一種用含鎂鉀鹽礦制鉀尾礦制備采空區(qū)回填料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鹽礦采空區(qū)的回填方法，特別是涉及一種利用含鎂鉀鹽礦開采尾礦及老鹵綜合回填的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前世界上主要用于生產(chǎn)鉀肥的鉀鹽礦一般主要為鉀石鹽類型的礦物，其次為光鹵石(KCl.MgCl2.6H20)類型的礦物，以純鉀石鹽為原料生產(chǎn)鉀肥，會產(chǎn)生大量的NaCl尾鹽，而以純光鹵石(KCl.MgCl2.6H20)為原料生產(chǎn)鉀肥則會產(chǎn)生大量的老鹵。在工程上，對于NaCl尾鹽的處理，一直以來都采用地表堆埋的方式。近年來，由于環(huán)境和安全因素越來越受到重視，尾鹽地表堆埋的方式已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)要求，同時也產(chǎn)生了一系列將NaCl尾鹽固化或者半固化后返回采空區(qū)進行充填的工藝。如申請?zhí)枮?01010164704.4、201010164701.0的中國專利申請，均采取以鎂水泥為基礎(chǔ)的固化劑配方，將固化劑和NaCl尾鹽調(diào)成半干料漿，注入采空區(qū)并在采空區(qū)進一步凝固，實現(xiàn)NaCl尾鹽的回填。而對于光鹵石生產(chǎn)鉀肥產(chǎn)生的老鹵，目前一般采取自然蒸發(fā)或者強制蒸發(fā)的方式獲得鎂片，再將鎂片加入助劑膠結(jié)固化，然后做進一步處理。
[0003]但在實際生產(chǎn)中，單純的鉀石鹽礦和單純的光鹵石礦是很少存在的，一般鉀石鹽都會伴生有一定量的鎂鹽，光鹵石礦(KCl WgCl2WH2O)也同樣會伴生鈉鹽。對于伴生鈉鹽的光鹵石礦，其生產(chǎn)氯化鉀工藝流程中，除了產(chǎn)生大量的高鎂老鹵外，同時也有產(chǎn)生較多的NaCl尾鹽。為解決這一類同時產(chǎn)生大量高鎂老鹵和NaCl尾鹽的回填問題，CN 102562145以及CN102515683分別提供了以粘土和半水石膏作為膠結(jié)固化助劑的回填固化工藝。此夕卜，CN103360011提供了一種以白云石為固化劑的綜合處理老鹵和NaCl尾鹽的工藝路線。與伴生鈉鹽的光鹵石礦相似的，含鎂鉀石鹽礦在生產(chǎn)氯化鉀的工藝流程中，除了會產(chǎn)生大量的NaCl尾鹽外，同時也會產(chǎn)生一定量的高鎂老鹵。雖然CN102562145、CN102515683和CN103360011這三個工藝都是針對光鹵石礦提出來的解決方案，但在一般情況下，對于處理含鎂鉀石鹽礦生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)生的NaCl尾鹽和高鎂老鹵應(yīng)該也具有相應(yīng)的效果。但CN102562145和CN102515683這兩個工藝，都要求將高鎂老鹵強制蒸發(fā)至2?4個結(jié)晶水的鎂片，且保持高溫狀態(tài)注入采空區(qū)，這一過程能耗較高，尤其是需要大規(guī)模的強制蒸發(fā)裝置，成本較高，在實際生產(chǎn)中也有諸多不便之處，需要慎重考慮。對于CN103360011，由于實際上的固化過程即氧化鈣和氧化鎂奪取老鹵-鹵晶(即6結(jié)晶水氯化鎂)混合物體系的水形成鈣鎂氫氧化物，因此在固化劑生產(chǎn)過程中必須保證足夠高的溫度(800?1000°C )，使得白云石能成功分解成氧化鈣和氧化鎂，這一過程同樣能耗較高，同時，其固化劑的用量亦較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能耗較低、成本較低的用含鎂鉀鹽礦制鉀尾礦制備采空區(qū)回填料的方法；不但適用于含鎂鉀鹽礦生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)生的NaCl尾鹽和高鎂老鹵，也適用于伴生鈉鹽的光鹵石礦生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)生的NaCl尾鹽和高鎂老鹵。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種用含鎂鉀鹽礦制鉀尾礦制備采空區(qū)回填料的方法，包含以下步驟:
(1)將高鎂老鹵蒸發(fā)至固液質(zhì)量比=1:0.5?1:1.8 (優(yōu)選1: 1.2?1: 1.4)，獲得老鹵-水氯鎂石料漿；
(2)配制固化劑:將生石灰、硅藻土分別破碎，過50?200目篩，按照生石灰:硅藻土=1:5?1:20 (優(yōu)選1:8?1:12)的質(zhì)量比均勻混合；
(3)將老鹵-水氯鎂石料漿、固化劑、NaCl尾鹽按照質(zhì)量比1:(0.1?0.3): (2?7)的質(zhì)量比混合均勻，然后向其中加入磷酸鈉粉末，所述磷酸鈉粉末的加入量為相當(dāng)于老鹵-水氯鎂石料漿、固化劑、NaCl尾鹽混合物總質(zhì)量的0.1%?0.3%，混合均勻，即得到回填料；
