無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備和回填方法
2023-07-06 01:59:41 2
無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備和回填方法
【專利摘要】本發明公開了一種無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其步驟如下：將地下光滷石礦生產KCl後的母液強制蒸發，回收部分光滷石，母液強制蒸發後室溫下比重不小於1.350；向回收光滷石後的母液中加入改性劑和膠凝劑得料漿；將鉀鹽礦生產KCl後的尾礦離心脫水，加入到料漿中，充分攪拌製備成為質量濃度為70～85%的膏體狀回填料漿。本發明還公開了前述回填料漿的回填方法。本發明回填漿料的製備方法設計合理，充分利用了選礦尾礦和母液，可實現無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填。有效地解決了現有技術中回填料漿泌水率大、固化後抗水性差、凝固時間長的技術問題。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種採礦回填料漿的製備和回填方法，特別是一種使用高濃度、抗水、 快凝和快硬回填料進行地下光滷石礦回填的材料和方法。 無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備和回填 方法
【背景技術】
[0002] 對內陸埋藏型光滷石型鉀鹽礦，傳統的開採方法有兩種：幹法開採和水法開採。無 論採用何種開採方法，在加工生產得到KC1的同時都會副產大量的尾鹽和母液。另外，對幹 法開採而言，除尾鹽與母液的處置外還存在地下大面積採空區的問題。
[0003] 在諸如有色、煤礦等礦山，通常使用矽酸鹽水泥作為膠凝材料，以尾砂或矸石為骨 料製備成回填料漿輸送至井下採空區。一方面解決了尾礦的處置問題，另一方面可以控制 地壓，提高資源回採率。
[0004] 針對地下鉀鹽礦，已有多項專利文獻公開了回填料漿的製備及回填方法。如 專利號為 201010164701. 0、201010164704· 4、201110034099·3、201310422599·3、 201110458026. 7等的中國專利文獻。以上專利文獻均採用"尾礦+母液+氧化鎂"的形式制 備回填料。氧化鎂與浮選母液中的氯化鎂反應可生成氣硬性的氯氧鎂水泥，由氯氧鎂水泥 與浮選尾鹽混合製得的回填料漿固化後在乾燥條件下抗壓抗折性能較好，但在溫度30°C， 相對溼度90%以上的環境下極易吸潮、滴水，並且固化後的抗壓抗折強度隨時間增長損失 較為嚴重；另一方面，由於少量浮選藥劑的存在，使得氧化鎂與尾液和尾鹽共同攪拌時會形 成大量微小氣泡，極大增加了料漿中毛細管道的數量，最終導致料漿在固化過程中泌水率 增大，易於發生採場脫水現象；最後，料漿中NaCl含量在70%左右，導致料漿凝固反應時間 較長，需7天左右才能達到所需強度，使得鑽挖、鼓風、礦物輸送和回填周期加長。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中回填料漿泌水率大、固化後抗水性 差、凝固時間長的缺陷，提供一種無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法。
[0006] 本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種無泌水、快凝、快硬的地下光滷石 礦回填料漿的回填方法。
[0007] 本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。本發明是一種無泌 水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其特點是，其步驟如下： (1) 將地下光滷石礦生產KC1後的母液強制蒸發，回收部分光滷石，母液強制蒸發後室 溫下比重不小於1. 350 ; (2) 向回收光滷石後的母液中加入改性劑和膠凝劑得料漿； 所述改性劑為速凝劑和抗水劑； 所述的速凝劑選自鋰鹽、所有鹼、三乙醇胺、三異丙醇胺和脲中的一種或幾種以任意比 例混合而成的混合物；速凝劑在回填料漿中的質量百分數不高於7% ; 所述的抗水劑選自磷酸、正磷酸鹽、硫酸鹽、矽灰或者水溶性有機樹脂中的一種或他們 以任意比例混合而成的混合物；抗水劑在回填料漿中的質量百分數不高於8% ; 所述的膠凝劑為氧化鎂活性值不低於50%的活性氧化鎂；活性氧化鎂與母液中MgCl2 摩爾比為〇· 5:1?15:1 ; (3)將鉀鹽礦生產KC1後的尾礦離心脫水，加入到步驟（2)製得的料漿中，充分攪拌制 備成為質量濃度為70?85%的膏體狀回填料漿。
