回收海上油氣田廢棄水基鉆井泥漿制備燒結(jié)磚

嚴(yán)海源，李 斌，張忠亮，金容旭，熊邦泰，郭曉軒，李茂川

(1 中海油田服務(wù)股份有限公司，天津 濱海 065201；2 西南石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，四川 成都 610500)

海底蘊(yùn)含的石油約占世界石油儲(chǔ)量的50%，綜合開發(fā)利用海洋石油資源已經(jīng)成為人類獲取能源的重要渠道。海洋石油天然氣開發(fā)鉆井作業(yè)過程中，為了實(shí)現(xiàn)清洗井底、冷卻潤滑鉆頭、控制與平衡地層壓力等要求，需要使用鉆井液(也稱“泥漿”)，在鉆完井過程中，部分剩余無法回用泥漿形成廢棄泥漿，構(gòu)成鉆井固相廢棄物的主要組成部分，其混雜著黏土、鉆屑、加重材料、化學(xué)添加劑、無機(jī)鹽、污水、污油等，潛在環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)較大。根據(jù)鉆井液中的流體介質(zhì)和體系的組成特點(diǎn)，通常將其分為水基鉆井液、油基鉆井液和合成基鉆井液[1]，其中又以水基鉆井液使用比例最高，相應(yīng)的水基廢棄泥漿的產(chǎn)生量也最多[2]。

在早期海上石油和天然氣開發(fā)中，此類廢物通常選擇直接排放到海洋，但越來越多證據(jù)表明，鉆井廢物直接排放到海洋中會(huì)對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)造成嚴(yán)重污染[3-4]。有鑒于此，很多國家、地區(qū)和國際組織對(duì)鉆井廢物排海提出了污染物含量限值要求。我國《海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值》(GB 4914-2008)中明確規(guī)定，禁止將鉆井階段產(chǎn)生的鉆井廢物直接排放至渤海海域。隨著環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，今后要求做到零排放的海上油田區(qū)域會(huì)越來越多，海上水基鉆井廢物做到“零排放”乃大勢所趨[5-6]。在深層地質(zhì)回注暫未被完全認(rèn)可之前，運(yùn)送到陸地處置幾乎成為部分區(qū)域水基鉆井廢物唯一可行的處置途徑。一般的，海上油氣田鉆井剩余廢棄泥漿通過絮凝壓濾處置后形成的濾餅由托運(yùn)船只轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)陸處置，大量固化物轉(zhuǎn)運(yùn)上岸后，給內(nèi)陸末端處置帶來較大的處置及環(huán)境壓力，如何實(shí)現(xiàn)末端高效處置已然成為制約前端鉆井作業(yè)的關(guān)鍵因素。

陸上油氣田針對(duì)水基鉆井廢物的傳統(tǒng)處置方法主要包括固化填埋法[7]、深井回注法[8]和生物處理法[9]等，這些處置方法普遍具有二次環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)或處置成本高、周期長、工藝復(fù)雜等問題。將鉆井廢物回收再利用的資源化處理技術(shù)因其重新定義了鉆井廢物，將其制備為有價(jià)值的材料而非廢物已然成為鉆井廢物處置的發(fā)展趨勢。該方法不僅可以有效處置鉆井廢物，更重要的是對(duì)其進(jìn)行綜合利用，實(shí)現(xiàn)變“廢”為“寶”，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，符合我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和環(huán)保要求。鑒于鉆井廢物具有和部分建筑材料相似的礦物組成和化學(xué)成分，國內(nèi)外大量研究者對(duì)陸上油氣田水基鉆井固體廢物回收制備建筑材料開展了相關(guān)研究，形成多種處置工藝并積累了一定現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)[10-13]。然而海上水基鉆井固體廢物的成分與陸上有所差異，其高含鹽特性決定了陸上現(xiàn)有處理工藝及技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)完全復(fù)制，必須開發(fā)一種適合海上油氣田的工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高含鹽固相資源化利用。目前，國內(nèi)暫無專門針對(duì)海上水基鉆井固體廢物資源化利用的相關(guān)研究。

