CN103360011B - 一种光卤石矿采空区的充填方法 - Google Patents

Abstract

一种光卤石矿采空区充填方法，包括以下步骤：将光卤石矿选矿得到尾盐；将光卤石矿选矿母液蒸发后的老卤蒸发出一部分水分，析出卤晶，得到由老卤和卤晶组成的固液两相混合物，混合物中的固相质量浓度为13%～38.3%；将白云岩在800℃～1100℃温度下煅烧60～120分钟,再经破碎、磨矿、过筛后，得到粒度≤0.1mm的固化剂粉末；将尾盐、老卤、卤晶、固化剂混合搅拌成充填料浆；将充填料浆输送到光卤石矿采空区。本发明不但解决了光卤石矿加工生产钾盐过程中产生的尾盐和老卤对周边环境造成污染的问题，实现了矿山的零排放；而且可大幅度提高采矿回采率，从而提高资源利用率。

Description

一种光卤石矿采空区的充填方法

技术领域

本发明涉及一种采空区充填方法，尤其是涉及一种光卤石矿采空区充填方法。

背景技术

世界钾资源丰富，绝大部分为地下固体钾盐，少量为含钾卤水。固体钾盐矿主要分为钾石盐矿（主要为氯化钾与氯化钠混合物）和光卤石矿（主要为光卤石与氯化钠的混合物）。钾石盐矿中氯化钾品位通常为25%～35%，光卤石矿中氯化钾品位通常为15%～25%。开采方法主要有固采和液采两种方法。无论采用哪种方法开采、加工生产钾盐都将产生大量的尾矿。

世界上主要钾肥生产国加拿大、俄罗斯、东欧等主要是用钾石盐矿生产钾肥，其尾矿约为产品的3～5倍。尾矿中绝大部分为尾盐（氯化钠）以及少量的卤水，它们是潜在的大污染源。目前采取的处理方式大都为地表堆放，上面用粘土覆盖。个别有条件的矿山通过深井将卤水注入地下不透水层，还有个别矿山用尾盐进行“水砂充填”（在新不伦瑞克将尾矿制成含固体50％～60％的盐浆输至采场）。

用光卤石矿生产钾肥，其尾矿约为产品的5～7倍，与钾石盐矿加工后产生的尾矿相比，其尾矿中不仅有大量尾盐，而且还有大量老卤（氯化镁溶液）。这些尾矿目前采用的处理方式有：尾盐地表堆放或部分回填井下，老卤地面罐存或池存或蒸发成镁片后库存。这些处理方式都没有消除污染源而且不经济，在矿山大规模开采时是不可能现实的。

CN201010164704公开了一种钾盐矿采空区的充填方法，是一种以粉煤灰、镁水泥和钾盐矿的尾盐作为充填料配方的钾盐矿采空充填方法，不能解决光卤石矿选矿后产生的大量老卤的排放和污染问题，只适应于钾石盐矿采空区的充填，不适用于光卤石矿采空区的充填。

CN201010164701公开了一种钾盐矿采空区的充填方法，是一种以镁水泥和钾盐矿的尾盐作为充填料配方的钾盐矿采空区充填方法，不能解决光卤石矿选矿后产生的大量老卤的排放和污染问题，只适应于钾石盐矿采空区的充填，不适用于光卤石矿采空区的充填。

CN201110034109中公开了一种钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块及其制造方法，该方法为干式回填，充填系统复杂，回填对尾矿的利用率低，且无法保证充填接顶，资源的利用率得不到提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种经济合理，能提高光卤石采矿回采率和资源利用率的光卤石矿采空区的充填方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种光卤石矿采空区充填方法，包括以下步骤：

将光卤石矿选矿后得到尾盐（主要成分为氯化钠）；将光卤石矿选矿后的母液蒸发后的老卤（主要成分为饱和氯化镁溶液）蒸发出一部分水分，析出卤晶（主要成分为六水氯化镁），得到由老卤和卤晶组成的固液两相混合物，其混合物中的固相质量浓度为13%～38.3%；将白云岩在800℃～1100℃温度下煅烧60～120分钟,再经破碎、磨矿、过筛后得到粒度≤0.1mm的固化剂粉末（固化剂主要成分为氧化镁和氧化钙，氧化镁质量含量20%～30%）；将尾盐、老卤、卤晶、固化剂混合搅拌成充填料浆；将充填料浆输送到光卤石矿采空区。

所述老卤、卤晶、尾盐、固化剂的质量比为：2.9～7.2:0.74～2.4:8.0～16.5:1（可根椐各尾矿量选用合适的配比实现零排放）。

所述充填料浆可自流输送至光卤石矿采空区。

所述充填料浆可泵压输送到光卤石矿采空区。

所述充填料浆的初始固相质量浓度为68%～75%。

本发明将老卤按配方所要求的蒸发量进行蒸发后得到的老卤与卤晶作为充填主料的一部分，与尾盐、白云岩煅烧后的固化剂混合，通过管道输送至光卤石矿采空区，不但可以解决老卤多无处排放污染环境的问题，同时与相同初始固相质量浓度的尾盐、老卤、白云岩煅烧后的固化剂组成的充填配方相比具有更多的优势，由于光卤石矿选矿后产生的老卤相对较多，尾盐氯化钠相对较少，将老卤按本发明的蒸发比例蒸发后析出卤晶，卤晶和老卤与尾盐氯化钠、固化剂混合后，卤晶对充填料浆起到一定的缓凝作用，使料浆初凝时间变长，充填体强度增高，料浆流动性更好，从而适合远距离充填，且接顶效果好，采场无泌水，并能将光卤石矿选矿后产生的尾矿全部充填到井下，实现零排放。

