高压电瓷废料制备低密度高强度陶粒支撑剂及其性能

摘要

以高压电瓷废料为原料,通过气流超细粉碎、圆盘造粒,经1180~1260℃烧结制备油气开采水力压裂用陶粒支撑剂。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对不同烧结温度陶粒支撑剂试样的物相组成和微观形貌进行分析,通过石油天然气行业标准中的方法测试试样的密度、破碎率及酸溶解度,研究烧结温度对试样微观结构和性能的影响。结果表明,支撑剂主要物相为莫来石和刚玉,随着烧结温度的升高,针状莫来石晶粒逐渐长大,并互相交错堆叠形成网格状结构,液相均匀分散并包裹于晶粒,使试样致密化程度提高。但烧结温度过高会导致试样内二次莫来石化程度变高,部分莫来石晶粒异常长大,使支撑剂整体表现出高的空隙率,影响试样强度。试样在1220℃表现出最高视密度和最低破碎率,在69 MPa闭合压力下其破碎率仅为6.1%、视密度为2.74 g/cm^(3),符合SY/T5108-2014中关于低密度陶粒支撑剂的标准要求。