本研究擬以渤海水基泥漿經(jīng)壓濾后形成的濾餅為研究對(duì)象，針對(duì)水基濾餅特性進(jìn)行系統(tǒng)研究；同時(shí)以燒結(jié)磚工藝為研究導(dǎo)向，開展利用海上水基濾餅制備燒結(jié)磚工藝研究，形成海上水基濾餅資源化處理的核心工藝及技術(shù)，解決海上油氣田水基濾餅回收上岸后的資源化處置技術(shù)問題，以期為海上油氣田可持續(xù)發(fā)展提供一定指導(dǎo)。

1 原材料與方法

1.1 原材料

海上水基濾餅取自渤海油氣田某鉆井平臺(tái)鉆井廢棄物托運(yùn)船，含水率約為15.1%，含油率約0.18%，燒失量約為20.1%，呈土黃色餅狀；頁巖購買自四川某礦山，褐色塊狀；煤炭取自四川某磚廠。其他藥品及試劑主要為濃硫酸(H2SO4)、濃硝酸(HNO4)，購于成都科龍?jiān)噭S，均為分析純(AR)。本試驗(yàn)用水為室內(nèi)自來水和去離子水。水基濾餅化學(xué)成分如表1所示，礦物組成見圖1。

圖1 水基濾餅XRD圖

表1 水基濾餅化學(xué)成分

原料的化學(xué)組成在一定程度上決定著燒結(jié)制品的質(zhì)量，因此化學(xué)組成通常被用作原料配比的設(shè)計(jì)依據(jù)。由表1可知，海上水基濾餅主要化學(xué)成分為SiO2、Al2O3、Fe2O3，約占總質(zhì)量的72.3%，同時(shí)含有部分Na2O、K2O、MgO、BaO和SO3等。水基濾餅可被視為良好的硅鋁質(zhì)材料，其中的Na和K等微量元素對(duì)低溫煅燒過程可以起到助熔劑的作用，從而有助于促進(jìn)礦物熔融，增加熔融玻璃相的含量?；镜幕瘜W(xué)成分處于燒結(jié)制品原料成分要求適宜范圍內(nèi)，因此具備制備燒結(jié)磚的可行性。值得注意的是，濾餅中還特有較高含量氯離子，可能會(huì)對(duì)燒結(jié)制品的性能產(chǎn)生影響。因此，有必要針對(duì)海上水基濾餅制備燒結(jié)磚進(jìn)行系統(tǒng)研究，進(jìn)而確定最佳原料配方及其特殊的燒結(jié)工藝和參數(shù)。

由圖1可知，海上水基濾餅的主要礦物相為石英(SiO2)、方解石(CaCO3)、重晶石(BaSO4)、鈉長石(Na2O·Al2O3·6SiO2)和氯化鈉；其中石英峰值最強(qiáng)，表明濾餅中SiO2含量較高，與前面XRF分析結(jié)果一致。此外，還檢測到藍(lán)晶石(Al2O3·SiO2)，作為鋁硅酸鹽天然耐火原料礦物，有利于產(chǎn)品在高溫下不收縮和剝落。其中重晶石主要來源于鉆井過程中加入的加重劑，其余礦物則主要來自地層。因海底沉積巖底層影響，濾餅還特有的具有NaCl衍射峰。

固體廢棄物對(duì)水具有滲透性，當(dāng)雨水、地表水或自身所含的水分通過固體廢物時(shí)，其所含的有害成分都能以一定的速率溶出。參照《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)制備濾餅毒性浸出液，測定浸出液中的重金屬濃度，結(jié)果如表2所示。參照《固體廢物浸出毒性浸出方法-水平振蕩法》(HJ 557-2010)制備水基濾餅浸出液，測定浸出液中的污染物濃度并與《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996)中的排放限值進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表2所示。

表2 水基濾餅重金屬浸出毒性測試結(jié)果

由表2和表3可知，水基濾餅毒性浸出液中鉛、鈹、鎘、銀三種元素均未檢出，其他重金屬元素檢出濃度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》(GB 5085.3-2007)限值。但其水浸出液中部分指標(biāo)(TOC、COD等)均不能完全達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996)的限值，在未妥善管理的情況下可能對(duì)環(huán)境造成二次污染。需要對(duì)濾餅進(jìn)行最終處置，以保證環(huán)境安全性。

