CN107366552B - 硫酸钠型岩盐溶腔固结式填充方法 - Google Patents
硫酸钠型岩盐溶腔固结式填充方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107366552B CN107366552B CN201610309793.4A CN201610309793A CN107366552B CN 107366552 B CN107366552 B CN 107366552B CN 201610309793 A CN201610309793 A CN 201610309793A CN 107366552 B CN107366552 B CN 107366552B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- salt
- method described
- slurry
- molten chamber
- rock
- 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.)
- Active
Links
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 title claims abstract description 124
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 76
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 17
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 title claims abstract description 13
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 56
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 50
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims description 38
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 38
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 19
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 14
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 claims description 11
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims description 11
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 5
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 238000009621 Solvay process Methods 0.000 claims description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000004087 circulation Effects 0.000 claims description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 19
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 12
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 9
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 9
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 8
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 3
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 241001274216 Naso Species 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium chloride Substances Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
- E21F15/005—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings characterised by the kind or composition of the backfilling material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种硫酸钠型岩盐溶腔固结式填充方法,具体是利用氨碱废液作为调浆用液体,将碱渣、脱硫石膏调成浆状物,通过注井系统将浆状物注入硫酸钠型岩盐溶腔;在地下溶腔中,浆状物在助凝剂作用下发生一系列反应,最终形成复盐固结物,实现对岩盐溶腔的固结式填充。本发明优选二水硫酸钙作为助凝剂,使碱渣、脱硫石膏在溶腔中固结形成一定强度的凝结体,抑制岩盐溶腔地质灾害的发生。
Description
技术领域
本发明涉及井矿盐资源开采领域中对岩盐溶腔进行井下填充并形成固结物的方法,利用氨碱废液将碱渣、脱硫石膏调成浆状物,并注入岩盐溶腔,浆状物在井下固结防止岩盐溶腔地质灾害发生,属于井矿盐资源开采领域的环境治理和保护。具体地说,涉及利用碱渣、脱硫石膏井下填充岩盐溶腔,并形成复盐固结物的方法。本发明可对各种类型的岩盐溶腔进行固结式充填,尤其适用于硫酸钠型岩盐溶腔。
背景技术
近年来,井矿盐生产已成为我国制盐主流工艺,井矿盐产量已超过4000万吨/年,目前所占比例已超过海盐,成为第一大盐类。井矿盐开采主要是利用盐易溶于水的特性来进行资源开采,通过向地下盐矿中注入淡水后将盐溶解成为卤水,卤水被开采到地面后用于盐化工生产,与此同时在地下会形成一定体积的岩盐溶腔,溶腔单体容积约10-80万方(溶腔高度:5-100米,溶蚀直径:10-60米)。随着我国井矿盐资源的不断开采,每年新增岩盐溶腔近1200万m3以上,地下岩盐溶腔的数量巨大。
废弃的岩盐溶腔如果不进行妥善处理,将有可能引发重大地质灾害,主要表现为大面积地面沉陷和地下水污染。在国内,江西会昌、安徽定远、湖北应城、云南一平浪、湖南湘澧等盐矿都曾发生地面沉陷现象。地面塌陷的危害极大,导致巨大的经济损失,严重影响当地的正常生产、生活,对环境造成的破坏不可估量。同时,在地表沉陷区域,往往伴随卤水上涌,对水环境、土壤环境产生污染,严重时外泄卤水与浅层地表水形成通道,直接污染饮用水。在四川自贡长山盐矿曾发生地面冒卤,数百亩耕地严重减产,甚至不能再耕作,当地的地下水也无法饮用。
对于废弃的岩盐溶腔,目前传统的处理方法是采用水泥封堵。水泥封堵处理方法是将充满卤水的溶腔井口用水泥封死。但由于岩盐具有很高的流变性,封井后的溶腔腔体会不断收缩。如果封井质量差,溶腔体积收缩的速度会非常快,溶腔变形过大或顶板垮塌严重时会诱发大规模地面沉陷。而且水泥封井在若干年后也会出现失效,造成卤水出涌。为了控制盐矿区地表出现沉降及沉陷,就要抑制废弃岩盐溶腔的体积收缩,在溶腔内部需要一直维持一定的内压。岩盐的渗透性虽然低,但溶腔长期废弃中,卤水仍然不断向围岩渗透,内压减小,溶腔体积不可避免的收缩,同时,围岩应力分布也不断发生变化,一旦静力平衡条件无法满足,则溶腔内部就会出现垮塌,腔体上方地面将加速沉降。因此,只要溶腔中存有卤水,就如同在地下埋下一颗定时炸弹,随时都有引爆的可能。
一般情况下工业废渣在岩盐溶腔内的沉降效果不好,充填体在卤水中很难固结,对溶腔收缩的抑制作用有限,控制地面沉降的效果不明显,不能彻底消除废弃岩盐溶腔存在的地质隐患。
发明内容
本发明通过分析碱渣、脱硫石膏等固体废弃物的组成、粒度等特点,研究碱渣和脱硫石膏在卤水中沉降速度、不同助凝剂对其沉降速度和固结程度的影响;发明了利用氨碱废液将碱渣、脱硫石膏调成浆状物并注入岩盐溶腔,在溶腔中浆状物在助凝剂作用下固结,并形成具有一定强度的充填体,可有效控制溶腔体积收缩,防止岩盐矿区地质塌陷、地面沉降等灾害发生,保证地面构筑物的安全性。
本发明涉及一种硫酸钠型岩盐溶腔固结式填充方法,该方法包括以下步骤:
(1)利用氨碱废液作为调浆用液体,将碱渣、脱硫石膏调成浆状物;
(2)将调浆得到的浆状物注入岩盐溶腔中,在溶腔中浆状物发生物理化学反应后,在溶腔底部形成复盐固结物(CaSO4·2H2O和CaCO3的复合物或固结物);
(3)随着井下充填的不断进行,溶腔中复盐固结物上方的卤水被置换,采出到地面,例如用于盐化工生产或参与调浆随浆状物注入溶腔;
(4)暂停注井充填,采用淡水采卤,增加溶腔容积,同时使充填物在溶腔中充分反应、沉降并固结;
(5)重复上述步骤一个或多个循环直至固结物充填到溶腔容积的50vol%-100vol%为止;即固结物回填率达到盐腔体积的50vol%以上,优选60vol%以上(60vol%-100vol%,即固结物回填率达到盐腔体积的60vol%以上),更优选70vol%以上,更优选80vol%以上,更优选90vol%以上,更优选95%以上,甚至98vol%以上。
本发明使用的氨碱废液是氨碱法制碱工业中产生的含有CaCl2的废液。国内各个氨碱企业产生的氨碱废液中成分不完全相同。在本发明中,以60万t/年的纯碱产量为基础,氨碱废液量一般是6.5-11.5m3/t纯碱,更一般7-11m3/t纯碱,尤其8-10m3/t纯碱,例如约9m3/t纯碱;氨碱废液的成分为:CaCl2含量一般在80-130g/L,优选90-120g/L,更优选95-115g/L,最优选100-110g/L范围(例如约105g/L);NaCl含量一般是在30-70g/L,更一般40-60g/L,尤其45-55g/L(例如约50g/L)。
