一種從廢鉆井泥漿中回收重晶石的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鉆井廢棄物處理領域，特別是從廢鉆井泥漿中回收重晶石的方法。
【背景技術】
[0002]鉆井廢棄物由鉆井廢泥漿、鉆井廢水以及鉆肩等組成，具有油類、固體懸浮物、重金屬離子含量高、含水率變化大，難于脫水等特點，是目前油氣田的主要污染源之一。鉆井廢棄物如果直接排放會影響農作物的生長，長期堆放后會滲入土壤，并進一步污染地下水。因此對其進行無害化處理越來越引起人們的重視。鉆井泥漿隨鉆井工藝需要和地質條件等而有所不同。國內的鉆井泥漿主要由黏土、鉆肩、加重材料(重晶石、水泥等)、化學添加劑、無機鹽組成的多相穩定體系。目前我國每年因為鉆井產生的廢物總排放量高達200萬立方米，陸地的鉆井廢物大多采用固化處理。
[0003]目前國際上公認為最環保的鉆井廢泥漿處理方法是將鉆井廢棄物粉碎漿化后注入合適的地層。鉆井巖肩通過研磨粉碎和篩分并加入適當的水，在注入地層前如需要還可加入適量的稠化劑。這一技術目前主要在國外和國內的部分海上油田采用。
[0004]國內目前尚未開發出較為合適鉆井泥漿處理設備和工藝，大部分油田都采用固化方式處理鉆井廢棄物，即向鉆井廢物物種加入大量的固化劑，使其中的水分被吸附固化成固體物就地掩埋，主要的固化劑包括石灰、粉煤灰、水泥、水玻璃，硅酸鹽等。這樣的處理方法實際上并不能將有害物質完全固化，其隱藏的有害物會慢慢釋放到土壤和地下水中，難以避免二次污染。
[0005]隨著國內外對于環境保護力度的不斷加強，對于鉆井廢棄物的排放要求會越來越嚴格，通過添加固化劑處理鉆井廢棄物的方式必然會被禁止，尋找真正綠色的鉆井污染物處理方法才是正確的選擇。
[0006]另一方面，廢鉆井泥漿中的主要組分除了鉆肩以外，其他的很多組分如重晶石等有回收利用的價值，只要采取合理的工藝方法，不僅可以帶來顯著的生態環境效益，還可以變廢為寶，產生一定的經濟效益。目前國內外研宄主要的廢鉆井液回收利用方法包括分離回收廢鉆井泥漿中的重晶石、鉆肩等。其中重晶石用來再次配制鉆井泥漿，鉆肩則用來作為水泥原料或直接作為建筑材料。目前國內外已經公開的重晶石回收方法主要是離心沉降工藝。該工藝存在操作費用高，分離不徹底的問題。
[0007]CN201610750U公開了一種石油鉆井液中重晶石回收再利用系統，包括中速離心機1、高速離心機2、回收中儲罐3、處理中儲罐4、甩干裝置5和烘干裝置6等裝置，其回收效率較高，能夠降低勞動強度，改善勞動條件，減少環境污染。
[0008]CN101050695A公開了一種回收加重鉆井液中的重晶石并排除無用固相的系統，通過一套有機聯系的系統，將兩臺離心機串聯到一起，分兩個步驟處理鉆井液，同時解決了加重鉆井液處理中的重晶石高效分離、重晶石回收分散、防止重晶石沉淀、提高加重鉆井液處理效率等問題，在回收大多數重晶石的同時，排掉了大部分巖肩顆粒，大大減少了重晶石的消耗，既節約了成本，也保護了環境。
【發明內容】
[0009]本發明針對廢鉆井泥漿中有大量的鉆肩粉末和可溶性鹽含量較高的特點，利用浮選分離的方法來分離出重晶石，通過調整廢液中的PH值，并優化浮選添加劑，提高了浮選的效率，同時對于浮選后的重晶石進行進一步的表面改性，使其完全適應于重新配置鉆井泥漿。使用本發明公開的方法不僅成本低廉，而且回收的重晶石純度可以達到90%以上。
[0010]從廢鉆井泥漿中浮選回收的重晶石粉，由于在浮選的過程中加入了浮選機對重晶石表面進行了改性，因此在重新用于配制鉆井泥漿時需要對重晶石進行表面改性，使其重新具有親水性，本發明人根據反復試驗，發現通過加入季銨鹽類表面活性劑以及聚乙二醇就可以實現表面改性，尤其是通過二者的加入比例，甚至可以達到比新重晶石粉更好的表面改性效果。
[0011]本發明公開了一種從廢鉆井泥漿中回收重晶石的方法，包括以下步驟:(1)對廢鉆井泥漿過篩，除去粒徑大于Imm的固體顆粒；(2)加入硫酸，調整廢鉆井泥漿中的pH值為6-7 ； (3)、加入適量的水，控制泥漿懸濁液的密度在1.2-1.3g/ml ； (4)加入浮選添加劑至浮選機中，經過5-10天浮選得到重晶石；(5)浮選得到的重晶石用改性劑進行表面改性；其中所浮選添加劑的加入量以每立方米泥漿計，水玻璃600-1000g，油酸300-500g，十二烷基磺酸鈉 300-500g，檸檬酸 50-100g。
[0012]其中浮選步驟進行1-6次，優選進行3-4次。
[0013]所述改性劑是聚乙二醇和季銨鹽，其用量為每噸重晶石使用l_5kg聚乙二醇，2_8kg季銨鹽。所述季銨鹽是本領域常見的季銨鹽型陽離子表面活性劑，優選
[0014]改性劑中所述季銨鹽和聚乙二醇的質量比為1-2:1。
[0015]所述改性劑中還可以加入木質素磺酸鹽，加入量為每噸重晶石l_5kg。所述木質素磺酸鹽優選是木質素磺酸鈉和木質素磺酸鋁。
[0016]聚乙二醇的重均分子量為300-1000。
[0017]所述硫酸的質量濃度是1_30%。
[0018]回收得到重晶石的純度為90%以上，優選為95%以上。