表3 水基濾餅浸出液污染物濃度

1.2 制備方法

參照普通燒結(jié)磚生產(chǎn)工藝流程，燒結(jié)磚的制備工藝如圖2所示，原料配方見表4。首先按原料配比，準(zhǔn)確稱量預(yù)處理后的濾餅、頁巖和煤炭，將原料在干基狀態(tài)西下攪拌均勻；后加入成型水分，并充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笥谑覝仃惢? h，使原料與水分充分接觸，增強(qiáng)混合泥料塑性，提高磚坯成型性能；將陳化好的物料裝入模具后，采用壓力試驗(yàn)機(jī)以一定強(qiáng)度壓力將物料壓制成型，試件脫模后放入恒溫干燥箱中在100±5 ℃下干燥一定時(shí)間去除磚坯水分；干燥好的磚坯放入高溫馬弗爐中以 5 ℃/min的升溫速率從室溫升至最高燒成溫度并保溫3 h，使原料之間充分反應(yīng)，最后自然冷卻至室溫，得到燒結(jié)磚制品。

圖2 燒結(jié)磚制備工藝流程圖

表4 原料配比表

1.3 性能測試方法

參照標(biāo)準(zhǔn)《砌墻磚試驗(yàn)方法》(GB/T 2542-2012)，測試燒結(jié)磚的物理力學(xué)性能(燒結(jié)收縮率、體積密度、抗壓強(qiáng)度和吸水率)，并與《燒結(jié)普通磚》(GB/T 5101-2017)進(jìn)行對(duì)比，以評(píng)估燒結(jié)磚的建材性能。采用X射線衍射(XRD，X Pert PRO MPD，荷蘭帕納科公司)對(duì)燒結(jié)磚的礦物組成進(jìn)行表征。采用掃描電子顯微鏡(SEM，ZEISS EV0 MA15，德國卡爾蔡司)對(duì)燒結(jié)磚的微觀形貌進(jìn)行分析。浸出液制備及測試方法參照原材料部分。

2 結(jié)果與討論

2.1 熱分析

為了更好地研究水基濾餅在燒結(jié)過程中物理、化學(xué)性質(zhì)及其隨溫度的變化過程，為燒結(jié)制度的制定提供依據(jù)，對(duì)濾餅進(jìn)行進(jìn)行熱重(TG)和差熱(DSC)分析，結(jié)果如圖3所示。

圖3 水基濾餅熱分析圖

由圖3可知，水基濾餅在加熱過程中，整體呈逐漸失重趨勢。主要質(zhì)量損失發(fā)生在600～1000 ℃之間，熱重?fù)p失質(zhì)量為10.43%。一般的，200 ℃以下的失重，主要是樣品中排除自由水和結(jié)晶水引起；200～600 ℃主要是由于有機(jī)組分去除引起；而600～800 ℃的失重則主要是由于礦物相分解導(dǎo)致，如方解石和高嶺石等；由于鈉長石熔融，新的結(jié)晶態(tài)物質(zhì)形成，導(dǎo)致800 ℃以上的失重。當(dāng)溫度超過1000 ℃后，整體失重趨于平穩(wěn)。因此，結(jié)合傳統(tǒng)燒結(jié)磚制備工藝，本研究初步選定燒結(jié)溫度為900 ℃、950 ℃和1000 ℃。

2.2 原料配比對(duì)燒結(jié)磚性能的影響

參照原料配比表，將成型坯體在燒成溫度為900 ℃、保溫3 h的條件下，考察水基濾餅摻量對(duì)燒結(jié)磚性能(燒結(jié)體積收縮率、體積密度、吸水率、抗壓強(qiáng)度)的影響，進(jìn)而確定最佳原料配比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 原料配比對(duì)燒結(jié)磚性能影響

