专利名称：用油田含油钙质污泥制备水泥熟料的方法
技术领域：
本发明涉及一种油田含油钙质污泥资源化处理的方法，具体涉及一种用油田含油钙质污泥制备水泥熟料的方法。
背景技术：
有些油田为解决油田采油设备的腐蚀问题而采用的技术使油田出产一种含油的钙质污泥。含油钙质污泥是一种粘稠的湿泥，呈土黄色。当呈湿态时，具有很好的可塑性；但完全干燥后，干的含油钙质污泥不再容易溶解或分散在水中。这是一种工业废弃物，目前尚无处理良方。
发明内容
本发明的目的是提供一种资源化处理油田含油钙质污泥的方法，将油田含油钙质污泥作为主原料制备水泥熟料。
本发明的技术方案是用油田含油钙质污泥制备水泥熟料的方法，其步骤如下1).将油田含油钙质污泥用水洗去钠；2).按900℃焙烧后的去钠油田含油钙质污泥与生石灰、石英砂、Fe2O3粉进行配料组成水泥生料的物料，所述的各组份按重量份分别为去钠油田含油钙质污泥35.48-47.39、生石灰33.74-43.64、石英砂13.50-16.40、Fe2O3粉2.2-5.32，对物料进行混合粉磨后烧结；3).烧结好的熟料块粉磨，过0.08mm孔径的筛，得产品；所述的900℃焙烧后的去钠油田含油钙质污泥的化学组成为SiO26.76-12.07wt％、Al2O35.15-15.54wt％、Fe2O31.36-5.20wt％、CaO 54.31-71.16wt％、MgO 9.59-11.37wt％。
本发明用废弃物油田含油钙质污泥为主原料，用水洗去钠，晾干，或者就湿泥进行配方形成水泥生料；配以其它一些原料，成功制备出普通硅酸盐水泥熟料。该水泥熟料配以其它物料，如粉煤灰，形成粉煤灰硅酸盐水泥，或其它普通硅酸盐水泥。由于油田含油钙质污泥含较大量的水、油和CO2等不参加形成水泥熟料反应的物质，配制水泥生料时，应根据经过900℃焙烧的油田含油钙质污泥的化学成分设计水泥生料的配方。按中原油田的污泥年产量(约2.9万立方米干含油钙质污泥)，一个小型水泥厂就可以将这每年的2.9万立方米干污泥消耗光。投资者不但可以赢得直接的经济利益，而且还成功处理了一种工业废物。
具体实施例方式
油田含油钙质污泥的特征1.物态特征含油钙质污泥是一种土黄色的粘稠湿泥，具有很好的可塑性，但当完全干燥时却不再容易分散在水中。该污泥含有较高的Na，该组分对水泥的安定性有不良影响，属须清除者。将含油钙质污泥用清水清洗，静置后去除上清液；反复清洗4次后烘干。清洗前后干泥中Na和Cl的含量列于表1。表1表明Na在污泥中以NaCl的形式存在，清洗后基本被完全去除。
表1 清洗前后干含油钙质污泥中Na和Cl的含量(wt％)Na2O Cl清洗后 0.58 0.38清洗前 5.17 7.44去Na干含油钙质污泥的基本物相组成如表2所示。
表2 含油钙质污泥的基本物相组成(wt％)油+挥发分 去Na含油钙质污泥焙烧基(900℃)42.33 57.672.去Na含油钙质污泥焙烧基的化学成分特征去Na含油钙质污泥焙烧基的化学成分是配制水泥熟料的基础，其分析结果列于表3中。
表3 去Na含油钙质污泥焙烧基的化学组成(wt％)SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO 烧失 总量6.76-12.075.15-15.54 1.36-5.20 54.31-71.16 9.59-11.37 0.93-1.51 100由于油田含油钙质污泥含较大量的水、油和CO2等不参加形成水泥熟料反应的物质，配制水泥生料时，应根据经过900℃焙烧的油田含油钙质污泥的化学成分设计水泥生料的配方。
