CN114146812B - 一种用于回收石油钻井加重剂的选矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于回收石油钻井加重剂的选矿方法。该选矿方法包括如下步骤：首先将原矿与水按比例混合得到混合物；然后向所述混合物中加入硫化钠和非硅类消泡剂，得到共混物；接着进行高速搅拌处理，使原矿和水充分混合成矿浆状态；最后，将混合后的矿浆通过旋流器分级和重选处理，合并精矿后得到重晶石总精矿。本发明采用选矿方法实现石油钻井液中的加重剂的高效回收，流程简单、选别效率高、适应性强，得到的产品可以作为加重剂循环利用，降低了废弃物对环境造成的污染，避免了资源的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及选矿技术领域，尤其涉及一种用于回收石油钻井加重剂的选矿方法。
背景技术
石油钻井液使用后，由于钻井液混入了石油及一些矿石，变成了一种废弃物，其中的加重剂也无法再利用，传统的方法回收石油钻井液中的加重剂有两种，分别为：(1)采用简单的固相处理设备通过固液分离的方法对加重剂进行回收，得到的加重剂纯度低，难以利用，仅局限于石油钻井领域，例如公开号为CN213419055U实用新型专利公开的一种钻井液重晶石再利用系统和钻井液净化循环系统。(2)采用高温煅烧进行氧化还原，再加入复杂的化学药剂进行一系列反应得到重晶石钻井加重剂，这种方法流程长，反应剧烈，条件苛刻，属于化工领域，在实际生产中其同时还存在移动困难、成本高的问题。
目前，在选矿领域对石油钻井液中的加重剂采用选矿的方法进行回收利用目前还未有相关研究。
公开号为CN106944249A提供了一种含低品位重晶石废弃物料的联合选矿方法。该方法包括以下步骤：(1)将粉状物料加水配制成矿浆；(2)将步骤⑴中得到的矿浆给入重选设备进行选别；(3)将步骤⑵中得到的重矿物调浆，给入旋流器进行分级，得到沉砂产品和溢流产品，沉砂产品进入磨矿设备进行磨矿；(4)将步骤⑶中得到的磨矿产品和溢流产品合并脱泥，脱泥后调浆；(5)将步骤⑷所得矿浆，给入磁选机进行分选；(6)将步骤⑸所得非磁性产品调浆，给入浮选机进行4-6段选别浮选；(7)对步骤⑹得到的重晶石粉产品过滤、脱药、增白，获得重晶石产品。但是，该方法针对的是传统矿石物料，给矿是铁矿尾矿，该方法无法对石油钻井液矿物原料进行有效选矿，也存在流程长、成本高的技术不足。
有鉴于此，有必要设计一种改进的用于回收石油钻井加重剂的选矿方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于回收石油钻井加重剂的选矿方法。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种用于回收石油钻井加重剂的选矿方法，其包括如下步骤：
S1，将原矿与水按1：3～4的质量比混合，得到混合物；
S2，按预定比例，向所述混合物中加入硫化钠和非硅类消泡剂，得到共混物；
S3，将所述共混物进行高速搅拌处理30～60min，使原矿和水充分混合成矿浆状态，搅拌过程中硫化钠和非硅类消泡剂与矿浆充分作用；
S4，将混合后的矿浆通过旋流器分级成+A和-A粒级，A的粒级为75μm；将+A粒级进行摇床重选得到+A精矿和+A尾矿；将-A粒级通过旋流器分级成+B和-B粒级，B的粒级为38μm；
S5，将+B粒级进行离心机重选得到+B精矿和+B尾矿；将-B粒级进行离心机重选得到-B精矿和-B尾矿；
S6，将+A精矿、+B精矿和-B精矿合并，得到重晶石总精矿。
作为本发明的进一步改进，所述原矿为石油钻井用加重材料固液混合物，包括重晶石、石英、方解石以及石油。
作为本发明的进一步改进，步骤S2中，所述硫化钠的添加量为500-1000g/t、所述非硅类消泡剂的添加量为500-1000g/t。
作为本发明的进一步改进，所述非硅类消泡剂为C6～C10一元脂肪醇、聚山梨酯、棕榈酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种组合。
作为本发明的进一步改进，步骤S5中，所述离心机重选的过程为：先经过摇床进行粗选，粗选精矿再经过离心机进行精选得到精矿产品。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的用于回收石油钻井加重剂的选矿方法，采用选矿的方法回收石油钻井液中的加重剂，流程简单、选别效率高、适应性强，同时还有效回收了固废物中的有用物质，降低了废弃物对环境造成的污染及资源的浪费。与石油领域工艺相比，本工艺得到的产品BaSO4纯度高，回收率和利用率高；与化工领域工艺相比，本工艺流程可操作性强，使用的药剂成分简单，且为无毒环保型药剂，同时显著降低了回收成本。