本发明使用的碱渣是氨碱法制碱工业中产生的废渣,废渣量(干基)一般在250-400kg/t纯碱,更一般270-350kg/t纯碱,尤其290-325kg/t纯碱,例如约320kg/t纯碱;碱渣的主要成分为CaSO4·2H2O、CaCO3等,优选具有1-400μm、优选2-200μm、更优选4-100μm的平均晶粒粒度。
本发明使用的脱硫石膏优选是电厂烟气脱硫产生的固体废物,以粉体的形式使用,其主要成分为CaSO4·2H2O(即CaSO4·2H2O的含量在50wt%以上,优选60wt%以上,更优选90wt%以上),具有5-800μm、优选10-400μm、更优选20-200μm的平均晶粒粒度。
本发明在调浆过程中,氨碱废液、碱渣和脱硫石膏的用量比例(wt)优选是:40-80:10-35:2-15;更优选是:45-75:15-32:4-12;更优选是:50-70:18-28:6-10。氨碱废液的用量可以根据纯碱生产所产生的废液中氯化钙含量或浓度以及助凝剂CaSO4·2H2O的所需添加量及岩盐矿藏中的NaSO4含量来确定。调浆形成的浆状物的固含量是1%-30%,优选2%-20%,再优选5%-10%(w%)。
在固结式充填的初期和中期,从岩盐溶腔中置换出来的卤水清澈,卤水质量可以满足盐化工生产的要求,将作为生产原料卤水使用;在充填的后期,井下被置换出来的卤水较浑浊,采出的卤水将参与调浆,随浆状物重新注入溶腔中。
在本发明中,在暂停注井后,利用淡水采卤可以使井下充填物充分反应、沉降,并进一步固结。下一次井下填充与上一次井下填充之间的时间间隔一般是2-12天,优选4-10天,更优选5-8天。
在碱渣、脱硫石膏的助凝效果中,通过研究发现:粉煤灰效果最优,小粒度的CaSO4·2H2O次之,而在其它领域中效果良好的助凝剂(如聚丙烯酰胺、聚合FeCl3、聚合AlCl3等)却在本申请的工艺中表现较差。由于粉煤灰产生凝胶会降低碱渣渗透性,而且在充填初期置换出的卤水可供工业生产使用,使用粉煤灰会影响卤水的质量,因此粉煤灰除了在封井时适宜作为助凝剂外,一般情况下不适宜作助凝剂。而小粒度的CaSO4·2H2O不仅可加速碱渣、脱硫石膏的沉降,而且沉积体密实度也得到了提高,使溶腔利用率提到50%以上。综合考虑,本发明优选小粒度的CaSO4·2H2O作为注井充填物的助凝剂。
本发明利用氨碱废液将碱渣、脱硫石膏粉体调制成浆体,对岩盐溶腔进行固结式充填,尤其对硫酸钠型岩盐溶腔进行充填。在岩盐溶腔,浆体中的CaCl2与岩盐矿藏中伴生的硫酸根离子反应,持续生成本发明需要的助凝剂—小粒度的CaSO4·2H2O,反应生成的小粒度CaSO4·2H2O与碱渣、脱硫石膏中含有的CaSO4·2H2O从粒度分布方面起到配伍作用,持续在溶腔中建立硫酸钙过饱和环境,形成CaSO4·2H2O晶体生长环境,使得小晶体不断溶解,大晶体逐步长大。在岩盐溶腔中,CaSO4·2H2O晶体充分长大,并与碱渣中的CaCO3一起沉降至溶腔底部。在溶腔底部,充填物在重力及挤压的作用下逐步粘连,不断反应生成具有一定强度的复盐充填体,充填体的密度可以达到100-1500g/cm3,进一步优选为300-1000g/cm3,可有效控制盐腔体积收缩。
在岩盐溶腔中,碱渣、脱硫石膏随着水力的冲击,向岩盐溶腔内扩散,在重力的作用下,不断沉降。碱渣和脱硫石膏的扩散速度与注井压力密切关联,由于碱渣和脱硫石膏的粒度较小,故其扩散性较好。一般采卤压力对其扩散不构成障碍。通过研究发现碱渣和脱硫石膏都具有良好的扩散性,因此在溶腔中出现充填盲区的可能性较小。
本发明所述“注井充填”技术是利用碱渣、脱硫石膏作为充填物,本领域常用的注井充填技术是利用“盐泥”进行注井充填;所述“溶腔”指井矿盐水溶开采后所形成的采盐溶腔,与“盐腔”、“盐穴”互用;在本申请中“浆状物”与“渣浆”具有相同的含义;固结物的回填率是指沉降形成的固结物与空腔体积的之比。除非另有定义或说明,本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。本文未详述的技术方法,均为本领域常用的技术方法。
本发明达到的效果:
1、本发明将碱渣、脱硫石膏充填到岩盐溶腔中,并在溶腔中固结后形成具有一定强度充填体,可以有效地控制岩盐溶腔体积收缩,防止岩盐矿区地质塌陷、地面沉降等地质灾害的发生,保证了地面构筑物的安全性;
2、利用岩盐溶腔储存了碱渣、脱硫石膏和氨碱废液等工业废弃物,既实现了废弃物的资源化利用,又有利于环境保护。
附图说明
图1是硫酸钠型岩盐溶腔固结式填充方法示意图。
图2是模拟某盐井闭井100年内的腔体体积收缩率变化情况,可以看出:在充满卤水条件下,岩盐溶腔的体积收缩率最大,存在明显的体积收缩;随着充填率的增加,岩盐溶腔体积的收缩率逐渐降低。