用油田含油钙质污泥制备水泥熟料的方法，其步骤如下1).将油田含油钙质污泥用水洗去钠；2).按900℃焙烧后的去钠油田含油钙质污泥与生石灰、石英砂、Fe2O3粉进行配料组成水泥生料的物料，所述的各组份按重量份分别为去钠油田含油钙质污泥35.48-47.39、生石灰33.74-43.64、石英砂13.50-16.40、Fe2O3粉2.2-5.32，对物料进行混合粉磨后烧结；3).烧结好的熟料块粉磨，过0.08mm孔径的筛，得产品；所述的900℃焙烧后的去钠油田含油钙质污泥的化学组成为SiO26.76-12.07wt％、Al2O35.15-15.54wt％、Fe2O31.36-5.20wt％、CaO 54.31-71.16wt％、MgO 9.59-11.37wt％。
实施例1表4是用去Na含油钙质干污泥为原料之一的水泥熟料配方(配方1)的化学组成及其该配方的率值。表5是配方1水泥生料的物料组成。我国合格水泥熟料率值KH，IM和SM的含义和及其范围列于下KH(石灰饱和系数)＝(CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3)/2.8SiO2，范围0.86-0.90；IM(铝率)＝SiO2/(Al2O3+Fe2O3)，范围1.00-1.50；SM(硅铝)＝Al2O3/Fe2O3，范围1.80-2.20。
以上率值主要适用于立窑生产的水泥(小型水泥厂)。生产合格水泥必须严格按率值去设计水泥熟料/生料的配方，即无论使用何种原料，最终水泥熟料的率值一定要落在上述的率值范围内。因此，本发明各配方中所使用的不同原料及其数量严格受限于上述率值的范围。
表4 含油钙质污泥水泥熟料的化学组成(wt％)及其率值SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其它 总量 KH(0.86-0.90) IM(1.00-1.50) SM(1.80-2.20)20.406.76 4.51 62.72 4.950.66 100.00 0.871.501.81表5 配方1去Na含油钙质污泥水泥熟料的原料配方(kg)去Na干含油钙质污泥CaO(生石灰粉)石英砂Fe2O3粉75.46 39.0815.15 2.251.将按配方1(表5)配制的生料进行粉磨均混，然后在1300-1350℃保温2小时。将烧结的熟料迅速降温冷却。
2.将烧结的熟料充分粉磨，使之90％通过0.08mm孔径的筛。至此，含油钙质污泥普通硅酸盐水泥熟料制成。
实施例2实施例2是在表4和表5(配方1)的基础上，用含Fe2O346.43wt％的低品位铁矿石替代Fe2O3(高纯铁矿石)粉，从而形成配方2(表8)。
表6 低品位铁矿石的化学组成
表7 含油钙质污泥水泥熟料的化学组成(wt％)及其率值SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO其它 总量 KH(0.86-0.90) IM(1.00-1.50) SM(1.80-2.20)20.626.70 4.48 62.76 4.680.75 100.00 0.87 1.501.84表8 配方2去Na含油钙质污泥水泥熟料的原料配方(kg)去Na干含油钙质污泥 CaO(生石灰粉)石英砂低品位铁矿石粉71.3540.4113.50 4.941.将按配方2(表8)配制的生料进行粉磨均混，然后在1300-1350℃保温2小时。将烧结的熟料迅速降温冷却。
2.将烧结的熟料充分粉磨，使之90％通过0.08mm孔径的筛。至此，含油钙质污泥普通硅酸盐水泥熟料制成。
实施例3实施例3是在配方2的基础上，用河沙替代SiO2粉而形成的配方3(表11)。
表9 河沙的化学组成
