CN105174898A - 一种固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法 - Google Patents

一种固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105174898A
CN105174898A CN201510562338.0A CN201510562338A CN105174898A CN 105174898 A CN105174898 A CN 105174898A CN 201510562338 A CN201510562338 A CN 201510562338A CN 105174898 A CN105174898 A CN 105174898A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mining process
solid solubility
utilization method
chloride solution
tailings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510562338.0A
Other languages
English (en)
Inventor
都永生
山发寿
高东林
樊启顺
孙庆国
韩继龙
李斌凯
秦占杰
魏海成
袁秦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Original Assignee
Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS filed Critical Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Priority to CN201510562338.0A priority Critical patent/CN105174898A/zh
Publication of CN105174898A publication Critical patent/CN105174898A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

本发明涉及钾盐固体矿井回填技术，具体提供一种固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法，包括以下步骤：将固体可溶性钾矿选矿加工后分别得到钾盐尾矿和氯化镁溶液；将氧化镁与钾盐尾矿按质量比为1:10～1:30混合，并粉碎搅拌均匀；加入氯化镁溶液制成充填料浆，并进行浇筑固化成型；在室温条件下固化并养护，制成混凝盐。根据本发明的钾盐固体矿井回填技术，将氧化镁与钾盐尾矿和氯化镁溶液混合而成的充填料浆回填至采空区，由于氧化镁作为水溶性镁盐，与氯化镁溶液调和后可以形成气硬性胶凝胶结体，而钾盐尾矿则作为该凝胶材料的骨架，本发明的胶凝材料能够适应钾盐尾矿的碱性环境，并可长期稳定存在，满足采空区充填的强度要求。

Description

一种固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法
【技术领域】
本发明涉及钾盐固体矿井回填技术，具体涉及一种固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法。
【背景技术】
固体可溶性钾盐资源品位高、储量大，适合大规模地下开采。传统的开采方法通过矿井或坑道地下采矿，再通过溶解、浮选等工艺，提取有用的钾离子，而含盐的钾盐尾矿和卤水(氯化镁溶液)将作为废料而被排弃。由于钾盐尾矿和卤水在地面堆放或沉积会对环境造成长期的潜在污染，且采空区距离地面约300～400米，不回填将极易造成地质塌陷存在巨大的安全隐患，因此考虑将钾盐尾矿作为充填料回填到地下采空区，这样既可解决钾盐尾矿地表堆放引发的环境问题，又可提高钾盐回收率、保证采矿作业安全。
目前，将矿渣或钾盐尾矿直接回填至采空区回填率低，且钾盐尾矿本身是可溶性盐，属于散体结构，回填强度低密度小，无法满足强度要求；用普通的硅酸盐水泥混凝土回填采空区，成本较高，而且钾盐采空区有大量的钠镁等碱金属离子，普通硅酸盐水泥混凝土不耐盐类腐蚀，在地下坑道中耐久性差，存在一定的安全隐患；用普通硅酸盐水泥作为粘结剂与钾盐尾矿进行胶结效果不理想，其充填体的强度无法满足充填采矿工艺的要求，且水泥消耗量过大，回填成本过高。
由于上述传统的金属矿山回填的硅酸盐水泥方法不适用于地下可溶性钾盐矿山的回填，那么探索一种回填强度较高且低成本环保的成规模性的固体可溶性钾盐回填技术至关重要。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种简单经济、能提高回采率和资源利用率的固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法。
本发明采用如下技术方案：
一种固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法，包括如下步骤：
将固体可溶性钾矿选矿加工后分别得到钾盐尾矿和氯化镁溶液；
将氧化镁与所述钾盐尾矿按质量比为1:10～1:30混合，并粉碎搅拌均匀；
加入所述氯化镁溶液制成充填料浆，并进行浇筑固化成型；
在室温条件下固化并养护，制成混凝盐。
优选地，所述氧化镁包括活性氧化镁，所述活性氧化镁在所述氧化镁中的含量为50％～95％。
优选地，所述氧化镁由白云石煅烧制备、或者由菱镁矿煅烧制备、或者由盐湖水氯镁石热解制备。
优选地，所述氯化镁溶液的浓度为1％～36％。