[0008] 本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述 的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其特點是，步驟（2)中：所述的 正磷酸鹽選自磷酸鐵或磷酸鋁；所述的硫酸鹽選自石膏、鐵礬、明礬或者硫酸鋁；所述的水 溶性有機樹脂選自三聚氰胺甲醛樹脂或者脲素甲醛樹脂。
[0009] 本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所 述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其特點是，步驟（2)中：速凝 劑在回填料漿中的質量百分數為〇. 05?6% ;抗水劑在回填料漿中的質量百分數為0. 05? 6%〇
[0010] 本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述 的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其特點是，步驟（2)中：速凝劑 在回填料漿中的質量百分數為〇. 2?3% ;抗水劑在回填料漿中的質量百分數為1?4%。 [0011] 本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述 的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其特點是，步驟（3)中：所述的 尾礦與母液的質量比為1:1?10:1。
[0012] 本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述 的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其特點是，步驟（3)中：所述的 尾礦與母液的質量比為2:1?8:1。
[0013] 本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述 的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其特點是，步驟（3)中：所述的 尾礦與母液的質量比為4:1?6:1 ;回填料漿的實測塌落度不小於20cm。
[0014] 本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述 的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其特點是，步驟（3)中：所述的 活性氧化鎂是菱苦土或白雲石煅燒所得的活性氧化鎂，活性氧化鎂與母液中MgCl 2摩爾比 為 1:1 ?11:1。
[0015] 本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述 的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其特點是，步驟（3)中：活性氧 化鎂與母液中MgCl 2摩爾比為1:1?5:1。
[0016] 本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。本發明還 公開了一種無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的回填方法，其特點是，其步驟如 下：將以上技術方案中任何一項製得的回填料漿通過一根管道採取自流或泵送的方式輸送 至採空區；回填料輸送至採空區後凝固的時間為4h?72h，凝固後形成的回填物的抗壓強 度為0. 6?5Mpa。本發明回填方法中，凝結成型時間可以通過改變改性劑的加入量調節在 4h?72h，抗壓強度可通過改變膠凝材料的加入量調節在0. 6?5Mpa。
[0017] 與現有技術相比，本發明回填漿料的製備方法設計合理，充分利用了選礦尾礦和 母液，可實現無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填。有效地解決了現有技術中回填料漿 泌水率大、固化後抗水性差、凝固時間長的技術問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發明回填料漿的一種製備方法工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖對本發明做進一步的說明描述。實施例是示例性的，僅用於解釋本 發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0020] 實施例1，一種無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其步驟如 下： (1) 將地下光滷石礦生產KC1後的母液強制蒸發，回收部分光滷石，母液強制蒸發後室 溫下比重不小於1. 