图3是模拟某组盐井闭井100年后腔周破损区范围,可以看出:岩盐溶腔内充满卤水的情况下,盐井闭井100年后腔周破损区范围较大;而岩盐溶腔在被100%充满情况下,盐井闭井100年后腔周破损区范围明显减小。
具体实施方式
实施例1
(1)利用氨碱废液(CaCl2含量为110g/L;NaCl含量为60g/L)作为调浆用液体,氨碱废液:碱渣:脱硫石膏重量比按12:5:1调制成浆状物;
(2)利用地面注井系统,将调浆得到的浆状物注入40×104m3的硫酸钠型岩盐溶腔,浆状物在溶腔中发生一系列的化学反应,在溶腔中沉降形成复盐固结物;
(3)随着井下充填的不断进行,溶腔中复盐固结物上方的卤水被置换,采出到地面后,初期和中期采出卤水用于盐化工生产,后期采出卤水参与调浆随浆状物注入溶腔;
(4)连续运行5个月后,暂停注井充填,采用淡水采卤8天,增加溶腔容积,同时使充填物在溶腔中充分反应、沉降并固结;
(5)重复以上步骤7次,最终在溶腔中形成具有一定强度和密实度的充填体,回填率约为50%,孔隙比为2.62,实现对硫酸钠型岩盐溶腔的固结式填充。
实施例2
(1)利用氨碱废液(CaCl2含量为110g/L;NaCl含量为60g/L)作为调浆用液体,氨碱废液:碱渣:脱硫石膏重量比按10:5:0.8调制成浆状物;
(2)利用地面注井系统,将调浆得到的浆状物注入38×104m3的硫酸钙型岩盐溶腔,浆状物在溶腔中发生一系列的化学反应,在溶腔中沉降形成复盐固结物;
(3)随着井下充填的不断进行,溶腔中复盐固结物上方的卤水被置换,采出到地面后,初期和中期采出卤水用于盐化工生产,后期采出卤水参与调浆随浆状物注入溶腔;
(4)连续运行5个月后,暂停注井充填,采用淡水采卤6天,增加溶腔容积,同时使充填物在溶腔中充分反应、沉降并固结;
(5)重复以上步骤8次,最终在溶腔中形成具有一定强度和密实度的充填体,回填率约为60%,孔隙比为2.58,实现对硫酸钙型岩盐溶腔的固结式填充。
实施例3
(1)利用氨碱废液(CaCl2含量为110g/L;NaCl含量为60g/L)作为调浆用液体,氨碱废液:碱渣:脱硫石膏重量比按13:5:1.2调制成浆状物;
(2)利用地面注井系统,将调浆得到的浆状物注入42×104m3的硫酸钠型岩盐溶腔,浆状物在溶腔中发生一系列的化学反应,在溶腔中沉降形成复盐固结物;
(3)随着井下充填的不断进行,溶腔中复盐固结物上方的卤水被置换,采出到地面后,初期和中期采出卤水用于盐化工生产,后期采出卤水参与调浆随浆状物注入溶腔;
(4)连续运行6个月后,暂停注井充填,采用淡水采卤6天,增加溶腔容积,同时使充填物在溶腔中充分反应、沉降并固结;
(5)重复以上步骤9次,最终在溶腔中形成具有一定强度和密实度的充填体,回填率约为70%,孔隙比为2.53,实现对硫酸钠型岩盐溶腔的固结式填充。
实施例4
(1)利用氨碱废液(CaCl2含量为110g/L;NaCl含量为60g/L)作为调浆用液体,氨碱废液:碱渣:脱硫石膏重量比按12:5:1调制成浆状物;
(2)利用地面注井系统,将调浆得到的浆状物注入41×104m3的硫酸钙型岩盐溶腔,浆状物在溶腔中发生一系列的化学反应,在溶腔中沉降形成复盐固结物;
(3)随着井下充填的不断进行,溶腔中复盐固结物上方的卤水被置换,采出到地面后,初期和中期采出卤水用于盐化工生产,后期采出卤水参与调浆随浆状物注入溶腔;
(4)连续运行5个月后,暂停注井充填,采用淡水采卤8天,增加溶腔容积,同时使充填物在溶腔中充分反应、沉降并固结;
(5)重复以上步骤10次,最终在溶腔中形成具有一定强度和密实度的充填体,回填率约为80%,孔隙比为2.48,实现对硫酸钙型岩盐溶腔的固结式填充。
实施例5
(1)利用氨碱废液(CaCl2含量为110g/L;NaCl含量为60g/L)作为调浆用液体,氨碱废液:碱渣:脱硫石膏重量比按15:5:1.5调制成浆状物;
(2)利用地面注井系统,将调浆得到的浆状物注入44×104m3的硫酸钠型岩盐溶腔,浆状物在溶腔中发生一系列的化学反应,在溶腔中沉降形成复盐固结物;
(3)随着井下充填的不断进行,溶腔中复盐固结物上方的卤水被置换,采出到地面后用于盐化工生产或参与调浆随浆状物注入溶腔;
(4)连续运行6个月后,暂停注井充填,采用淡水采卤8天,增加溶腔容积,同时使充填物在溶腔中充分反应、沉降并固结;
(5)重复以上步骤12次,最终在溶腔中形成具有一定强度和密实度的充填体,回填率约为90%,孔隙比为2.42,实现对硫酸钠型岩盐溶腔的固结式填充。
实施例6
(1)利用氨碱废液(CaCl2含量为110g/L;NaCl含量为60g/L)作为调浆用液体,氨碱废液:碱渣:脱硫石膏重量比按18:5:1.5调制成浆状物;
(2)利用地面注井系统,将调浆得到的浆状物注入46×104m3的硫酸钠型岩盐溶腔,浆状物在溶腔中发生一系列的化学反应,在溶腔中沉降形成复盐固结物;
(3)随着井下充填的不断进行,溶腔中复盐固结物上方的卤水被置换,采出到地面后用于盐化工生产或参与调浆随浆状物注入溶腔;
(4)连续运行6个月后,暂停注井充填,采用淡水采卤8天,增加溶腔容积,同时使充填物在溶腔中充分反应、沉降并固结;
(5)重复以上步骤13次,最终在溶腔中形成具有一定强度和密实度的充填体,回填率约为100%,孔隙比为2.16,实现对硫酸钠型岩盐溶腔的固结式填充。