优选地，所述氯化镁溶液的质量与所述氧化镁和钾盐尾矿的质量之和的比例为1:5～1:14。
优选地，所述浇筑为直接回填矿坑。
优选地，所述浇筑为注入模具制成混凝盐回填砌块。
优选地，所述钾盐尾矿包括所述固体可溶性钾矿在采矿过程中的矿渣和细沙等废弃物。
优选地，所述充填料浆自流输送至钾盐矿采空区。
优选地，所述充填料浆泵压输送至钾盐矿采空区。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的钾盐固体矿井回填技术，将氧化镁与钾盐尾矿和氯化镁溶液混合而成的充填料浆回填至采空区，由于氧化镁作为水溶性镁盐，与氯化镁溶液调和后可以形成气硬性胶凝胶结体，而钾盐尾矿则作为该凝胶材料的骨架，本发明的胶凝材料能够适应钾盐尾矿的碱性环境，并可长期稳定存在，满足采空区充填的强度要求；且本发明的回填技术充分利用了钾盐尾矿及固体废弃物，氧化镁来源广泛，可最大限度的将钾盐尾矿回填，达到了安全生产的要求，同时也解决了尾矿对周边环境造成的污染和堆放问题，成本低，清洁环保，可适应于工业化生产。
【附图说明】
图1是本发明的固体钾盐开采过程中的尾矿利用方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的固体钾盐开采过程中的尾矿利用方法的工艺流程图，该尾矿利用方法包括以下步骤：
首先将固体可溶性钾矿选矿加工后分别得到钾盐尾矿和氯化镁溶液；然后将氧化镁与钾盐尾矿按质量比为1:10～1:30混合，并经过粉碎和均匀搅拌，在本实施例中，钾盐尾矿也可包括固体可溶性钾矿在采矿过程中的其它矿渣和细沙等废弃物；随后向该钾盐尾矿中加入氯化镁溶液制成充填料浆，并进行浇筑固化成型。
具体地，氧化镁包括活性氧化镁，其中活性氧化镁在氧化镁中的含量为50％～95％，氧化镁由白云石煅烧制备、或者由菱镁矿煅烧制备、或者由盐湖水氯镁石热解制备，可以理解的是，氧化镁中活性氧化镁的含量越高，氧化镁的用量就越少。
氧化镁作为一种水溶性镁盐，从微观结构上看，氧化镁是由无数的微晶粒构成的内部有孔隙的团聚体，且这种微观结构与水泥类似。水泥在吸收水分后体积膨胀，产生胶凝现象，并随着吸收水分量的增加，胶凝会出现逐渐硬化的现象。氧化镁也可以作为胶凝材料，当加入水调和时会形成气硬性胶凝胶结体，但是其硬化的效果并不显著，而只有在加入氯化镁溶液后，氧化镁才能与其反应产生显著的胶凝现象。
在本实施例中，氯化镁溶液的浓度为1％～36％，且氯化镁溶液的质量与氧化镁和钾盐尾矿的质量之和的比例为1:5～1:14，氯化镁的用量由活性氧化镁的量决定。氯化镁溶液和氧化镁产生胶凝现象，钾盐尾矿和其他固体矿渣则作为凝胶材料的骨架，这种胶凝材料能够满足采空区充填的强度要求。并且，钾盐采空区存有大量的钠镁等碱金属离子，对普通的硅酸盐水泥具有腐蚀作用，而本实施例的胶凝材料可以在有大量碱金属离子的条件下长期稳定存在、耐盐类腐蚀。
最后，将充填料浆输送至钾盐矿的采空区并进行充填。该充填料浆可以在搅拌均匀后直接回填，输送方式可以采用自流输送到钾盐矿采空区，当充填料浆的浓度较大时，也可优选泵压输送，然后再固化养护，制成混凝盐；该充填料浆也可以浇筑在模具中制成混凝盐回填砌块，经固化养护后再回填。
本发明提供的固体钾盐开采过程中的尾矿利用方法，将氧化镁与钾盐尾矿和氯化镁溶液混合而成的充填料浆回填至采空区，由于氧化镁作为水溶性镁盐，与氯化镁溶液调和后可以形成气硬性胶凝胶结体，而钾盐尾矿则作为该凝胶材料的骨架，本发明的胶凝材料能够适应钾盐尾矿的碱性环境，并可长期稳定存在，满足采空区充填的强度要求；且本发明的回填技术充分利用了钾盐尾矿及固体废弃物，氧化镁来源广泛，可最大限度的将钾盐尾矿回填，达到了安全生产的要求，同时也解决了尾矿对周边环境造成的污染和堆放问题，成本低，清洁环保，可适应于工业化生产。
以下通过实施例进一步阐述本发明，这些实施例仅用于举例说明的目的，并没有限制本发明的范围。除注明的具体条件外，实施例中的实验方法均按照常规条件进行。
实施例1
将固体可溶性钾矿选矿加工后得到钾盐尾矿和氯化镁溶液，氯化镁溶液浓度为30％，取6份氧化镁，其中活性氧化镁的含量为50％、以及84份钾盐尾矿及其它矿渣和细沙等废弃物，进行粉碎并搅拌均匀，随后加入10份氯化镁溶液制成充填料浆。
将充填料浆注入模具制成混凝盐回填砌块，并在室温条件下固化并养护，经过7天的加压成型，成型压力为30～40MPa，成型7天后测量其抗压强度为20MPa。
为便于测量生成胶凝材料的强度，本实施例选择将充填料浆制成混凝盐回填砌块，然后进行固化养护，再回填至钾盐采空区；在其他实施例中，也可将充填料浆通过自流输送或泵压输送至钾盐采空区。
实施例2
将固体可溶性钾矿选矿加工后得到钾盐尾矿和氯化镁溶液，氯化镁溶液浓度为36％，取4份氧化镁，其中活性氧化镁的含量为90％、以及88份钾盐尾矿及其它矿渣和细沙等废弃物，进行粉碎并搅拌均匀，随后加入8份氯化镁溶液制成充填料浆。
将充填料浆注入模具制成混凝盐回填砌块，并在室温条件下固化并养护，经过7天的加压成型，成型压力为30～40MPa，成型7天后测量其抗压强度为25MPa。
实施例3
将固体可溶性钾矿选矿加工后得到钾盐尾矿和氯化镁溶液，氯化镁溶液浓度为1％，取3份氧化镁，其中活性氧化镁的含量为95％、以及90份钾盐尾矿及其它矿渣和细沙等废弃物，进行粉碎并搅拌均匀，随后加入7份氯化镁溶液制成充填料浆。
将充填料浆注入模具制成混凝盐回填砌块，并在室温条件下固化并养护，经过7天的加压成型，成型压力为30～40MPa，成型7天后测量其抗压强度为16MPa。
实施例4
将固体可溶性钾矿选矿加工后得到钾盐尾矿和氯化镁溶液，氯化镁溶液浓度为20％，取8份氧化镁，其中活性氧化镁的含量为50％、以及80份钾盐尾矿及其它矿渣和细沙等废弃物，进行粉碎并搅拌均匀，随后加入12份氯化镁溶液制成充填料浆。
