CN111535853B

CN111535853B - 一种用于地下钾盐矿开采后的充回填工艺的填充料浆

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Publication number: CN111535853B
Application number: CN202010420775.XA
Authority: CN
Inventors: 王德全; 吴敏; 王洪春
Original assignee: Lao Kaiyuan Mining Co ltd
Current assignee: Lao Kaiyuan Mining Co ltd
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2022-05-31
Anticipated expiration: 2040-05-18
Also published as: CN111535853A

Abstract

本发明公开了一种新型地下钾盐矿开采后的充回填工艺的改进配方，包括以下成分：车间尾盐料浆、试剂、净尾盐和煤灰，所述试剂内的MgCl₂含量≥25％，并采用兑卤法提高填充液体料浆MgCl₂含量，且所述试剂为固体。本发明不但可以节省蒸发车间系统投资，也可以降低年度生产成本，可以减少蒸发车间系统开机率，低至25％，在实际运用中，可视试剂原料、运输等价格情况可灵活掌握生产、充填方式，可以降低企业在实际生产中，因煤灰的环保处理而投入的相关费用，通过对尾盐料浆的直接配料使用，可以减少尾盐过滤设备的运行费用。

Description

一种用于地下钾盐矿开采后的充回填工艺的填充料浆

技术领域

本发明涉及钾盐矿开采后回填技术领域，尤其涉及一种用于地下钾盐矿开采后的充回填工艺的填充料浆。

背景技术

目前，在老挝境内开发钾镁盐矿的企业有5家，2家在万象开发，3家在甘蒙开发。生产原料为钾镁盐矿，成品为(含量为95％)氯化钾产品。

该钾镁盐矿层顶板最大埋深366.96m，最小埋深70.85m，平均埋深186.43m。顶板岩性为灰绿色、青灰色泥岩；底板埋深最大177.22m，最浅135.16m，底板岩性为石盐。矿层最小厚度2.06m，最大厚度71.98m，平均厚度21.52m，厚度变化系数40.39％，属厚度均匀矿体。

该钾镁盐矿开采方式大多数为固体开采，由采掘设备在地下约在-140m(黄海高程)处进行采矿(采矿方式为机械切割—连续采矿机房柱法)后，经竖井提升机运输至地面厂房进行加工处理，生产成品氯化钾。该矿加工处理工艺的改进配方为：钾镁盐矿经过浮选、过滤、洗涤，生产成品氯化钾；产生的尾盐料浆经增稠、过滤、产出尾盐，尾盐过滤后的母液经蒸发后，产出老卤。平均一吨产出成品0.14吨，尾盐料浆0.85吨，尾盐0.6吨，尾盐母液0.25吨；尾盐母液经蒸发浓缩后产生老卤(液)0.11吨。

钾镁盐矿经采掘后，在地下形成采空区，由于矿体赋存较浅(最浅处80m左右)，且矿体上部地层稳固性较差，必须对采空区进行充回填，且填充后固体力学强度大于1MPa。目前采取的方式为先用固体尾盐回填80％后，再用老卤(液)+尾盐(固)方式配成浓度为55％-65％的液体料浆充填剩余20％空间。(以体积进行百分比计量)。

目前，充回填技术采取的方式为固体尾盐回填80％后，再用老卤与尾盐配成浓度为55％-65％的液体料浆充填剩余20％空间。尾盐母液(MgCl₂％含量约在23.5％)必须进行强制蒸发浓缩为老卤(MgCl₂％含量27％-29％)，否则充填液体因MgCl₂含量不够，会对矿柱进行溶浸、造成地表塌陷。

1)固体盐回填主要流程为：废盐→地面胶带→回填竖井→井下各回填胶带→80％采空区。

2)液体料浆充填主要流程：(废盐+老卤)→充填泵加压→充填管道→20％采空区(多次加压充填，直至对采空区接顶100％完成)。

现有技术存在的缺陷为:

1)老卤必须由蒸发车间连续开机强制蒸发浓度得到，开机成本高。

2)且由于进行采掘系统设备(如连采机、掘进机、皮带运输机及工程车辆通道等)需要留置作业空间，故不能及时采充回填，需将车间产出大量尾盐进行集中堆放。

3)由于钾镁盐矿的开发对象是极易对环境造成污染的盐类矿床，稍有不慎，就有可能发生环保事故，尤其是井下充填的尾盐，需要在地表大量干堆，要求堆场既不能渗漏，又要防止大气降水渗入盐堆溶解，如果处置不当，将成为重大环保隐患。