Claims (20)
1.一种硫酸钠型岩盐溶腔固结式填充方法,该方法包括以下步骤:
(1)利用氨碱废液作为调浆用液体,将碱渣、脱硫石膏调成浆状物;
(2)将调浆得到的浆状物注入岩盐溶腔中,在溶腔中浆状物发生物理化学反应后,在溶腔底部形成复盐固结物;
(3)随着井下充填的不断进行,溶腔中复盐固结物上方的卤水被置换,采出到地面;
(4)暂停注井充填,采用淡水采卤,增加溶腔容积,同时使充填物在溶腔中充分反应、沉降并固结;
(5)重复上述步骤一个或多个循环,直至固结物充填到溶腔容积的50vol%-100vol%为止。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤(5)中,固结物回填率达到溶腔容积的70vol%以上。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤(5)中,固结物回填率达到溶腔容积的90vol%以上。
4.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(1)中,调浆用氨碱废液、碱渣和脱硫石膏的用量重量比是:40-80:10-35:2-15。
5.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(1)中,调浆用氨碱废液、碱渣和脱硫石膏的用量重量比是:45-75:15-32:4-12。
6.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(1)中,调浆用氨碱废液、碱渣和脱硫石膏的用量重量比是:50-70:18-28:6-10。
7.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(1)中,氨碱废液是氨碱法制碱工业中产生的含有氯化钙的废液。
8.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(1)中,氨碱废液包括含量是在80-130g/L的CaCl2和含量是在30-70g/L的NaCl。
9.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(1)中,碱渣是氨碱法制碱工业中产生的废渣。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,碱渣包括CaSO4·2H2O、CaCO3,具有1-400μm的平均晶粒粒度。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,碱渣具有2-200μm的平均晶粒粒度。
12.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(1)中,脱硫石膏是电厂烟气脱硫产生的固体废物。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,脱硫石膏的主要成分为CaSO4·2H2O,以粉体的形式使用,具有5-800μm的平均晶粒粒度。
14.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(1)、(2)中,浆状物的固含量是1wt%-30wt%。
15.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(1)、(2)中,浆状物的固含量是2wt%-20wt%。
16.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(2)中,浆状物的CaCl2与岩盐矿藏中伴生的NaSO4反应,持续生成小颗粒的CaSO4·2H2O,小颗粒CaSO4·2H2O作为助凝剂,使充填物质在溶腔中沉降并形成复盐固结物。
17.根据权利要求1或16所述的方法,其中在步骤(3)中,在充填的初期、中期,井下被置换出来的卤水清澈,卤水用于盐化工生产;在充填的后期,井下被置换出来的卤水较浑浊,采出的卤水参与调浆,随浆状物重新注入溶腔中。
18.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(4)中,在暂停注井后,利用淡水采卤使充填物充分反应、沉降,并进一步固结;和/或在步骤(4)中,下一次井下填充与上一次井下填充之间的时间间隔是2-12天。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,下一次井下填充与上一次井下填充之间的时间间隔是4-10天。