抗壓強(qiáng)度是評(píng)估建筑材料質(zhì)量的重要性能參數(shù)。根據(jù)我國標(biāo)準(zhǔn)GB 5101-2017要求，MU10等級(jí)要求燒結(jié)普通磚的抗壓強(qiáng)度最小不能低于10 MPa。如圖4a所示，在相同燒結(jié)溫度下，濾餅摻入對(duì)燒結(jié)磚性能負(fù)效應(yīng)明顯，抗壓強(qiáng)度降低趨勢較大，當(dāng)濾餅最大摻量為20%可滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。這可能是由于濾餅塑性較差，增加摻入量降低了各原輔材料顆粒之間的結(jié)合性，此外濾餅較高的燒失量導(dǎo)致其在燒結(jié)過程中產(chǎn)生孔隙較多，造成磚體出現(xiàn)應(yīng)力集中效應(yīng)，極大降低了燒結(jié)磚體性能。當(dāng)熔融玻璃相不足以填充內(nèi)部孔隙時(shí)，將會(huì)降低抗壓強(qiáng)度。同時(shí)高燒失量導(dǎo)致磚體燒結(jié)后產(chǎn)品質(zhì)量損失較高，產(chǎn)品體積密度下降。

吸水率是衡量產(chǎn)品耐水侵蝕能力的重要指標(biāo)，其值不應(yīng)超過18%，而燒結(jié)收縮率是產(chǎn)品燒結(jié)后體積變化量，一般而言不應(yīng)超過8%[14]。由圖4b可知，在相同燒結(jié)溫度下，產(chǎn)品吸水率與濾餅摻量呈正比關(guān)系，即隨摻量增加而增大。吸水率的大小與試樣的孔隙率有著直接的關(guān)系，只有當(dāng)燒結(jié)磚的內(nèi)部結(jié)構(gòu)足夠密實(shí)時(shí)，才可以有效避免水侵入破壞磚體結(jié)構(gòu)[15]。這可能是因?yàn)闉V餅的高燒失量使磚體內(nèi)部產(chǎn)生的孔隙較多，當(dāng)熔融玻璃相不足以填充內(nèi)部孔隙時(shí)，磚體內(nèi)部會(huì)留下更多微孔，水更易侵入磚體內(nèi)部，增大磚體的吸水率。同樣的，產(chǎn)品燒結(jié)收縮率亦隨濾餅摻量增加而增加。這可能是因?yàn)闉V餅中有機(jī)物以及高溫易分解礦物或其它揮發(fā)性物質(zhì)較多，燒結(jié)過程導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量損失較大，在熔融玻璃相的粘結(jié)效應(yīng)下導(dǎo)致磚體內(nèi)部顆粒組分聚集進(jìn)而產(chǎn)生收縮。然而體積收縮率變化遠(yuǎn)低于質(zhì)量損失，這也使得體積密度逐漸降低。

2.3 燒結(jié)溫度對(duì)燒結(jié)磚性能的影響

一般來說，燒結(jié)磚的性能除了與原材料本身的理化性能和礦物組成以外，燒結(jié)制度對(duì)燒結(jié)磚的質(zhì)量也有著決定性影響[16]。在水基濾餅摻量為20%，將成型磚坯在不同燒結(jié)溫度(900、950、1000 ℃)下燒制，探索最佳燒結(jié)溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

圖5 燒結(jié)溫度對(duì)燒結(jié)磚性能影響

由圖5可知，在同一原料配比下，隨著燒結(jié)溫度從900 ℃提高到1000 ℃，燒結(jié)磚的抗壓強(qiáng)度與燒結(jié)收縮率逐漸增加，而吸水率與體積密度則逐漸降低。在燒結(jié)過程中，濾餅中的顆粒與其它礦物組分發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)形成不可逆的固體。隨著溫度的升高，部分礦物發(fā)生分解、重結(jié)晶，形成新的礦物相，這些新生成的礦物構(gòu)成了燒結(jié)磚的骨架，賦予磚體強(qiáng)度，且燒結(jié)過程中溫度升高產(chǎn)生低共熔物形成液相量也逐漸增加，將孔隙充塞，使坯體中微孔減少、強(qiáng)度提高。冷卻后形成的熔融玻璃體將結(jié)晶的固體顆粒牢固的膠結(jié)在一起，形成致密的磚體。因此適當(dāng)提高燒結(jié)溫度有助于試塊的抗壓強(qiáng)度提升而降低吸水率。但溫度升高礦物之間的粘結(jié)作用更為明顯，磚體燒結(jié)收縮率增加，燒結(jié)溫度過高可能導(dǎo)致磚體變形[17]。一般的，在合理的溫度范圍內(nèi)適當(dāng)提高燒結(jié)溫度有助于提升磚體性能。