将充填料浆注入模具制成混凝盐回填砌块，并在室温条件下固化并养护，经过7天的加压成型，成型压力为30～40MPa，成型7天后测量其抗压强度为22MPa。
实施例5
将固体可溶性钾矿选矿加工后得到钾盐尾矿和氯化镁溶液，氯化镁溶液浓度为10％，取4份氧化镁，其中活性氧化镁的含量为70％、以及81份钾盐尾矿及其它矿渣和细沙等废弃物，进行粉碎并搅拌均匀，随后加入15份氯化镁溶液制成充填料浆。
将充填料浆注入模具制成混凝盐回填砌块，并在室温条件下固化并养护，经过7天的加压成型，成型压力为30～40MPa，成型7天后测量其抗压强度为18MPa。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于上述说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
将固体可溶性钾矿选矿加工后分别得到钾盐尾矿和氯化镁溶液；
将氧化镁与所述钾盐尾矿按质量比为1:10～1:30混合，并粉碎搅拌均匀；
加入所述氯化镁溶液制成充填料浆，并进行浇筑固化成型；
在室温条件下固化并养护，制成混凝盐。
2.根据权利要求1所述的固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法，其特征在于：所述氧化镁包括活性氧化镁，所述活性氧化镁在所述氧化镁中的含量为50％～95％。
3.根据权利要求2所述的固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法，其特征在于：所述氧化镁由白云石煅烧制备、或者由菱镁矿煅烧制备、或者由盐湖水氯镁石热解制备。
4.根据权利要求1所述的固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法，其特征在于：所述氯化镁溶液的浓度为1％～36％。
5.根据权利要求4所述的固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法，其特征在于：所述氯化镁溶液的质量与所述氧化镁和钾盐尾矿的质量之和的比例为1:5～1:14。
6.根据权利要求1所述的固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法，其特征在于：所述浇筑为直接回填矿坑。
7.根据权利要求1所述的固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法，其特征在于：所述浇筑为注入模具制成混凝盐回填砌块。
8.根据权利要求1所述的固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法，其特征在于：所述钾盐尾矿包括所述固体可溶性钾矿在采矿过程中的矿渣和细沙等废弃物。
9.根据权利要求6所述的固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法，其特征在于：所述充填料浆自流输送至钾盐矿采空区。
10.根据权利要求6所述的固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法，其特征在于：所述充填料浆泵压输送至钾盐矿采空区。
CN201510562338.0A 2015-08-31 2015-08-31 一种固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法 Pending CN105174898A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510562338.0A CN105174898A (zh) 2015-08-31 2015-08-31 一种固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510562338.0A CN105174898A (zh) 2015-08-31 2015-08-31 一种固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105174898A true CN105174898A (zh) 2015-12-23

Family

ID=54897431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510562338.0A Pending CN105174898A (zh) 2015-08-31 2015-08-31 一种固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105174898A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109538289A (zh) * 2018-12-05 2019-03-29 飞翼股份有限公司 一种适于管道输送的井下充填料及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0001816A1 (de) * 1977-10-29 1979-05-16 Saarbergwerke Aktiengesellschaft Aushärtender Werkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
CN101864988A (zh) * 2010-04-30 2010-10-20 中国恩菲工程技术有限公司 钾盐矿采空区充填方法
CN101864989A (zh) * 2010-04-30 2010-10-20 中国恩菲工程技术有限公司 一种钾盐矿采空区充填方法