20.根据权利要求1或18所述的方法,其中,在步骤(3)中,卤水被置换,采出到地面后用于盐化工生产或参与调浆随浆状物注入溶腔。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610309793.4A CN107366552B (zh) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | 硫酸钠型岩盐溶腔固结式填充方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610309793.4A CN107366552B (zh) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | 硫酸钠型岩盐溶腔固结式填充方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107366552A CN107366552A (zh) | 2017-11-21 |
CN107366552B true CN107366552B (zh) | 2019-04-19 |
Family
ID=60304517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610309793.4A Active CN107366552B (zh) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | 硫酸钠型岩盐溶腔固结式填充方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107366552B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110617861B (zh) * | 2018-06-20 | 2020-12-29 | 江苏省制盐工业研究所有限公司 | 一种利用标志性溶液检测岩盐溶腔体积的方法 |
TR201911527A2 (tr) * | 2019-07-30 | 2019-08-21 | Yilmaden Holding Anonim Sirketi | SOLVAY PROSESİ İLE SODA KÜLÜ ÜRETİMİ SONRASI ELDE EDİLEN SIVI ve KATI MADDE İHTİVA EDEN SIVI ATIKLARIN YERALTI KAVERNALARINDA TUZLU SU ÜRETİMİNDE KULLANILMASI |
CN111069221A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-28 | 重庆大学 | 碱渣回填盐穴系统 |
CN113914840B (zh) * | 2021-09-26 | 2023-09-08 | 中国地质大学(武汉) | 一种薄层天然碱的开采方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101629484A (zh) * | 2009-08-14 | 2010-01-20 | 江苏省制盐工业研究所 | 氨碱废液用于硫酸钠型盐矿注井采卤的资源化利用方法 |
CN101746874A (zh) * | 2010-02-04 | 2010-06-23 | 武汉中新化工有限公司 | 一种烟气湿法脱硫废水的处理方法 |
CN102071967A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-05-25 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种盐腔充填模拟装置 |
DE102010022004A1 (de) * | 2010-05-29 | 2011-12-01 | Gts Grube Teutschenthal Sicherungs Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Nutzung von Restvorräten in der Nachbetriebsphase von Kaligruben |
-
2016
- 2016-05-11 CN CN201610309793.4A patent/CN107366552B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101629484A (zh) * | 2009-08-14 | 2010-01-20 | 江苏省制盐工业研究所 | 氨碱废液用于硫酸钠型盐矿注井采卤的资源化利用方法 |
CN101746874A (zh) * | 2010-02-04 | 2010-06-23 | 武汉中新化工有限公司 | 一种烟气湿法脱硫废水的处理方法 |
DE102010022004A1 (de) * | 2010-05-29 | 2011-12-01 | Gts Grube Teutschenthal Sicherungs Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Nutzung von Restvorräten in der Nachbetriebsphase von Kaligruben |