在最佳制備條件下(水基濾餅:頁巖:煤炭=20:75:5，壓制成型，升溫速率5 ℃/min、燒結(jié)溫度1000 ℃，并保溫時(shí)間3 h)，利用水基濾餅制得的燒結(jié)磚的性能良好，滿足標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5101-2017中MU10要求。結(jié)果表明，水基濾餅燒結(jié)磚可作為砌體的合格建筑材料。

2.4 燒結(jié)磚微觀結(jié)構(gòu)分析

為明晰燒結(jié)磚強(qiáng)度來源，對(duì)燒結(jié)磚樣品進(jìn)行了XRD和SEM分析，深入探討燒結(jié)機(jī)理。

2.4.1 XRD分析

采用X射線衍射儀對(duì)燒結(jié)磚樣品進(jìn)行分析，不同摻量和燒結(jié)溫度水基濾餅燒結(jié)磚的XRD圖譜見圖6。

圖6 海上水基濾餅燒結(jié)磚XRD圖

由圖6可知，燒結(jié)磚的主要礦物相為石英(SiO2)、鈉長石(NaAlSi3O8)、赤鐵礦(Fe2O3)、鈣長石(CaAl2Si2O8)和重晶石(BaSO4)。這些礦物組分形成了燒結(jié)磚的骨架結(jié)構(gòu)，有助于提高力學(xué)性能。對(duì)比燒結(jié)磚樣品和原料XRD圖譜可知，燒結(jié)之后原料中的方解石等特征峰消失，說明這些礦物在燒結(jié)過程中均已分解，而礦物分解后形成的非晶態(tài)物質(zhì)之間發(fā)生固相反應(yīng)，重結(jié)晶形成新礦物相。但重晶石衍射峰并無明顯變化，表明重晶石基本沒有參與固相反應(yīng)。重晶石主要來源于鉆井階段的加重材料，穩(wěn)定性較好，具有較高熔融溫度(約1600 ℃左右)，因此在燒結(jié)磚燒結(jié)過程中穩(wěn)定存在。此外，在燒結(jié)磚樣品中均未檢測氯離子，可能是因?yàn)榇蟛糠致入x子高溫下?lián)]發(fā)或者與其它礦物組分反應(yīng)釋放出去；也可能是因?yàn)槁然c本身熔點(diǎn)較低，高溫?zé)Y(jié)后對(duì)其結(jié)構(gòu)造成了一定的影響，使得檢測難度加大[18]。

在相同燒結(jié)溫度下，伴隨著濾餅摻量增加，燒結(jié)磚性能降低的同時(shí)，石英特征峰強(qiáng)度逐漸增大，而鈉長石峰值則逐漸降低。結(jié)合XRD結(jié)果(圖6a)可知，這可能是因?yàn)闉V餅中雖含有一定鈉長石，但是含量較低，提高摻入量將降低混料中的長石含量。鈉長石在燒結(jié)過程中可以與石英及其余硅鋁酸鹽礦物形成低共熔物，促進(jìn)礦物分解熔融，增加樣品內(nèi)部的熔融玻璃相。熔融液相填充于顆粒之間并減少微孔之間的間隙，將固體礦物顆粒物緊密粘結(jié)在一起，填補(bǔ)于礦物空隙間以降低磚體孔隙率有助于促進(jìn)磚體密實(shí)[19]。此外，熔融玻璃相還起抑制礦物晶體膨脹，降低由于礦物晶體直徑較大而造成的磚體缺陷的幾率，間接的提高燒結(jié)磚強(qiáng)度，這說明鈉長石可能是促進(jìn)燒結(jié)磚致密和力學(xué)性能提升的關(guān)鍵因素之一。

而由圖6b可知，隨著燒結(jié)溫度升高，檢測到鈉長石特征峰強(qiáng)度逐漸增高，同時(shí)石英特征峰強(qiáng)度逐漸減小，這表明提高燒結(jié)溫度有助于長石礦物成分和更多石英熔融(即玻璃化)，提升燒結(jié)磚性能。綜上所述，推測燒結(jié)過程中發(fā)生的主要變化如下所示：