2、本发明提供的用于回收石油钻井加重剂的选矿方法，采用硫化钠和非硅类消泡剂实现了石油与有用矿物的分离。该方法适应性强，可根据石油的含量和加水后的泡沫状态，适当改变硫化钠和非硅类消泡剂的用量，用以显著提高重晶石的回收率，同时，得到的产品可以作为加重剂循环利用，降低了废弃物对环境造成的污染，避免了资源的浪费。
3、本发明提供的用于回收石油钻井加重剂的选矿方法，在基于硫化钠和非硅类消泡剂与原料充分接触的基础上，采用旋流器分级-摇床重选-旋流器分级-离心机重选联合选矿工艺，能够实现加重剂的高效回收。
附图说明
图1为本发明提供的用于回收石油钻井加重剂的选矿方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
请参阅图1所示，本发明提供了一种用于回收石油钻井加重剂的选矿方法，其包括如下步骤：
S1，将原矿与水按1：3～4的质量比混合，得到混合物；
S2，按预定比例，向所述混合物中加入硫化钠和非硅类消泡剂，得到共混物；
S3，将所述共混物进行高速搅拌处理30～60min，使原矿和水充分混合成矿浆状态，搅拌过程中硫化钠和非硅类消泡剂与矿浆充分作用；
S4，将混合后的矿浆通过旋流器分级成+A和-A粒级，A的粒级为75μm；将+A粒级进行摇床重选得到+A精矿和+A尾矿；将-A粒级通过旋流器分级成+B和-B粒级，B的粒级为38μm；
S5，将+B粒级进行离心机重选得到+B精矿和+B尾矿；将-B粒级进行离心机重选得到-B精矿和-B尾矿；
S6，将+A精矿、+B精矿和-B精矿合并，得到重晶石总精矿。
优选的，所述原矿为石油钻井用加重材料固液混合物，包括重晶石、石英、方解石以及石油。
优选的，步骤S2中，所述硫化钠的添加量为500-1000g/t、所述非硅类消泡剂的添加量为500-1000g/t。
优选的，所述非硅类消泡剂为C6～C10一元脂肪醇、聚山梨酯、棕榈酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种组合。
优选的，步骤S5中，所述离心机重选的过程为：先经过摇床进行粗选，粗选精矿再经过离心机进行精选得到精矿产品。
实施例1
本实施例1以某石油钻井用加重材料为对象，原矿含BaSO432.29％，主要矿物为重晶石、石英、方解石等，原矿是一种固液混合物，含有0.1％左右的石油，由于石油是一种疏水的物质，导致原矿也呈疏水状态，采用传统的选矿方法难以回收其中的重晶石。
本发明实施例1提供了一种用于回收石油钻井加重剂的选矿方法，其包括如下步骤：
S1，将原矿与水按1：4的质量比混合，得到固-液混合物。
S2，向所述混合物中加入硫化钠和非硅类消泡剂(质量比为1：1的聚山梨酯和十二烷基硫酸钠混合物)，得到共混物；所述硫化钠的添加量为600g/t、所述非硅类消泡剂的添加量为600g/t。
S3，将所述共混物进行高速搅拌处理60min，使原矿和水充分混合成矿浆状态，搅拌过程中硫化钠和非硅类消泡剂与矿浆充分作用，其作用机理在于：原矿与水混合后由于石油的疏水性，矿浆产生大量的泡沫，添加硫化钠和非硅类消泡剂是为了消泡，消泡的原理是在气泡表面疏水的重晶石颗粒会吸引药剂的疏水端，使疏水的重晶石颗粒产生亲水性并进入水相，从而起到消泡的作用，达到使吸附在重晶石表面的石油脱除分离的目的。
S4，将混合后的矿浆通过旋流器分级成+A和-A粒级，A的粒级为75μm；将+A粒级进行摇床重选得到+A精矿和+A尾矿；将-A粒级通过旋流器分级成+B和-B粒级，B的粒级为38μm。
S5，将+B粒级进行离心机重选得到+B精矿和+B尾矿；将-B粒级进行离心机重选得到-B精矿和-B尾矿；所述离心机重选的过程为：先经过摇床进行粗选，粗选精矿再经过离心机进行精选得到精矿产品。
S6，将+A精矿、+B精矿和-B精矿合并，得到重晶石总精矿。
经过测验，本实施例1中，重晶石总精矿含BaSO490.48％，比重为4.20g/cm3，重晶石回收率为50.27％。
对比例1
原矿石来源同实施例1。不加硫化钠和非硅类消泡剂，不分级直接进行离心机重选，其他均与实施例1相同。
对比例2
原矿石来源同实施例1。不加硫化钠和非硅类消泡剂，分级进行摇床和离心机重选，其其他均与实施例1相同。
对比例3
原矿石来源同实施例1。不加硫化钠，其他均与实施例1相同。
对比例4
原矿石来源同实施例1。不加非硅类消泡剂，其他均与实施例1相同。