CN102071967A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-05-25 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种盐腔充填模拟装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107366552A (zh) | 2017-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107366552B (zh) | 硫酸钠型岩盐溶腔固结式填充方法 | |
CN101451061B (zh) | 一种油泥砂固砂堵水调剖剂 | |
CN103013480A (zh) | 改性石油胶颗粒复合调剖堵水剂及多轮次双向调堵技术 | |
DE3141884C2 (de) | Verfahren zur Endlagerung von pumpfähigen Abfallstoffen | |
KR101636283B1 (ko) | 페로니켈 슬래그를 활용한 말뚝 주입재 | |
CN109971444A (zh) | 适用于油气田的生物酶解堵剂 | |
CN110452680A (zh) | 酸化解堵剂及其制备方法和应用该酸化解堵剂的解堵方法 | |
CN103319122A (zh) | 一种综合利用碱渣的淤泥固化材料 | |
CN107363067B (zh) | 一种利用岩盐溶腔储存工业废液废渣的方法 | |
KR100884285B1 (ko) | 연약지반 개량용 경화제와 이의 초고압수분사장치 및 이를 이용한 지반개량 공법 | |
JP5578642B2 (ja) | 地盤注入剤および地盤注入工法 | |
US20130279987A1 (en) | Installation of leakage barriers to enhance yield of mineral deposits in unlined solar pond systems | |
KR100940811B1 (ko) | 지반고결재 및 이를 이용한 지반개량공법 | |
CN116143468B (zh) | 一种预拌流态固化盐渍土及其制备方法 | |
CN107021727A (zh) | 一种用海水直接拌合的混凝土材料及其制备方法和应用 | |
CN107366551B (zh) | 一种盐腔装置化利用的方法 | |
CN105948580A (zh) | 一种淤泥免烧结砖制作工艺 | |
CN104119843B (zh) | 钻井泥饼硬化增强剂 | |
CN103539389B (zh) | 海水混浆水泥土的制备方法 | |
JP4505065B2 (ja) | 地盤固結改良剤 | |
DE10227951B4 (de) | Verfahren zur Steuerung der Wasserqualität an offenen Gewässern | |
JP2006249294A (ja) | グラウト液およびそれを用いたグラウト工法 | |
DE19758682C2 (de) | Füllstoff zum Auffüllen von Hohlräumen im Salinar | |
CN106278068B (zh) | 一种地质勘探用封堵剂及其制备方法 | |
DE102016104353A1 (de) | Injektionsmittel zum Verfüllen, Verfestigen und Abdichten von Wegsamkeiten in Gesteinen oder einem Bergbauversatz sowie Verfahren zum Verfüllen und Abdichten von Wegsamkeiten |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 223200 No. 18 Huaxi Road, Huaian District, Huaian City, Jiangsu Province Applicant after: Jiangsu Yanjingshen Co., Ltd. Applicant after: Jiangsu Salt Industry Research Institute Co., Ltd. Address before: 223200 No. 18 Huaxi Road, Huaian District, Huaian City, Jiangsu Province Applicant before: Jiangsu Jingshen Salt & Chemical Industry Co., Ltd. Applicant before: Jiangsu Salt Industry Research Institute |
|
CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |