RU2754908C1 - Закладочная смесь с наномодифицированной добавкой - Google Patents
Закладочная смесь с наномодифицированной добавкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2754908C1 RU2754908C1 RU2021106827A RU2021106827A RU2754908C1 RU 2754908 C1 RU2754908 C1 RU 2754908C1 RU 2021106827 A RU2021106827 A RU 2021106827A RU 2021106827 A RU2021106827 A RU 2021106827A RU 2754908 C1 RU2754908 C1 RU 2754908C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waste
- additive
- mixture
- halite
- filling
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 36
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000010442 halite Substances 0.000 claims abstract description 26
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 21
- 229940072033 potash Drugs 0.000 claims abstract description 21
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 21
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 claims abstract description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 12
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L magnesium dichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-] DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 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
- 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)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к закладочным смесям, и может быть использовано для закладки выработанного пространства при разработке месторождений полезных ископаемых. Технический результат заключается в увеличении прочности закладочной смеси, сокращении расхода вяжущего в составе закладочной смеси, увеличении полноты утилизации отходов переработки калийных руд. Закладочная смесь содержит насыщенный раствор солей галитовых отходов и твердую смесь, состоящую из: галитовых отходов переработки калийных руд, вяжущего – магнезиального цемента, добавки, причем в качестве добавки закладочная смесь содержит наномодифицированную добавку – астрален. При этом закладочная смесь содержит, мас.%: 11,11 - насыщенный раствор солей галитовых отходов и 88,89 - твердая смесь, которая содержит, мас.%: галитовые отходы переработки калийных руд - 98,99–99,49; наномодифицированную добавку - астрален - 0,01; магнезиальный цемент – остальное. 1 табл.
Description
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к закладочным смесям, и может быть использовано для закладки выработанного пространства при разработке месторождений полезных ископаемых.
Известен состав для закладки (авторское свидетельство SU 386145, опубликовано 14.06.1973), который предназначен для закладки выработанного пространства рудников, содержащий отходы обогащения калийных руд влажностью 6-8% и тонкомолотую негашеную известь. В смесь с целью повышения прочности и скорости твердения и предотвращения отделения рассола введен бишофит, причем компоненты взяты в следующем соотношении, вес. %: отходы обогащения калийных руд 96-98,5; негашеная известь 1-3; бишофит 0,5-1. Недостатками указанной смеси являются низкие прочностные характеристики и содержание дорогостоящих вяжущих компонентов.
Известен состав закладочной смеси (авторское свидетельство SU 1645565, опубликовано 30.04.1991), который содержит 30-90 мас.% глинисто-солевых отходов переработки калийных руд и 10-70 мас.% золы-уноса. Закладочная смесь, содержащая глинисто-солевые отходы переработки калийных руд и вяжущее, отличающаяся тем, что с целью повышения прочности закладочного массива, в качестве вяжущего она содержит золу-унос при следующем соотношении компонентов, мас. %: глинисто-солевые отходы переработки калийных руд 30-90; зола-унос 10-70. Недостатком указанной закладочной смеси является повышенный расход вяжущего компонента и связанные с этим затраты.
Наиболее близким решением к предлагаемому техническому решению является закладочная смесь (патент RU 2386035, опубликован 10.04.2010), содержащая галитовые отходы переработки калийных руд, в качестве вяжущего - магнезиальный цемент и дополнительно химическую добавку - лигносульфонат при следующем соотношении компонентов, мас. %: галитовые отходы 96,5-98,3; магнезиальный цемент 1-2; лигносульфонат 0,7-1,5. При смешивании галитовых отходов с магнезиальным вяжущим и затворением смеси насыщенным раствором солей галитовых отходов с растворенным в нем лигносульфонатом происходит упрочнение закладочного массива, однако недостатком указанной закладочной смеси является невысокая прочность (2,4 МПа в возрасте 90 суток), недостаточная экономия вяжущего, неполная утилизация отходов переработки калийных руд. Данный патент взят за прототип предлагаемого технического решения.
Технической задачей предлагаемого технического решения является разработка состава закладочной смеси лишенного недостатков прототипа.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является увеличение прочности закладочной смеси, сокращение расхода вяжущего в составе закладочной смеси, увеличение полноты утилизации отходов переработки калийных руд.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что предложена закладочная смесь, содержащая насыщенный раствор солей галитовых отходов масс. % от общей массы - 11,11, а также твердую смесь масс. % от общей массы – 88,89. При этом твердая смесь содержит масс.%:
галитовые отходы переработки калийных руд - 98,99 – 99,49;
наномодифицированную добавку - астрален - 0,01;
магнезиальный цемент – остальное.