350 ; (2) 向回收光滷石後的母液中加入改性劑和膠凝劑得料漿； 所述改性劑為速凝劑和抗水劑； 所述的速凝劑選自鋰鹽、所有鹼、三乙醇胺、三異丙醇胺和脲中的一種或幾種以任意比 例混合而成的混合物；速凝劑在回填料漿中的質量百分數為7% ; 所述的抗水劑選自磷酸、正磷酸鹽、硫酸鹽、矽灰或者水溶性有機樹脂中的一種或他們 以任意比例混合而成的混合物；抗水劑在回填料漿中的質量百分數為8% ; 所述的膠凝劑為氧化鎂活性值不低於50%的活性氧化鎂；活性氧化鎂與母液中MgCl2 摩爾比為0. 5:1 ; (3) 將鉀鹽礦生產KC1後的尾礦離心脫水，加入到步驟（2)製得的料漿中，充分攪拌制 備成為質量濃度為70%的膏體狀回填料漿。
[0021] 實施例2, 一種無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其步驟如 下： (1) 將地下光滷石礦生產KC1後的母液強制蒸發，回收部分光滷石，母液強制蒸發後室 溫下比重不小於1. 350 ; (2) 向回收光滷石後的母液中加入改性劑和膠凝劑得料漿； 所述改性劑為速凝劑和抗水劑； 所述的速凝劑選自鋰鹽、所有鹼、三乙醇胺、三異丙醇胺和脲中的一種或幾種以任意比 例混合而成的混合物；速凝劑在回填料漿中的質量百分數為6% ; 所述的抗水劑選自磷酸、正磷酸鹽、硫酸鹽、矽灰或者水溶性有機樹脂中的一種或他們 以任意比例混合而成的混合物；抗水劑在回填料漿中的質量百分數為7% ; 所述的膠凝劑為氧化鎂活性值不低於50%的活性氧化鎂；活性氧化鎂與母液中MgCl2 摩爾比為15:1 ; (3) 將鉀鹽礦生產KC1後的尾礦離心脫水，加入到步驟（2)製得的料漿中，充分攪拌制 備成為質量濃度為85%的膏體狀回填料漿。
[0022] 實施例3,實施例1或2要求所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的 製備方法的步驟（2)中：所述的正磷酸鹽選自磷酸鐵或磷酸鋁；所述的硫酸鹽選自石膏、鐵 礬、明礬或者硫酸鋁；所述的水溶性有機樹脂選自三聚氰胺甲醛樹脂或者脲素甲醛樹脂。
[0023] 實施例4,實施例1或2或3要求所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料 漿的製備方法：速凝劑在回填料漿中的質量百分數為〇. 05% ;抗水劑在回填料漿中的質量 百分數為〇. 05% ;其餘均與實施例1或2或3相同。
[0024] 實施例5,實施例1或2或3要求所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料 漿的製備方法：速凝劑在回填料漿中的質量百分數為〇. 2% ;抗水劑在回填料漿中的質量百 分數為1% ;其餘均與實施例1或2或3相同。
[0025] 實施例6,實施例1或2或3要求所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料 漿的製備方法：速凝劑在回填料漿中的質量百分數為3% ;抗水劑在回填料漿中的質量百分 數為4% ;回填料漿的實測塌落度不小於20cm。其餘均與實施例1或2或3相同。
[0026] 實施例7,實施例1-6任何一項要求所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回 填料漿的製備方法的步驟（3)中：所述的尾礦與母液的質量比為1:1。
[0027] 實施例8,實施例1-6任何一項要求所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回 填料漿的製備方法的步驟（3)中：所述的尾礦與母液的質量比為10:1。
[0028] 實施例9,實施例1-6任何一項要求所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回 填料漿的製備方法的步驟（3)中：所述的尾礦與母液的質量比為5:1。
[0029] 實施例10,實施例1-9任何一項要求所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回 填料漿的製備方法的步驟（3)中：所述的活性氧化鎂是菱苦土或白雲石煅燒所得的活性氧 化鎂，活性氧化鎂與母液中MgCl 2摩爾比為1:1。
[0030] 實施例11，實施例1-9任何一項要求所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回 填料漿的製備方法的步驟（3)中：所述的活性氧化鎂是菱苦土或白雲石煅燒所得的活性氧 化鎂，活性氧化鎂與母液中MgCl 2摩爾比為11:1。
