 鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑，各組分重量比為聚合氯化鋁4份； 磷石膏17份；生石灰23份；粉煤灰41份；硫酸亞鐵6份。將各組分混合攪拌均勻。利用鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑制備免燒磚的方法是制免燒磚各組分重量 比為鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑18份；鉆井固體廢棄物40份；粗骨料42份，混合 均勻，通過(guò)免燒制磚機(jī)擠壓成形，養(yǎng)護(hù)20天，制成免燒磚。粗骨料采用的是粒徑在8. 75 9.75mm的風(fēng)化石。
權(quán)利要求
一種鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑，其特征在于各組分重量份為聚合氯化鋁3.3～8；磷石膏6～25；生石灰10～26；粉煤灰20～60；硫酸亞鐵4.4～12。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑，其特征是利用鉆井固體 廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑制備免燒磚的方法是制免燒磚各組分重量份為鉆井固體廢棄物 制免燒磚膠結(jié)劑10 22份；鉆井固體廢棄物30 55份；粗骨料35 45份，將各組分混 合均勻，通過(guò)免燒制磚機(jī)擠壓成形，養(yǎng)護(hù)14 21天，制成免燒磚。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑，其特征是所述的粗骨料 是粒徑在4. 75 9. 75mm的廢磚屑、爐渣、冶煉渣、煤矸石、尾礦渣、河沙或風(fēng)化石。
全文摘要
鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑，應(yīng)用于石油鉆井固體廢棄物資源化處理制作免燒磚。各組分重量份為聚合氯化鋁3.3～8；磷石膏6～25；生石灰10～26；粉煤灰20～60；硫酸亞鐵4.4～12。利用鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑制備免燒磚的方法是制免燒磚各組分重量份為鉆井固體廢棄物制免燒磚膠結(jié)劑10～22；鉆井固體廢棄物30～55；粗骨料35～45，混合均勻，通過(guò)免燒制磚機(jī)擠壓成形，養(yǎng)護(hù)14～21天，制成免燒磚。效果是能制備免燒磚，經(jīng)免燒磚采樣并做浸水實(shí)驗(yàn)，分析得出各項(xiàng)污染物指標(biāo)均達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)JC422-1991標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，該樣品所檢項(xiàng)目達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
文檔編號(hào)C04B18/12GK101805161SQ20101013040
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者向啟貴, 易暢, 范有余, 銀小兵, 陸林峰 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司