CN102173724A (zh) * 2011-01-31 2011-09-07 中国科学院青海盐湖研究所 一种钾盐固体矿井回填用混凝盐及其制造方法
CN102173725A (zh) * 2011-01-31 2011-09-07 中国科学院青海盐湖研究所 一种钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块及其制造方法
CN102320809A (zh) * 2011-08-03 2012-01-18 山发寿 一种岩盐混凝土的制作及应用
CN102536315A (zh) * 2011-12-30 2012-07-04 中农矿产资源勘探有限公司 一种钾盐矿采空区的充填方法
CN104131836A (zh) * 2014-07-21 2014-11-05 云南省化工研究院 一种地下钾盐矿采空区回填的生产方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0001816A1 (de) * 1977-10-29 1979-05-16 Saarbergwerke Aktiengesellschaft Aushärtender Werkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
CN101864988A (zh) * 2010-04-30 2010-10-20 中国恩菲工程技术有限公司 钾盐矿采空区充填方法
CN101864989A (zh) * 2010-04-30 2010-10-20 中国恩菲工程技术有限公司 一种钾盐矿采空区充填方法
CN102173724A (zh) * 2011-01-31 2011-09-07 中国科学院青海盐湖研究所 一种钾盐固体矿井回填用混凝盐及其制造方法
CN102173725A (zh) * 2011-01-31 2011-09-07 中国科学院青海盐湖研究所 一种钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块及其制造方法
CN102320809A (zh) * 2011-08-03 2012-01-18 山发寿 一种岩盐混凝土的制作及应用
CN102536315A (zh) * 2011-12-30 2012-07-04 中农矿产资源勘探有限公司 一种钾盐矿采空区的充填方法
CN104131836A (zh) * 2014-07-21 2014-11-05 云南省化工研究院 一种地下钾盐矿采空区回填的生产方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109538289A (zh) * 2018-12-05 2019-03-29 飞翼股份有限公司 一种适于管道输送的井下充填料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103449837B (zh) 一种利用协同发泡法制备的矿用泡沫膏体充填材料及其制备方法
EP4129949A1 (en) Unfired construction material using original state shielding soil and preparation method therefor
CN102536315B (zh) 一种钾盐矿采空区的充填方法
CN104177015B (zh) 一种河湖疏浚底泥为主料的免烧砖及其自然养护制作方法
CN102557561A (zh) 高性能的砂土固结材料及其制备方法和使用方法
CN105541138B (zh) 一种处理盐渍土地基的地聚合物及其制备方法与应用
CN105218023A (zh) 一种风积沙发泡材料及制备方法
CN101723622A (zh) 泡沫尾砂胶结充填材料及制作方法
CN104891888A (zh) 一种仿石材环保混凝土路面砖及其制造方法
CN104496255B (zh) 一种矿物界面活性材料及其制备方法、应用方法
AU7022398A (en) High pulp density, fast setting and high early strength backfill method and material
CN106082902A (zh) 一种金矿尾矿选铁后废渣充填用的复合水泥固化剂
CN106747636A (zh) 一种矿用无机超细发泡充填材料及其制备方法和使用方法
CN109734379A (zh) 一种尾砂膏体充填材料的制备方法
CN103452586A (zh) 一种采空区膨胀材料预应力充填的方法其预应力充填材料
CN105481272A (zh) 地聚合物及其前体的制作方法、产品和应用
CN104803707A (zh) 以页岩为原料生产泡沫砌块的方法
CN105198329A (zh) 一种高水填充材料及其制备方法和使用方法
CN105776911A (zh) 超细粒尾矿充填、干堆用的胶凝材料
CN103360011B (zh) 一种光卤石矿采空区的充填方法
CN102320809A (zh) 一种岩盐混凝土的制作及应用
CN103896539B (zh) 预制硅铝基绿色水泥混凝土双向孔空心模板及其制造方法
CN101633836B (zh) 一种地面预注浆加固用速凝早强水泥浆液
CN105174898A (zh) 一种固体可溶性钾盐开采过程中的尾矿利用方法
CN103352722B (zh) 一种废石充填背景下胶结充填接顶处理采空区的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20151223