(4 )步驟(3 )所得回填料輸送至采空區(qū)進行濕態(tài)填充，濕態(tài)填充即直接將步驟(3 )獲得的回填料采用管道輸送的方式送入采空區(qū)，分層填充，各層之間填充時間間隔為1-4天。
[0006]本發(fā)明之用含鎂鉀鹽礦制鉀尾礦制備采空區(qū)回填料的方法，無需將老鹵蒸發(fā)至
2-4個結(jié)晶水的固體氯化鎂狀態(tài)，主要利用混合回填料中各類化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的磷酸鈣鎂作為高強度骨架，硅藻土和鈣鎂氫氧化物作為凝膠網(wǎng)絡(luò)，從而獲得高強度的回填料，成本較低，能耗較低。
【具體實施方式】
[0007]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。
[0008]實施例1
本實施例包括以下步驟:
(1)將高鎂老鹵蒸發(fā)至固液質(zhì)量比=1: 1.2，獲得老鹵-水氯鎂石料漿；
(2)配制固化劑:將生石灰、硅藻土分別破碎，過100目篩，按照生石灰:硅藻土=1:8的質(zhì)量比均勻混合；
(3)將老鹵-水氯鎂石料漿、固化劑、NaCl尾鹽按照質(zhì)量比1:0.15:4的質(zhì)量比混合均勻，然后向其中加入磷酸鈉粉末，所述磷酸鈉粉末的加入量為相當(dāng)于老鹵-水氯鎂石料漿、固化劑、NaCl尾鹽混合物總質(zhì)量的0.15%，混合均勻，即得到回填料；
(4)將步驟(3)獲得的回填料采用管道輸送的方式送入采空區(qū)，分層填充，各層之間填充時間間隔為2天。
[0009]實施例2
本實施例包括以下步驟:
(1)將高鎂老鹵蒸發(fā)至固液質(zhì)量比=1: 1.4，獲得老鹵-水氯鎂石料漿；
(2)配制固化劑:將生石灰、硅藻土分別破碎，過50目篩，按照生石灰:硅藻土=1:12的質(zhì)量比均勻混合；
(3)將老鹵-水氯鎂石料漿、固化劑、NaCl尾鹽按照質(zhì)量比1:0.13:6的質(zhì)量比混合均勻，然后向其中加入磷酸鈉粉末，所述磷酸鈉粉末的加入量為相當(dāng)于老鹵-水氯鎂石料漿、固化劑、NaCl尾鹽混合物總質(zhì)量的0.2%，混合均勻，即得到回填料； (4)將步驟(3)獲得的回填料采用管道輸送的方式送入采空區(qū)，分層填充，各層之間填充時間間隔為I天。
【主權(quán)項】
1.一種用含鎂鉀鹽礦制鉀尾礦制備采空區(qū)回填料的方法，其特征在于，包含以下步驟: (1)將高鎂老鹵蒸發(fā)至固液質(zhì)量比=1:0.5?1:1.8，獲得老鹵-水氯鎂石料漿； (2)配制固化劑:將生石灰、硅藻土分別破碎，過50?200目篩，按照生石灰:硅藻土=1:5?1:20的質(zhì)量比均勾混合； (3)將老鹵-水氯鎂石料漿、固化劑、NaCl尾鹽按照質(zhì)量比1:0.1?0.3:2?7的質(zhì)量比混合均勻，然后向其中加入磷酸鈉粉末，所述磷酸鈉粉末的加入量為相當(dāng)于老鹵-水氯鎂石料漿、固化劑、NaCl尾鹽混合物總質(zhì)量的0.1%?0.3%，混合均勻，即得到回填料； (4 )步驟(3 )所得回填料輸送至采空區(qū)進行濕態(tài)填充，濕態(tài)填充即直接將步驟(3 )獲得的回填料采用管道輸送的方式送入采空區(qū)，分層填充，各層之間填充時間間隔為1-4天。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用含鎂鉀鹽礦制鉀尾礦制備采空區(qū)回填料的方法，其特征在于，步驟(I)中，將高鎂老鹵蒸發(fā)至固液質(zhì)量比=1: 1.2?1: 1.4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用含鎂鉀鹽礦制鉀尾礦制備采空區(qū)回填料的方法，其特征在于，步驟(2)中，生石灰與硅藻土的質(zhì)量比為1:8?1:12。
【專利摘要】一種用含鎂鉀鹽礦制鉀尾礦制備采空區(qū)回填料的方法，包含以下步驟：（1）將高鎂老鹵蒸發(fā)至固液質(zhì)量比=1:0.5～1:1.8；（2）配制固化劑；（3）將老鹵-水氯鎂石料漿、固化劑、NaCl尾鹽按照質(zhì)量比1:（0.1～0.3）：（2～7）的質(zhì)量比混合均勻，然后向其中加入磷酸鈉粉末，混合均勻；（4）采用機械輸送的方式返回采空區(qū)進行濕態(tài)充填。本發(fā)明所述制備采空區(qū)回填料的方法，主要利用混合回填料中各類化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的磷酸鈣鎂作為高強度骨架，硅藻土和鈣鎂氫氧化物作為凝膠網(wǎng)絡(luò)，從而獲得高強度的回填料，成本較低，能耗較低。
【IPC分類】C04B28-32, E21F15-00
【公開號】CN104712359
【申請?zhí)枴緾N201510074434
【發(fā)明人】孫成高, 湯建良, 鄭賢福
【申請人】化工部長沙設(shè)計研究院
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年2月12日