申请日2017.02.28
公开(公告)日2017.06.20
IPC分类号C05G3/00; C04B38/06; C04B33/132; C04B33/135; C04B33/13; C09K8/80
摘要
本发明公开了一种利用污泥制备陶粒支撑剂和复合肥的方法。涉及污泥的利用和油气开采压裂陶粒支撑剂及有机‑无机复合肥料的制备方法。步骤为：1、箱污泥中加入过磷酸钙、粉煤灰、铝矾土、双氧水和混合酸，加热，固液分离，得到固体A和液体A;2、固体A用氢氧化钠溶液浸泡并调pH值7‑9，得到固体B，回收浸泡液与液体A混合，再调整混合液的pH值，反应完全，沉淀，分离，得到固体C和液体C;3、液体C中补充氮磷钾，得到液体复合肥;4、固体B和固体C混合，球磨，造粒成球，煅烧，得到陶粒支撑剂。无害化、资源化综合利用剩余污泥的同时，制备廉价的油气开采用途的陶粒支撑剂和复合肥料，废物利用，节能环保，具有很高的环境效益和经济效益。
权利要求书
1.一种利用污泥制备陶粒支撑剂和复合肥的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)取新鲜的剩余污泥，调整含水率80-95%，加入污泥质量的5-20%的过磷酸钙、5-20%的粉煤灰、10-40%的铝矾土和5-10%的质量百分含量为30%的双氧水，搅拌均匀，加热保持微沸5-10min，再按照污泥质量与混合酸溶液体积比为1Kg:1L比例，加入含0.1-1mol/L的盐酸和0.1-1mol/L的硫酸的混合酸溶液，搅拌均匀，加热80-95℃反应10-20min，固液分离，得到固体A和液体A;
2)将步骤1得到的固体A用氢氧化钠溶液浸泡并调pH值7-9，固液分离，得到固体B，回收浸泡液与液体A混合，再用氢氧化钾调整混合液的pH值为6-8，搅拌混合均匀，反应完全，静置沉淀，分离，得到固体C和液体C;
3)分析液体C中氮磷钾含量，按需补充，使得N、P2O5 、K2O含量均不低于20 g/L，且N+P2O5+ K2O总量不低于110g/L，得到液体复合肥;
4)将固体B和固体C混合，105-150℃烘干，球磨，过325目筛子，润湿造粒成球，60-90℃烘干，于1200-1500℃煅烧30-60min，得到陶粒支撑剂。
2.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备陶粒支撑剂和复合肥的方法，其特征在于，所述的污泥为城市生活污水处理厂的剩余污泥。
3.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备陶粒支撑剂和复合肥的方法，其特征在于，所述的步骤1中加入的铝矾土的含氧化铝含量不低于50%。
4.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备陶粒支撑剂和复合肥的方法，其特征在于，所述的步骤4中煅烧方法为：以2℃/min的升温速度升到330℃, 并在此温度下保温30 min，再以3℃/min的速度继续升温到1000℃，并在此温度下保温20 min，再以5℃/min的速度继续升温到烧成温度1200-1500℃, 并保温30-60 min，炉内冷却到室温。
说明书
一种利用污泥制备陶粒支撑剂和复合肥的方法
技术领域
本发明涉及一种油气压裂工艺用的固体支撑剂，具体涉及一种利用污泥制备陶粒支撑剂和复合肥的方法。
背景技术
石油和天然气是当今人类最重要的能源，随着经济建设的飞速发展，各国对石油和天然气需求激增，油气资源日渐枯竭，人们不得不开发难于采收的低渗透油气藏。压裂工艺技术就是目前获得经济油、气流的手段，而压裂支撑剂是压裂工艺技术能否获得成功的关键。目前，轻质的陶粒支撑剂因其具有粒径均匀、耐压强度高、光洁度较好、导流能力强以及杂质含量少等优点，是低渗透油气田和深井开采中首选的支撑剂材料，可大幅度提高油气产量，并能延长油气井的开采年限。
另一方面，随着城市化进程的加速，城市人口激增，城市污水排放量激增，各国都兴建大量的污水处理厂，这些污水处理厂不可避免的产生大量的剩余污泥，这些剩余污泥如不及时处理，会污染环境。目前，各国常采用卫生填埋、焚烧和堆肥等方法处理。但是这些方法有的存在着环境安全隐患，有的成本高。污泥中含有大量的有机物和铜锌铁等金属元素，这些有机物以生物残体为主，富含蛋白质，其中的很多成分都是宝贵的资源。因而，积极探讨污泥的综合利用方法，变废为宝，是污泥处置的最好出路。
为了综合无害化利用城市污水处理厂的剩余污泥，同时制备压裂支撑陶粒和复合肥料，本发明提供一种利用剩余污泥制备一种陶粒支撑剂和复合肥的方法。
发明内容
本发明的目的，是提供一种利用污泥制备陶粒支撑剂和复合肥的方法。无害化、资源化综合利用剩余污泥的同时，制备廉价的油气开采用途的陶粒支撑剂和复合肥料，废物利用，节能环保，具有很高的环境效益和经济效益。
采用的技术方案：
一种利用污泥制备陶粒支撑剂和复合肥的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)取新鲜的剩余污泥，调整含水率80-95%，加入污泥质量的5-20%的过磷酸钙、5-20%的粉煤灰、10-40%的铝矾土和5-10%的质量百分含量为30%的双氧水，搅拌均匀，加热保持微沸5-10min，再按照污泥质量与混合酸溶液体积比为1Kg:1L比例，加入含0.1-1mol/L的盐酸和0.1-1mol/L的硫酸的混合酸溶液，搅拌均匀，加热80-95℃反应10-20min，固液分离，得到固体A和液体A;
2)将步骤1得到的固体A用氢氧化钠溶液浸泡并调pH值7-9，固液分离，得到固体B，回收浸泡液与液体A混合，再用氢氧化钾调整混合液的pH值为6-8，搅拌混合均匀，反应完全，静置沉淀，分离，得到固体C和液体C;
3)分析液体C中氮磷钾含量，按需补充，使得N、P2O5、K2O含量均不低于20 g/L，且N+P2O5+ K2O总量不低于110g/L，得到液体复合肥;
4)将固体B和固体C混合，105-150℃烘干，球磨，过325目筛子，润湿造粒成球，60-90℃烘干，于1200-1500℃煅烧30-60min，得到陶粒支撑剂。
所述的污泥为城市生活污水处理厂的剩余污泥。
所述的步骤1中加入的铝矾土的含氧化铝含量不低于50%。
所述的步骤4中煅烧方法为：以2℃/min的升温速度升到330 ℃, 并在此温度下保温30 min，再以3℃/min的速度继续升温到1000℃，并在此温度下保温20 min，再以5℃/min的速度继续升温到烧成温度1200-1500℃, 并保温30-60 min，炉内冷却到室温。
本发明的优点在于，无害化、资源化综合利用剩余污泥，制备廉价的油气开采用途的陶粒支撑剂和复合肥料，废物利用，节能环保，具有很高的环境效益和经济效益。