表10 含油钙质污泥水泥熟料的化学组成(wt％)及其率值SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO其它 总量 KH(0.86-0.90) IM(1.00-1.50) SM(1.80-2.20)20.616.82 4.58 63.09 4.15 0.75 100.00 0.87 1.49 1.81表11 配方3去Na含油钙质污泥水泥熟料的原料配方(kg)去Na干含油钙质污泥CaO(生石灰粉)河砂 低品位铁矿石粉61.52 43.6415.565.321.将按配方3(表11)配制的生料进行粉磨均混，然后在1300-1350℃保温2小时。将烧结的熟料迅速降温冷却。
2.将烧结的熟料充分粉磨，使之90％通过0.08mm孔径的筛。至此，含油钙质污泥普通硅酸盐水泥熟料制成。
实施例4实施例4是在配方3的基础上，采用含水100wt％的湿去Na含油钙质污泥代替干去Na含油钙质污泥而形成的配方4(表12)。
表12 配方4湿去Na含油钙质污泥水泥熟料的原料配方(kg)去Na干含油钙质污泥CaO(生石灰粉)河砂 低品位铁矿石粉123.0443.6415.565.321.将按配方4(表11)配制的生料在洗泥池中进行混料，然后烘干，再在1300-1350℃保温2小时。将烧结的熟料迅速降温冷却。
3.将烧结的熟料充分粉磨，使之90％通过0.08mm孔径的筛。至此，含油钙质污泥普通硅4.酸盐水泥熟料制成。
含油钙质污泥普通硅酸盐水泥熟料的烧制工艺过程1.按配方配制的生料粉磨；2.生料在1300-1350℃烧结两小时，然后迅速将烧结料迅速冷却；3.冷却的烧结料粉磨到一定细度，即得合格水泥熟料；4.将水泥熟料与其它物料按一定比例混合即形成各种普通硅酸盐水泥。含油钙质污泥普通硅酸盐水泥熟料的有关性质a)凝结时间将制成的水泥熟料按水∶水泥熟料＝1∶3(体积)的比例搅拌均匀，然后将之倒入直径＝2.5cm，高＝1.2cm的模具中。初凝时间为30分钟，终凝时间为10小时。
b)力学性质水泥块3天和14天的抗压强度分别为28.6MPa和48.86Mpa。该力学性质已达到并超过目前商品普通硅酸盐水泥的力学性质。
权利要求
1.用油田含油钙质污泥制备水泥熟料的方法，其特征是步骤如下1).将油田含油钙质污泥用水洗去钠，2).按900℃焙烧后的去钠油田含油钙质污泥与生石灰、石英砂、Fe2O3粉进行配料组成水泥生料的物料，所述的各组份按重量份分别为去钠油田含油钙质污泥35.48-47.39、生石灰33.74-43.64、石英砂13.50-16.40、Fe2O3粉2.2-5.32，对物料进行混合粉磨后烧结；3).烧结好的熟料块粉磨，过0.08mm孔径的筛，得产品；所述的900℃焙烧后的去钠油田含油钙质污泥的化学组成为SiO26.76-12.07wt％、Al2O35.15-15.54wt％、Fe2O31.36-5.20wt％、CaO 54.31-71.16wt％、MgO 9.59-11.37wt％。
2.根据权利要求1所述的用油田含油钙质污泥制备水泥熟料的方法，其特征是所述的步骤2)中Fe2O3粉可以用Fe2O346.43wt％的低品位铁矿石替换。
3.根据权利要求1所述的用油田含油钙质污泥制备水泥熟料的方法，其特征是所述的步骤2)中石英砂可用河沙替换。
全文摘要
本发明涉及一种油田含油钙质污泥资源化处理的方法，具体涉及一种用油田含油钙质污泥制备水泥熟料的方法。用油田含油钙质污泥制备水泥熟料的方法，其特征是步骤如下1).将油田含油钙质污泥用水洗去钠，2).按900℃焙烧后的去钠油田含油钙质污泥与生石灰、石英砂、Fe
文档编号C04B7/30GK1587158SQ200410060678
公开日2005年3月2日 申请日期2004年8月3日 优先权日2004年8月3日
发明者何涌 申请人:中国地质大学(武汉)