[0019]本發明中優選油酸作為捕收劑，改變重晶石顆粒表面的親水性，使重晶石顆粒具有可浮性，水玻璃用于用于抑制泥漿中的硅酸鹽顆粒，使得重晶石顆粒和鉆肩類的硅酸鹽類物質順利分離開來，保證重晶石的純度。檸檬酸用于進一步調節泥漿中的PH值，十二烷基磺酸鈉作為分散劑用于調節顆粒的聚集速度，保證浮選的質量。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]勝利油田廢鉆井泥漿150m3，除去其中較大的雜物后，用篩孔為20目過篩分離出泥漿中較大的鉆肩，在反應釜中加入濃度為30%的硫酸，并充分攪拌，待鉆肩的pH值達到6為止，加入適量的水，將泥漿的密度控制在1.25g/ml，加入水玻璃150kg，油酸45kg，十二烷基磺酸鈉45kg，檸檬酸15kg，再攪拌條件下將泥漿導入浮選池中進行浮選，經過5d，得到重晶石粉47噸，加入50kg聚乙二醇，季銨鹽10kg進行改性，即得到可以重復使用的重晶石粉，其中重晶石粉純度為95%。
[0022]實施例2
[0023]勝利油田廢鉆井泥漿210m3，除去其中較大的雜物后，用篩孔為20目過篩分離出泥漿中較大的鉆肩，在反應釜中加入濃度為15%的硫酸，并充分攪拌，待鉆肩的pH值達到
6.5為止，加入適量的水，將泥漿的密度控制在1.3g/ml，加入水玻璃210kg，油酸90kg，十二烷基磺酸鈉50kg，檸檬酸20kg，再攪拌條件下將泥漿導入浮選池中進行浮選，經過5d，得到重晶石粉61噸，加入60kg聚乙二醇，季銨鹽60kg進行改性，即得到可以重復使用的重晶石粉，重晶石粉純度為94%。
[0024]實施例3
[0025]華北油田廢鉆井泥漿100m3，除去其中較大的雜物后，用篩孔為20目過篩分離出泥漿中較大的鉆肩，在反應釜中加入濃度為25%的硫酸，并充分攪拌，待鉆肩的pH值達到6為止，加入適量的水，將泥漿的密度控制在1.27g/ml，加入水玻璃120kg，油酸50kg，十二烷基磺酸鈉40kg，檸檬酸10kg，再攪拌條件下將泥漿導入浮選池中進行浮選，經過7d,得到重晶石粉25噸，加入30kg聚乙二醇，季銨鹽60kg進行改性，即得到可以重復使用的重晶石粉，重晶石粉純度為95%。
[0026]對比例I
[0027]勝利油田廢鉆井泥漿150m3，采用兩級離心分離技術進行分離，得到重晶石粉51m3，其純度為86%。
【主權項】
1.一種從廢鉆井泥漿中回收重晶石的方法，包括以下步驟:(1)對廢鉆井泥漿過篩，除去粒徑大于Imm的固體顆粒；(2)加入硫酸，調整廢鉆井泥漿中的pH值為6-7 ; (3)、加入適量的水，控制泥漿懸濁液的密度在1.2-1.3g/ml ； (4)加入浮選添加劑至浮選機中，經過5-10天浮選得到重晶石；(5)浮選得到的重晶石用改性劑進行表面改性；其中所浮選添加劑的加入量以每立方米泥漿計，加入水玻璃600-100g，油酸300-500g，十二烷基磺酸鈉300-500g，檸檬酸 50-100go
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述浮選步驟進行1-6次。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(4)中所述的改性劑是乙二醇和季銨鹽，其用量為每噸重晶石使用l_5kg聚乙二醇，2-8kg季銨鹽。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于所述季銨鹽和乙二醇的質量比為1-2:1。
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于所述聚乙二醇的重均分子量為300-1000。
6.如權利要求4所述的方法，其特征在于步驟(4)中所述的改性劑還包括木質素磺酸鹽，其用量為每噸重晶石使用l_5kg。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于所述木質素磺酸鹽是木質素磺酸鈉和木質素磺酸鋁。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于回收得到重晶石的純度為90%以上，優選為95%以上。
9.一種將如權利要求1-8中任意方法制備的重晶石用于配制鉆井泥漿的應用。
【專利摘要】本發明針對廢鉆井泥漿中有大量的鉆屑粉末和可溶性鹽含量較高的特點，改進了傳統的浮選分離選礦方法，通過調整廢液的pH值，并優化浮選添加劑，提高了浮選的效率。使用本發明公開的方法不僅成本低廉，而且回收的重晶石純度可以達到90％以上，完全可以重新用于鉆井泥漿的配制。
【IPC分類】C01F11-46
【公開號】CN104609455
【申請號】CN201410643181
【發明人】邢青松, 惠學芹, 咸斌, 朱效波, 高翠芳
【申請人】鹽城工學院
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年11月13日