[0031] 實施例12,實施例1-9任何一項要求所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回 填料漿的製備方法的步驟（3)中：所述的活性氧化鎂是菱苦土或白雲石煅燒所得的活性氧 化鎂，活性氧化鎂與母液中MgCl 2摩爾比為5:1。
[0032] 實施例13, 一種無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的回填方法，其步驟 如下：將實施例1-12任何一項製得的回填料漿通過一根管道採取自流或泵送的方式輸送 至採空區；回填料輸送至採空區後凝固的時間為4h?72h，凝固後形成的回填物的抗壓強 度為0· 6?5Mpa。
[0033] 下述實驗中，某KC1生產企業，選後液、選後液強制蒸發回收光滷石後母液組成及 尾礦組成見表1 : 表1
【權利要求】
1. 一種無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其特徵在於，其步驟 如下： (1) 將地下光滷石礦生產KC1後的母液強制蒸發，回收部分光滷石，母液強制蒸發後室 溫下比重不小於1. 350 ; (2) 向回收光滷石後的母液中加入改性劑和膠凝劑得料漿； 所述改性劑為速凝劑和抗水劑； 所述的速凝劑選自鋰鹽、所有鹼、三乙醇胺、三異丙醇胺和脲中的一種或幾種以任意比 例混合而成的混合物；速凝劑在回填料漿中的質量百分數不高於7% ; 所述的抗水劑選自磷酸、正磷酸鹽、硫酸鹽、矽灰或者水溶性有機樹脂中的一種或他們 以任意比例混合而成的混合物；抗水劑在回填料漿中的質量百分數不高於8% ; 所述的膠凝劑為氧化鎂活性值不低於50%的活性氧化鎂；活性氧化鎂與母液中MgCl2 摩爾比為〇· 5:1?15:1 ; (3) 將鉀鹽礦生產KC1後的尾礦離心脫水，加入到步驟（2)製得的料漿中，充分攪拌制 備成為質量濃度為70?85%的膏體狀回填料漿。
2. 根據權利要求1所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其 特徵在於，步驟（2)中：所述的正磷酸鹽選自磷酸鐵或磷酸鋁；所述的硫酸鹽選自石膏、鐵 礬、明礬或者硫酸鋁；所述的水溶性有機樹脂選自三聚氰胺甲醛樹脂或者脲素甲醛樹脂。
3. 根據權利要求1所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其 特徵在於，步驟（2)中：速凝劑在回填料漿中的質量百分數為0. 05?6% ;抗水劑在回填料 漿中的質量百分數為〇. 05?6%。
4. 根據權利要求1所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其 特徵在於，步驟（2)中：速凝劑在回填料漿中的質量百分數為0. 2?3% ;抗水劑在回填料漿 中的質量百分數為1?4%。
5. 根據權利要求1所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其 特徵在於，步驟（3)中：所述的尾礦與母液的質量比為1:1?10:1。
6. 根據權利要求5所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其 特徵在於，步驟（3)中：所述的尾礦與母液的質量比為2:1?8:1。
7. 根據權利要求6所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其 特徵在於，步驟（3)中：所述的尾礦與母液的質量比為4:1?6:1 ;回填料漿的實測塌落度 不小於20cm。
8. 根據權利要求1所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方法，其 特徵在於，步驟（3)中：所述的活性氧化鎂是菱苦土或白雲石煅燒所得的活性氧化鎂，活性 氧化鎂與母液中]\%(：1 2摩爾比為1:1?11:1。
9. 根據權利要求1或8所述的無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的製備方 法，其特徵在於，步驟（3)中：活性氧化鎂與母液中1%(：1 2摩爾比為1:1?5:1。
10. -種無泌水、快凝、快硬的地下光滷石礦回填料漿的回填方法，其特徵在於，其步驟 如下：將權利要求1-9任何一項製得的回填料漿通過一根管道採取自流或泵送的方式輸送 至採空區；回填料輸送至採空區後凝固的時間為4h?72h，凝固後形成的回填物的抗壓強 度為0· 6?5Mpa。
【文檔編號】C04B28/10GK104098313SQ201410332911
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月14日 優先權日:2014年7月14日
【發明者】李青海, 李永華, 劉國舉, 單連勇, 朱孔金 申請人:中藍連海設計研究院