4)尾盐回填过程堆积较为松散，自然沉积密实时间长，处理不当，因固化板结强度不够容易造成回填区有塌陷风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种新型地下钾盐矿开采后的充回填工艺的改进配方，不但可以节省蒸发车间系统投资，也可以降低年度生产成本，可以减少蒸发车间系统开机率，低至25％，在实际运用中，可视试剂原料、运输等价格情况可灵活掌握生产、充填方式，可以降低企业在实际生产中，因煤灰的环保处理而投入的相关费用，通过对尾盐料浆的直接配料使用，可以减少尾盐过滤设备的运行费用，可以有效解决背景技术中的问题，为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种新型地下钾盐矿开采后的充回填工艺的改进配方，包括以下成分：

车间尾盐料浆、试剂、净尾盐和煤灰。

作为一种优选方案，新型地下钾盐矿开采后的充回填工艺的改进配方，还包括老卤。

作为一种优选方案，所述试剂内的MgCl₂含量≥25％，并采用兑卤法提高填充液体料浆MgCl₂含量，且所述试剂为固体。

作为一种优选方案，所述车间尾盐料浆含固量为35％，且所述车间尾盐料浆为固液混合体。

作为一种优选方案，所述净尾盐内的NaCL含量＞90％，且所述净尾盐为固体。

作为一种优选方案，所述老卤内的MgCL₂含量为27％-29％，且所述老卤为液体。

作为一种优选方案，所述老卤制作过程为：钾镁盐矿经过浮选、过滤、洗涤，生产成品氯化钾，产生的尾盐料浆经增稠、过滤、产出尾盐，尾盐过滤后的母液经蒸发后，产出老卤。

作为一种优选方案，所述车间尾盐料浆、试剂、净尾盐和煤灰，由下述重量份的组分组成：

车间尾盐料浆0.66t、试剂0.03t、净尾盐0.31t和煤灰0.05t。

作为一种优选方案，所述车间尾盐料浆、老卤、净尾盐和煤灰，由下述重量份的组分组成：

车间尾盐料浆0.56t、老卤0.01t、净尾盐0.33t和煤灰0.05t。

本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

1、不但可以节省蒸发车间系统投资，也可以降低年度生产成本，可以减少蒸发车间系统开机率，低至25％，在实际运用中，可视试剂原料、运输等价格情况可灵活掌握生产、充填方式，可以降低企业在实际生产中，因煤灰的环保处理而投入的相关费用，通过对尾盐料浆的直接配料使用，可以减少尾盐过滤设备的运行费用。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例提供一种新型地下钾盐矿开采后的充回填工艺的改进配方，包括：包括以下成分：车间尾盐料浆、试剂、净尾盐和煤灰或老卤。

本实施例提供的新型地下钾盐矿开采后的充回填工艺的改进配方，所述试剂内的MgCl₂含量≥25％，并采用兑卤法提高填充液体料浆MgCl₂含量，且所述试剂为固体，所述车间尾盐料浆含固量为35％，且所述车间尾盐料浆为固液混合体，所述净尾盐内的NaCL含量＞90％，且所述净尾盐为固体，所述老卤内的MgCL₂含量为27％-29％，且所述老卤为液体，所述老卤制作过程为：钾镁盐矿经过浮选、过滤、洗涤，生产成品氯化钾，产生的尾盐料浆经增稠、过滤、产出尾盐，尾盐过滤后的母液经蒸发后，产出老卤，所述车间尾盐料浆、试剂、净尾盐和煤灰，由下述重量份的组分组成：车间尾盐料浆0.66t、试剂0.03t、净尾盐0.31t和煤灰0.05t；所述车间尾盐料浆、老卤、净尾盐和煤灰，由下述重量份的组分组成：车间尾盐料浆0.56t、老卤0.01t、净尾盐0.33t和煤灰0.05t。

与原工艺技术比较，尾盐料浆不需过滤，尾盐母液不用蒸发成老卤，尾盐过滤设备、蒸发车间不需开机，生产成本节约较大。以年产10万吨成品氯化钾为例，年需开采钾镁盐矿70万吨，需要填充液体料浆10.5万吨。现有技术方案为尾盐+27％MgCl2老卤配成浓度为55％的液体料浆，需要蒸发后老卤4.75万吨，开机费用为47500×50元＝238万元；改进新技术方案为尾盐料浆(35％)+试剂+尾盐配成浓度55％的液体料浆，需要配液体料浆(25％MgCl2)为105000×0.03(每吨需要试剂量)×400元(单价)＝126万元。即年产10万吨氯化钾产品，每年可以节约238-126＝112万元；若年产50万吨氯化钾，则全年可以节约生产成本560万元，若为新建项目，可节省蒸发车间建设投资10570万元。

