鋁土礦陶瓷砂（石油壓裂支撐劑用陶瓷砂）的生產是一個複雜的過程，涉及破碎、研磨、造粒和高溫燒結等多個步驟。核心製程是高溫煅燒，將鋁土礦轉化為高強度、耐腐蝕的陶瓷顆粒。以下是詳細的生產流程和關鍵技術要點：
1. 原料準備
鋁土礦選礦
採用Al₂O₃含量≥75%的高鋁礬土（一級或特級），嚴格控制Fe₂O₃等雜質（通常<1.5%）。
原料粒度為300-500mm，先用顎式破碎機進行粗碎，再用反擊式破碎機進行細碎，破碎至≤20mm顆粒。
乾燥和脫水
乾燥在流體化床爐（熱風溫度800-900℃）中進行，至水分含量<1.5％，以防止研磨過程中粘壁。
二、研磨配料
閉路研磨系統
乾燥後的鋁土礦與添加劑（錳粉、氧化鎂等）以適當比例混合，然後透過球磨機和分級機循環研磨至500目或更大尺寸（粒度≤30μm）。
作用：提高原料的反應性，確保燒結均勻。
配方調整
典型配方：85-90%鋁土礦+5-8%錳粉+2-3%黏結劑（如羧甲基纖維素）。
添加劑作用：降低燒結溫度（由1500℃降至1150-1250℃），並提高顆粒強度。
三、造粒
盤造粒法
將粉末加水（8-10%），在傾斜的旋轉盤上滾動形成顆粒。顆粒大小由噴水量和旋轉盤轉速控制（目標0.5-1.2mm）。
優點：顆粒圓度優良，適合中小規模生產。
噴霧造粒（工業應用首選）
將粉末與水和分散劑混合形成漿料。混合物通過高壓噴嘴霧化，然後立即在乾燥塔中成粒（以獲得更均勻的粒度分佈）。
參數：入口熱風溫度400-500℃，出口溫度100-120℃。
四、高溫煅燒（核心工序）
迴轉窯燒結
溫度曲線：
預熱（200-600°C）：去除殘留的水分和有機物。
中溫（600-1000℃）：鋁土礦脫水（Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O→Al₂O₃+2SiO₂+H₂O↑）。
高溫階段（1150-1500℃）：形成剛玉相（α-Al₂O₃）和莫來石相（3Al₂O₃·2SiO₂），賦予高強度。
窯內氣氛：弱氧化性（過量空氣係數1.05-1.10）。
節能技術
利用窯廢氣預熱生球團（提高熱效率20%以上）。
使用天然氣/煤層氣代替煤粉可減少二氧化硫排放。
五、冷卻及分類
快速冷卻工藝
出窯陶粒在迴轉冷卻機中快速冷卻至80℃以下（或空冷），以防止晶粒過度長大、脆性增加。
篩檢和分類
多層振動篩按石油產業標準分類：
20/40目（0.45-0.9毫米）
30/50目（0.3-0.6毫米）
不合格產品（<5%）將返回研磨工序。
六、性能測試及包裝
關鍵性能測試
抗壓強度：≥86MPa（閉合壓力52MPa時破碎率<5%）。
酸溶解度：<5%（4% HCl + 3% HF 混合物，在 90°C 下浸泡 30 分鐘）。
堆積密度：1.65-1.85 g/cm³（符合 API/ISO 標準）。
防塵包裝
採用噸袋（500-1000公斤）或小袋（25公斤）包裝，標示粒度、密度、酸溶性等參數。
製程難點及解決
方案 問題 原因 解決方案
顆粒黏附環
煅燒溫度過高或局部過熱
優化窯速（0.5-1.5 rpm）
強度不達標
Al₂O₃ 含量不足或燒結不充分
提高煅燒溫度至 1400°C 以上
粉塵污染
研磨/篩分製程的排放器
安裝脈衝量：8% 8% >9% 8% 8% 8%）的石油裝置
安裝
。以上，擴展裂縫並增加油氣滲透性。
精密鑄造：採用鋯英砂取代鋯英砂作型砂，耐高溫可達1600℃。
環保濾料：用作廢水處理中的生物膜載體。
此製程精確控制鋁土礦的成分、燒結溫度和冷卻速度，確保產品具有強度高、密度低、耐腐蝕等特點，是石油開採產業不可取代的關鍵材料。