The investigation of fabricated ceramic materials, which can be used as proppants, is presented. Proppants are ceramic materials applied in hydraulic fracturing during extraction of shale gas. Solid slurry pumped with liquid into the deposit causes destruction of the rock structure. The role of proppants is to avoid closing of formed pores and as result enable gas migration from the deposit. Due to processing requirements and conditions in formations (high pressure and temperature), proppants should be characterized by proper physico-mechanical properties. The aim of this work was to elaborate the preparation method of ceramic materials, which can be used as proppants. In this paper results of properties studies of obtained proppants are presented. The influence of raw materials composition, especially the type of applied binder, was examined. Two types of green proppants obtained by the method of mechanical granulation without binder and with poly(vinyl alcohol) in amount of 5 wt% with respect to the powder were used. The properties: bulk density, roundness and sphericity coefficient, grain size and also structure and morphology of proppants was determined by the method of scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy. The results indicate that composition of raw materials and type of binder have an important influence on the properties of obtained proppants in green state.

Międzynarodowa Konferencja IMT 2016Celem badań było opracowanie mas lejnych z surowców głównie pochodzenia krajowego do otrzymania propantów ceramicznych metodą suszenia rozpyłowego. Sporządzono masy lejne z kaolinu, gliny, boksytu oraz mieszanki tych surowców z 5 i 10% wag. dodatkiem popiołu pochodzącego ze spalania węgla brunatnego. Przygotowane masy lejne poddawano badaniom reologicznym. Zastosowano cztery deflokulanty, które wprowadzono w ilości 0,25% wag. w stosunku do fazy stałej. SŁOWA KLUCZOWE: masy lejne, badania reologiczne, lepkość, deflokulant, propantThe aim of the research was to develop mixtures from domestic raw materials which are used for ceramic proppants generation by the method of spray drying The subject of the study were slurries prepared with kaolin, clay, bauxite and mixtures of these materials with 5 and 10% wt. addition of ash from the combustion of brown coal. Prepared slurries were tested for their rheology. Deflocculants were four organic compounds in amount of 0.25% by weight relative to the solid phase. KEYWORDS: ceramic slurries, rheological properties, viscosity, deflocculant, proppant Propanty ceramiczne wytwarza się w granulatorach lub suszarniach rozpyłowych [1,2]. W przypadku suszenia rozpyłowego granulat powstaje w komorach suszarni, do których przez odpowiednie dysze rozpyla się zawiesinę surowców, a w przeciwprądzie wprowadza gorący, gazowy czynnik suszący. W wyniku szybkiego odparowania rozpuszczalnika z zawartej w zawiesinie fazy stałej formują się drobne, kuliste cząstki [3]. Własności produktu, jego wytrzymałość, odpowiedni kształt ziaren zależą zarówno od warunków panują-cych w suszarni, jak i od rodzaju zastosowanych surowców, składu sporządzonej z nich zawiesiny oraz dodatków -deflokulantów, wpływających na własności reologiczne wyjściowej masy lejnej [4]. W zależności od rodzaju deflokulanta i jego ilości może zmieniać się rozproszenie fazy stałej w zawiesinie, stabilność zawiesiny, jej skłonność do sedymentacji oraz jej lepkość [5,6]. Dla uzyskania optymalnej deflokulacji konieczne jest poznanie reologii stosowanych składów zawiesin [7]. W niniejszej pracy sprawdzono możliwość zastąpienia części droższych surowców odpadowym materiałem, tj. popiołem ze spalania węgla brunatnego (PB). Oczekiwano, że jego niewielka ilość nie zmieni właściwości reologicznych sporządzonych mas lejnych, natomiast obniży koszty wytwarzania propantu. Materiały i metodyDo sporządzenia mas lejnych zastosowano, obok polskich surowców: kaolinu oraz gliny Lubsko, boksyt pochodzący z Sardynii (o średnicy cząstek odpowiednio 40, 40 i 20 μm). Część składu zastąpiono popiołem ze spalania węgla brunatnego (PB) z jednej z polskich elektrowni. Ziarna popiołu były znacznie większe od ziaren pozostałych surowców (średnia wielkość cząstek ok. 78 μm). Sporządzono masy lejne o jednakowej ilości fazy stałej -50% wag. Wcześniejsze badania dotyczyły mieszanek kaolinu, gliny i boksytu z przewagą kaolinu, ponieważ ze stosowanych surowców wykazuje on najlepsze właściwości reologiczne w zawiesinach wodnych. W r...