本发明工艺流程简单，解决了光卤石矿加工生产钾盐过程中产生的尾盐和老卤对周边环境造成污染的问题，实现了光卤石矿山的零排放；可大幅度提高采矿回采率，从而提高资源利用率；技术先进，经济合理。

附图说明

图1是本发明之光卤石矿采空区充填方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例

如图1所示，本实施例之光卤石矿采空区充填方法，包括以下步骤：

首先将通过固采得到的光卤石矿进行加工得到老卤和尾盐；然后将老卤蒸发，蒸发后的卤浆（老卤与卤晶）的固相质量浓度为13%～38.3%，卤浆经冷却后，加入搅拌槽搅拌成均质料浆，并通过泵，调节阀、流量计调节供给量。

将白云岩在1000℃温度下煅烧90分钟,再经破碎、磨矿、过筛后得到粒度≤0.1mm的固化剂粉末(其中氧化镁质量含量为26%)，气力输送至固化剂仓并通过管螺旋和冲板流量计的闭环控制来调节供给量。

将选矿产生的尾盐输送至尾盐仓并通过振动放矿机、电子皮带秤调节供给量。

将老卤、卤晶、尾盐、固化剂输送至双轴搅拌机中，再经活化搅拌机搅拌均匀。

本实施例中各组分按一定比例配浆、制模后，料浆可输送时间（管道输送）和试块强度如下表所示（可输送时间与固化时间有关，与料浆流动性和输送参数有关）。

表格中各参数的具体意义及结果的检测方法标准如下：

初始固相质量浓度是未添加固化剂之前各原料混合后的料浆的初始固相质量浓度，初始固相质量浓度=（m_卤晶+m_尾盐）/(m_老卤+m_卤晶+m_尾盐）；

1、       试块密度：试块养护3天后测量的密度。

2、       抗压强度3d：试块养护3天后能达到一定的抗压强度并随着时间的增长趋于稳定。

3、       可输送时间：可输送时间是根据泵的输送能力来判断的，可以通过测定塌落度来确定，从料浆各组份拌合开始到塌落度达到10～14cm时的时间为可输送时间。

塌落度的测验办法：用一个上口100mm、下口200mm、高300mm喇叭状的塌落度桶,灌入料浆后捣实,然后拔起桶,料浆因自重发生塌落表象，用桶高(300mm)减去塌落后料浆最高点的高度，称为塌落度.若是差值为15mm,则塌落度为15。

最后，将充填料浆输送到光卤石矿采空区进行充填，输送方式为自流输送或泵压输送。

本实施例配方中的老卤、卤晶、尾盐的比值与尾矿的产出量比值相近，能将尾矿利用完。

在本实施例中，根据不同的输送距离选择不同的配方泵压输送至采空区。如：1400米以内的充填范围内可选用质量浓度为实施例10（68%）的充填配方，该配方抗压强度为1.539MPa，可输送时间15分钟，料浆到达采场后能接顶且无泌水，充填体强度能满足回采要求；1400米～2500米的充填范围内可选用质量浓度为实施例5〔72%（1）〕的充填配方，该配方抗压强度为1.429MPa，可输送时间22分钟，料浆到达采场后能接顶且无泌水，充填体强度能满足回采要求；2500米～3500米的充填范围内可选用质量浓度为实施例6〔72%（2）〕的充填配方，该配方抗压强度为1.417MPa，可输送时间28分钟，料浆到达采场后能接顶且无泌水，充填体强度能满足回采要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求极其等同物限定。 

Claims (4)

1.一种光卤石矿采空区充填方法，其特征在于，包括以下步骤：

将光卤石矿选矿后得到尾盐；将光卤石矿选矿母液蒸发后的老卤蒸发出一部分水分，析出卤晶，得到由老卤和卤晶组成的固液两相混合物，混合物中的固相质量浓度为13%～38.3%；将白云岩在800℃～1100℃温度下煅烧60～120分钟,再经破碎、磨矿、过筛后得到粒度≤0.1mm的固化剂粉末；将尾盐、老卤、卤晶、固化剂混合搅拌成充填料浆；将充填料浆输送到光卤石矿采空区；

所述老卤、卤晶、尾盐、固化剂的质量比为：2.9～7.2:0.74～2.4:8.0～16.5:1。

2.根据权利要求1所述的光卤石矿采空区充填方法，其特征在于，所述充填料浆自流输送至光卤石矿采空区。

3.根据权利要求1所述的光卤石矿采空区充填方法，其特征在于，所述充填料浆泵压输送到光卤石矿采空区。

4.根据权利要求1或2所述的光卤石矿采空区充填方法，其特征在于，所述充填料浆的初始固相质量浓度为68%～75%。