Отличительной особенностью изобретательского уровня предлагаемой закладочной смеси является то, что в качестве наномодифицированной добавки используют многослойный фуллероидный наномодификатор астрален по ТУ 31968474.1319.001-2000 (патент RU 2223988, опубликован 20.02.2004 г.) и по ТУ 2166-001-13800624-2003 (патент RU 2543121, опубликован 27.02.2015 г.) с содержанием углерода не менее 99,99%, со средним размером частиц 80-150 нм, удельным весом 0,6-0,8 г/см3. В вышеприведенных патентах астрален используют в металлургии и в полимерных композиционных материалах. Однако, использование астралена в горной промышленности в предлагаемом техническом решении является не известным из уровня техники.
Галитовые отходы представляют собой твердые продукты флотационного или галургического обогащения калийных руд. Их состав зависит от состава руды, способа ее переработки, применяемого оборудования и др. Галитовые отходы содержат в основном: NaCl – 94,3%, KCl – 1,91%, CaSO4 – 1,99%, нерастворимый остаток – 1,7%, MgCl2 –0,07%, прочие – 0,104% (Вотяков М.В. Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами/автореферат диссертации канд. техн. наук с.8; Ч.Б. Конгар-Сюрюн, В.В. Фараджов, Ю.С. Тюляева, А.М. Хайрутдинов ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АКТИВАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ НА ГАЛИТОВЫЕ ОТХОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ ПРИ ПРИГОТОВЛЕНИИ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ/ ГИАБ.– 2021.–№1. стр.52 таблица 2; патент RU 2 386 035, опубликован 10.04.2010 г.).
В качестве магнезиального вяжущего могут использоваться: магнезиальный цемент, каустический магнезит, отходы производств, содержащие окись магния (Курс химии в двух частях, часть II под ред. В.А. Киреева.– М.– 1975. Стр.57; Вотяков М.В. Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами/автореферат диссертации канд. техн. наук с.8-9; патент RU 2 386 035, опубликован 10.04.2010 г.). Для предлагаемого технического решения выбран магнезиальный цемент.
В качестве насыщенного соляного раствора используют раствор плотностью 1,35 г/см3, который готовят путем растворения в воде галитовых отходов до насыщения (Вотяков М.В. Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами/автореферат диссертации канд. техн. наук с. 9).
Приготовление смеси с наномодифицированной добавкой осуществляют в следующей последовательности: готовят твердую смесь, при этом перемешивают вяжущее магнезиальный цемент и наномодифицированную добавку астрален, затем добавляют галитовые отходы переработки калийных руд. После чего в твердую смесь добавляют насыщенный раствор солей галитовых отходов и продолжают смешивание до состояния однородной массы.
Примеры реализации изобретения.
Пример 1.
Наномодифицированную добавку астрален в количестве 0,01 мас.% от массы твердой смеси перемешивают в течение 5 минут с вяжущим - магнезиальным цементом в количестве 0,5 мас.% от массы твердой смеси, после чего смешивают с галитовыми отходами переработки калийных руд в количестве 99,49 мас.% от массы твердой смеси и продолжают перемешивать в течение 10 минут. Затем полученную твердую смесь в количестве 88,89 мас. % от общей массы закладочной смеси затворяют насыщенным раствором солей галитовых отходов в количестве 11,11 масс. % от общей массы закладочной смеси при водотвердом отношении 0,125 и продолжают смешивать до однородной массы в течение 10 минут. Из полученной смеси готовят образцы - кубы 7×7×7 см и испытывают на одноосное сжатие на 7, 28, 60, 90 сутки.
Пример 2.
Наномодифицированную добавку астрален в количестве 0,01 мас.% от массы твердой смеси перемешивают в течение 5 минут с вяжущим - магнезиальным цементом в количестве 1,0 мас.% от массы твердой смеси, после чего смешивают с галитовыми отходами переработки калийных руд в количестве 98,99 мас.% от массы твердой смеси и продолжают перемешивать в течение 10 минут. Затем полученную твердую смесь в количестве 88,89 масс. % от общей массы закладочной смеси затворяют насыщенным раствором солей галитовых отходов в количестве 11,11 мас. % от общей массы закладочной смеси при водотвердом отношении 0,125 и продолжают смешивать до однородной массы в течение 10 минут. Из полученной смеси готовят образцы - кубы 7×7×7 см и испытывают на одноосное сжатие на 7, 28, 60, 90 сутки.
Результаты испытаний приведены в таблице, в которой предлагаемый состав реализован в примерах 1 и 2, а пример 3 демонстрирует характеристики состава прототип.
Таблица 1.
Результаты испытаний образцов закладочной смеси с наномодифиицрованной добавкой в сравнении с прототипом
По результатам испытаний, приведенным в таблице, видно, что поставленная задача увеличения прочности закладочной смеси, сокращения расхода вяжущего в составе закладочной смеси и увеличения полноты утилизации отходов переработки калийных руд достигается при использовании в качестве добавки наномодифицированной добавки – астрален.