利用尾盐料浆(35％)+尾盐+老卤+煤灰采用兑卤法提高填充液体料浆MgCl2含量至25％以上直接填充至井下，也可以保证矿柱安全不被溶浸。

同样以年产10万吨成品氯化钾为例，改进新技术方案同样配成浓度55％的液体料浆，需要蒸发后老卤1.15万吨，开机费用为11500×50＝58万元。即年产10万吨氯化钾产品，每年可以节约238-58＝180万元；若年产50万吨氯化钾，则全年可以节约生产成本900万元。

煤灰主要作用为快速过滤填充母液，加速填充尾盐密实速率，增加固化板结强度，同时减少厂区因处理煤灰的环保费用，尾盐料浆直接进行填充，同时可解决地表尾盐堆放造成的重大环保隐患问题。

现有工艺：以尾盐+老卤为填充料浆，配比、实验、强度数据如下：

表1原有工艺配料比

表2原老卤+尾盐与矿柱浸泡实验数据表

表3实际充填区域随机取样力学测试结果

改进新技术方案，以尾盐料浆(35％)+试剂+尾盐+煤灰为填充料浆，配比、实验、强度数据如下：

表4改进新技术方案2.1.1配料比

表5尾盐料浆(35％)+试剂+尾盐+煤灰与矿柱浸泡实验数据表

表6工艺改进2.1.1实际充填区域随机取样力学测试结果，如下数据：

改进新技术方案，尾盐料浆(35％)+尾盐+老卤+煤灰为填充料浆，配比、实验、强度数据如下：

表7改进新技术方案2.1.2配料比，如下数据：

形成填充液体料浆，填充实验数据变化检测及力学性能测试数据如下：

表8.尾盐料浆(35％)+尾盐+老卤+煤灰与与矿柱浸泡实验数据表

表9.工艺改进2.1.2实际充填区域随机取样力学测试结果

根据数据表1-9表明：

A、填充料浆MgCl2含量在25％以上时，不会对矿柱钾镁盐矿进行溶浸，矿柱安全可靠。

B、煤灰的加入后充填后固化体强度与原工艺相比基本无变化，且能增加固化板结强度，更加能够保障采空区安全。

本发明技术方案带来的有益效果为：两种工艺改进路线都可以大幅降低充填总成本。若为新的建设项目，本发明不但可以节省蒸发车间系统投资，也可以降低年度生产成本，优选此方案更佳；若为已经投入运行的生产项目，可以减少蒸发车间系统开机率，低至25％，比现有技术方案节省开机成本约为75％。在实际运用中，可视试剂原料、运输等价格情况可灵活掌握生产、充填方式，可以降低企业在实际生产中，因煤灰的环保处理而投入的相关费用，通过对尾盐料浆的直接配料使用，可以减少尾盐过滤设备的运行费用。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于地下钾盐矿开采后的充回填工艺的填充料浆，其特征在于：包括以下成分：

车间尾盐料浆、试剂、净尾盐和煤灰；所述车间尾盐料浆、试剂、净

尾盐和煤灰，由下述重量份的组分组成：

车间尾盐料浆0.66t、试剂0.03t、净尾盐0.31t和煤灰0.05t；还包括老卤；所述试剂内的MgCl₂含量≥25％，并采用兑卤法提高填充液体料浆MgCl₂含量，且所述试剂为固体；所述老卤内的MgCL₂含量为27％-29％，且所述老卤为液体；所述老卤制作过程为：钾镁盐矿经过浮选、过滤、洗涤，生产成品氯化钾，产生的尾盐料浆经增稠、过滤、产出尾盐，尾盐过滤后的母液经蒸发后，产出老卤。

2.根据权利要求1所述的用于地下钾盐矿开采后的充回填工艺的填充料浆，其特征在于：所述车间尾盐料浆含固量为35％，且所述车

间尾盐料浆为固液混合体。

3.根据权利要求1所述的用于地下钾盐矿开采后的充回填工艺的填充料浆，其特征在于：所述净尾盐内的NaCL含量＞90％，且所述净

尾盐为固体。