CaCO3→CaO+CO2↑

Al2O3·2SiO2·2H2O→Al2O3·2SiO2+2H2O↑

Al2O3·2SiO2→Al2O3+2SiO2

K2O+CaO+Na2O+Al2O3+SiO2→長石

α-石英→β-石英

2.4.2 掃描電子顯微鏡分析

圖7為不同燒結(jié)溫度條件下的燒結(jié)磚微觀結(jié)構(gòu)圖。

圖7 不同燒結(jié)溫度燒結(jié)磚SEM圖

由圖7可以看出，900 ℃燒結(jié)溫度下的燒結(jié)磚內(nèi)部玻璃化并不明顯，試樣中還存在松散礦物顆粒堆積區(qū)域，存在較大量孔隙，可能是因?yàn)樵现械挠袡C(jī)質(zhì)燃燒、礦物組分分解及易揮發(fā)物質(zhì)揮發(fā)使得燒結(jié)過程中大量氣體逸出導(dǎo)致；而隨著燒結(jié)溫度逐漸升高，可以明顯觀測到磚體內(nèi)部存在較多低共熔物質(zhì)，礦物顆粒緊密堆積程度增加，出現(xiàn)明顯玻璃化現(xiàn)象，同時(shí)伴隨著大量熔融液相填充于坯體內(nèi)部孔洞顆粒之間并包裹住松散顆粒，提升磚坯密實(shí)度從而形成致密的熔融固結(jié)體結(jié)構(gòu)，有利于磚體平整，也有助于降低樣品吸水率和強(qiáng)度的提高。較多的低共熔物質(zhì)，液相膠結(jié)各種形態(tài)的晶體顆粒相互穿插連接，保證了燒結(jié)磚樣品的優(yōu)良性能[20]。這也驗(yàn)證了燒結(jié)磚力學(xué)性能的變化，說明熔融液相有助于結(jié)晶化合物熔融從而促進(jìn)固相反應(yīng)。

2.5 燒結(jié)磚環(huán)境特性分析

燒結(jié)磚在使用過程中會(huì)接觸如雨水等浸淋，其中污染可能隨之浸出，為確保其使用過程中的環(huán)境安全性，有必要對(duì)最佳工藝制備條件下制備的燒結(jié)磚浸出液中的污染物進(jìn)行評(píng)估，測試結(jié)果如表5所示。

表5 燒結(jié)磚浸出液污染物濃度

由表5可知，水基濾餅燒結(jié)磚浸出液中污染物濃度均未超過GB 8978-1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的排放限值。其中，Cl-濃度降低極為明顯，去除率達(dá)到99.4%以上，基本實(shí)現(xiàn)完全去除，說明高溫?zé)Y(jié)對(duì)氯離子去除是有效的。此外，燒結(jié)磚浸出液中的重金屬也有較大程度降低，Ba離子濃度降低最為顯著，其余大部分重金屬也均未檢出。因此，從環(huán)境生產(chǎn)的角度來看，制造燒結(jié)磚是一種處理海上水基濾餅的可接受方法。

3 結(jié) 論

(1)濾餅為硅鋁質(zhì)材料，化學(xué)成分處于制備燒結(jié)磚適宜范圍內(nèi)，且具有對(duì)燒結(jié)有利的礦物成分，可用于燒結(jié)磚制備，但含氯化物、重晶石等組成；

(2)當(dāng)原料配比為水基濾餅:頁巖:煤炭=20: 75: 5，燒結(jié)溫度1000 ℃，保溫3 h條件下，制備出的燒結(jié)磚性能良好，各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)《燒結(jié)普通磚標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5101-2017)中的相關(guān)要求；

(3)燒結(jié)磚的主要礦物相為石英(SiO2)、鈉長石(NaAlSi3O8)、赤鐵礦(Fe2O3)、鈣長石(CaAl2Si2O8)和重晶石(BaSO4)。這些礦物構(gòu)成燒結(jié)磚的骨架結(jié)構(gòu)，熔融液相填充于磚體內(nèi)部，共同作用賦予燒結(jié)磚強(qiáng)度；

(4)最佳工藝條件下制備的燒結(jié)磚各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)均滿足GB 8978-1996中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，可以達(dá)到無害化處理的目的并變廢為寶，實(shí)現(xiàn)鉆井生產(chǎn)鏈綠色循環(huán)。