Claims (2)
- Закладочная смесь, содержащая насыщенный раствор солей галитовых отходов и твердую смесь, состоящую из: галитовых отходов переработки калийных руд, вяжущего – магнезиального цемента, добавки, отличающаяся тем, что в качестве добавки содержит наномодифицированную добавку – астрален, при этом закладочная смесь содержит мас.%: 11,11 - насыщенный раствор солей галитовых отходов и 88,89 - твердая смесь, которая содержит мас.%:
-
галитовые отходы переработки калийных руд 98,99–99,49 наномодифицированную добавку - астрален 0,01 магнезиальный цемент остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106827A RU2754908C1 (ru) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Закладочная смесь с наномодифицированной добавкой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106827A RU2754908C1 (ru) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Закладочная смесь с наномодифицированной добавкой |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2754908C1 true RU2754908C1 (ru) | 2021-09-08 |
Family
ID=77670251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021106827A RU2754908C1 (ru) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Закладочная смесь с наномодифицированной добавкой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2754908C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU386145A1 (ru) * | 1971-04-03 | 1973-06-14 | Всесоюзный научно исследовательский , проектный институт галургии | СОСТАВ ДЛЯ ЗАКЛАДКИ..' .1'^1^„,:-й |
SU1645565A1 (ru) * | 1988-12-20 | 1991-04-30 | Калушский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Проектного Института Галургии | Закладочна смесь |
DE4313706C1 (de) * | 1993-04-27 | 1995-01-05 | Hoelter Heinz | Baustoff, der einen durch ein Bindemittel gebundenen chemisch interten Zuschlag enthält |
RU2223988C2 (ru) * | 2001-11-19 | 2004-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Полимерное связующее, композиционный материал на его основе и способ его изготовления |
RU2386035C1 (ru) * | 2008-11-25 | 2010-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) | Закладочная смесь |
-
2021
- 2021-03-16 RU RU2021106827A patent/RU2754908C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU386145A1 (ru) * | 1971-04-03 | 1973-06-14 | Всесоюзный научно исследовательский , проектный институт галургии | СОСТАВ ДЛЯ ЗАКЛАДКИ..' .1'^1^„,:-й |
SU1645565A1 (ru) * | 1988-12-20 | 1991-04-30 | Калушский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Проектного Института Галургии | Закладочна смесь |
DE4313706C1 (de) * | 1993-04-27 | 1995-01-05 | Hoelter Heinz | Baustoff, der einen durch ein Bindemittel gebundenen chemisch interten Zuschlag enthält |
RU2223988C2 (ru) * | 2001-11-19 | 2004-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Полимерное связующее, композиционный материал на его основе и способ его изготовления |
RU2386035C1 (ru) * | 2008-11-25 | 2010-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) | Закладочная смесь |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chen et al. | Utilization of modified copper slag activated by Na2SO4 and CaO for unclassified lead/zinc mine tailings based cemented paste backfill | |
Ebrahimi et al. | Sustainable transformation of fly ash industrial waste into a construction cement blend via CO2 carbonation | |
DE60009468T2 (de) | Förderung von feststoffpartikeln | |
US1571048A (en) | Ments | |
CN108298718B (zh) | 一种含氰尾矿浆的综合处理方法 | |
Akkaya et al. | Characterization of strength and quality of cemented mine backfill made up of lead-zinc processing tailings | |
CN106396592A (zh) | 一种用于协同处置含镉危险废物的矿山用胶结充填料及其制备方法 | |
CN107324753A (zh) | 一种碳酸盐胶凝材料及其制备方法 | |
RU2754908C1 (ru) | Закладочная смесь с наномодифицированной добавкой | |
CN105731948B (zh) | 一种微细粒尾矿胶结充填用胶结剂 | |
CN113292260A (zh) | 一种高强度矿山充填固废互协复合胶凝剂及其制备方法、使用方法 | |
DE19529850C2 (de) | Verfahren zur Verbesserung der Fließ- und Abbindeeigenschaften von mineralischen Pumpversatzmischungen für Salzgesteine | |
CN104098313B (zh) | 无泌水、快凝、快硬的地下光卤石矿回填料浆的制备和回填方法 | |
Etim et al. | Influence of sawdust disposal on the geotechnical properties of soil | |
RU2386035C1 (ru) | Закладочная смесь | |
KR20140029907A (ko) | 속경성 해상 심층혼합공법용 고화재 | |
CN111333352A (zh) | 一种金属矿山全尾砂充填用新型尾砂胶凝料 | |
Petropavlovskaya et al. | Effective building mixtures based on hemihydrate plaster and highly dispersed mineral fillers | |
CN113603408A (zh) | 一种矿山绿色充填开采全固废充填材料及其配比方法 | |
Rachman et al. | Stabilization/solidification of tailing on traditional gold mining in kulon progo using fly ash | |
CN102199028A (zh) | 利用烟气脱硫石膏制备快硬早强注浆材料及其制备方法 | |
Averina et al. | Investigation of magnesian foam concrete properties | |
RU2770944C1 (ru) | Состав сухой смеси для торкретирования угольных пластов | |
SU994451A1 (ru) | Состав закладочной смеси | |
Niroshan et al. | Effects of different binders on the strength and stiffness of paste fills |