表1为实施例1及对比例1-4的选矿参数
| 实施例 | 产品名称 | BaSO<sub>4</sub>品位％ | 比重g/cm<sup>3</sup> | 回收率％ |
| 实施例1 | 总精矿 | 90.48 | 4.20 | 50.27 |
| 对比例1 | 总精矿 | 84.29 | 3.93 | 30.62 |
| 对比例2 | 总精矿 | 87.31 | 4.09 | 37.39 |
| 对比例3 | 总精矿 | 88.27 | 4.11 | 42.83 |
| 对比例4 | 总精矿 | 86.64 | 4.02 | 35.93 |
从表1可以看出，本发明实施例1提供的重晶石总精矿的品位和重晶石的回收率都显著高于对比例1-2，说明实施例1提供的选矿方法添加了硫化钠和非硅类消泡剂后，硫化钠和非硅类消泡剂有效脱除了重晶石表面的油类物质，起到了清洗油类物质的作用。
对比例3-4的重晶石总精矿的品位和重晶石的回收率都低于实施例1，表明相比与单一的硫化钠作用或者单一的非硅类消泡剂作用，本发明提供的硫化钠和非硅类消泡剂的联合作用方法，能够协同加强重晶石表面的石油脱除分离的效果，其机理在于：硫化钠调节矿浆环境至合适的pH值范围，再添加非硅类消泡剂，在机械搅拌作用下，药剂与油类物质充分反应，消泡剂的疏水基団将油类物质通过清洗的过程脱除重晶石表面。
实施例2-4
与实施例1的不同之处在于：硫化钠和非硅类消泡剂的添加量不同，其他均匀实施例1相同，在此不再赘述。
表2为实施例1-4的选矿参数
从表2可以看出，硫化钠和非硅类消泡剂的添加量不同对重晶石回收率的影响是：非硅类消泡剂用量增加，BaSO4品位提高，回收率降低，硫化钠和非硅类消泡剂用量同时减少，BaSO4品位和回收率均降低，硫化钠和非硅类消泡剂用量同时增加，BaSO4品位和回收率均提高。
需要注意的是，本领域技术人员应当理解，本发明的其他实施方式中，所述非硅类消泡剂还可以为C6～C10一元脂肪醇、聚山梨酯、棕榈酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种组合，均能够达到较好的促使重晶石表面的石油脱除分离作用。而且，在具体应用场合中，若用于石油含量高的石油钻井原料，可根据石油的含量和加水后的泡沫状态适当改变硫化钠和非硅类消泡剂的用量。
综上所述，本发明提供了一种用于回收石油钻井加重剂的选矿方法。该选矿方法包括如下步骤：首先将原矿与水按比例混合得到混合物；然后向所述混合物中加入硫化钠和非硅类消泡剂，得到共混物；接着进行高速搅拌处理，使原矿和水充分混合成矿浆状态；最后，将混合后的矿浆通过旋流器分级和重选处理，合并精矿后得到重晶石总精矿。本发明采用选矿方法实现回收石油钻井液中的加重剂，得到的产品可以作为加重剂循环利用，降低了废弃物对环境造成的污染，避免了资源的浪费。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (2)
1.一种用于回收石油钻井加重剂的选矿方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1，将原矿与水按1：3～4的质量比混合，得到混合物；
S2，按预定比例，向所述混合物中加入硫化钠和非硅类消泡剂，得到共混物；
S3，将所述共混物进行高速搅拌处理30～60min，使原矿和水充分混合成矿浆状态，搅拌过程中硫化钠和非硅类消泡剂与矿浆充分作用；
S4，将混合后的矿浆通过旋流器分级成+A和-A粒级，A的粒级为75μm；将+A粒级进行摇床重选得到+A精矿和+A尾矿；将-A粒级通过旋流器分级成+B和-B粒级，B的粒级为38μm；
S5，将+B粒级进行离心机重选得到+B精矿和+B尾矿；将-B粒级进行离心机重选得到-B精矿和-B尾矿；
S6，将+A精矿、+B精矿和-B精矿合并，得到重晶石总精矿；
所述原矿为石油钻井用加重材料固液混合物，包括重晶石、石英、方解石以及石油；
所述非硅类消泡剂为C6～C10一元脂肪醇、聚山梨酯、棕榈酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种组合；
步骤S2中，所述硫化钠的添加量为500-1000g/t、所述非硅类消泡剂的添加量为500-1000g/t。
2.根据权利要求1所述的一种用于回收石油钻井加重剂的选矿方法，其特征在于：步骤S5中，所述离心机重选的过程为：先经过摇床进行粗选，粗选精矿再经过离心机进行精选得到精矿产品。
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