專利名稱：一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工建材領(lǐng)域，具體指一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽及其制造方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)及周邊國(guó)家地區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的地下鹽礦資源，目前開發(fā)利用其資源，尤其是鉀礦資源的利用活動(dòng)方興未艾，但是，隨著鉀鹽礦的提取，伴隨著大量的鈉、鎂鹽尾礦需要處理，根據(jù)清潔生產(chǎn)和環(huán)保的要求，除了綜合利用一部分外，大部分尾礦將回填到井下，井下回填要求安全、可靠。尾礦本身是可溶性鹽，屬散體結(jié)構(gòu)，回填強(qiáng)度低，密度小，直接回填將容易造成礦層的塌陷，影響礦區(qū)的生產(chǎn)和安全，對(duì)此，我們采用混凝鹽的技術(shù)方法有效地解決回填問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是將具有一定活性的氧化鎂與氯化鎂組成凝結(jié)相，將大量尾礦添加在其中，形成具有一定強(qiáng)度的復(fù)合材料，達(dá)到回填的目的。本發(fā)明所提供的這種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽的制造方法，包括如下步驟1、配制氯化鎂飽和溶液；2、將氧化鎂、氯化鎂飽和溶液與尾礦中的氯化鈉鹽粒、氯化鎂鹽粒按質(zhì)量比是 1. 00 0.80 1.20 1.00 15. 00 1. 00 12. 00，置于拌料器中混合攪拌均勻，形成漿料；3、將漿料進(jìn)行澆筑，固化成型；4、在環(huán)境溫度、濕度小于70%條件下固化、養(yǎng)護(hù)6-12小時(shí)，制成混凝鹽。優(yōu)選的氧化鎂、氯化鎂飽和溶液與尾礦中的氯化鈉鹽粒、氯化鎂鹽粒質(zhì)量比是 1.00 0.80 1.20 7. 00 15. 00 6. 00 12. 00。上述的氯化鎂飽和溶液比重在1. 33 1. 35之間；氧化鎂是要求有一定的活性，它可以由菱鎂礦焙燒或白云石礦半焙燒或氫氧化鎂、碳酸鎂、堿式碳酸鎂、氯化鎂焙燒而成?？梢詫{料是直接回填礦坑，也可以注入模具制成混凝鹽磚塊。要求氯化鈉鹽粒粒徑8-lmm，氯化鎂鹽粒粒徑4-lmm。效果更明顯。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽，由氧化鎂、氯化鎂飽和液、氯化鈉鹽粒、氯化鎂鹽?；旌隙?，其質(zhì)量比為1.00 0.80 1.20 1.00 15. 00 1. 00 12. 00。優(yōu)選的氧化鎂、氯化鎂飽和溶液與尾礦中的氯化鈉鹽粒、氯化鎂鹽粒質(zhì)量比是 1.00 0.80 1.20 7. 00 15. 00 6. 00 12. 00。本發(fā)明提出采用氧化鎂和大量鈉、鎂鹽尾礦制造具有一定強(qiáng)度的混凝鹽，其制造工藝簡(jiǎn)單，成本低，氧化鎂來(lái)源廣泛，可最大限度的將尾礦回填到礦井里，達(dá)到了安全生產(chǎn)的要求，同時(shí)也解決了尾礦對(duì)周邊環(huán)境植被造成的污染和堆放問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)和環(huán)
3保的要求，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽制造方法，如圖1所示，取菱鎂礦焙燒的輕燒粉10. OOkg,其主要含量是活性氧化鎂，配制氯化鎂飽和溶液(比重為1. 33) 12. OOkg,這里選用鉀鹽生產(chǎn)過(guò)程中得到的氯化鎂飽和溶液，取尾礦氯化鈉鹽粒10. 00kg、氯化鎂鹽粒 10. OOKg，其中氯化鈉鹽粒粒徑是8mm，氯化鎂鹽粒粒徑是4mm。將以上溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成漿料后注入模板或標(biāo)準(zhǔn)模具中在環(huán)境溫度下成型，脫模后在環(huán)境溫度下， 空氣濕度小于70%條件下養(yǎng)護(hù)12小時(shí)，成為混凝鹽，測(cè)其力學(xué)性能。經(jīng)測(cè)定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度1900kg/m3，抗壓強(qiáng)度30Mpa，抗折強(qiáng)度7.6MPa，軸心抗壓強(qiáng)度24. 2MPa，軸心抗拉強(qiáng)度1. 89MPa，靜力受壓彈性模量2· 91 X IO4MPa,劈裂抗拉強(qiáng)度4. 32MPa。這種混凝鹽可以在攪拌均勻后直接回填，然后再固化、養(yǎng)護(hù)，也可以澆筑在模具中固化、養(yǎng)護(hù)后再回填。以下實(shí)施例相同。實(shí)施例2一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽制造方法，取菱鎂礦焙燒的輕燒粉10. 00kg，其主要含量是活性氧化鎂，配制氯化鎂飽和溶液(比重為1. 35)8. 00kg，這里選用鉀鹽生產(chǎn)過(guò)程中得到的氯化鎂飽和溶液，取尾礦氯化鈉鹽粒150. 00kg、氯化鎂鹽粒120. OOKg。將以上溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成漿料后注入模板或標(biāo)準(zhǔn)模具中在環(huán)境溫度下成型，脫模后在環(huán)境溫度下，空氣濕度小于70%條件下養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，成為混凝鹽，測(cè)其力學(xué)性能。
經(jīng)測(cè)定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度1320kg/m3，抗壓強(qiáng)度3.25MPa，抗折強(qiáng)度0.92MPa，軸心抗壓強(qiáng)度:2. 08MPa,軸心抗拉強(qiáng)度0. 26MPa,靜力受壓彈性模量2· 45 X IO3MPa,劈裂抗拉強(qiáng)度0. 53MPa。實(shí)施例3
一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽制造方法，取白云石礦半焙燒的苛性白云石粉 10. 00kg，其主要含量是活性氧化鎂，配制氯化鎂飽和溶液(比重為1.33) 12. 00kg，這里選用氯化鎂的水合物配制而成，取尾礦氯化鈉鹽粒10.00kg、氯化鎂鹽粒10. OOKg。將以上溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成漿料后注入模板或標(biāo)準(zhǔn)模具中在環(huán)境溫度下成型，脫模后在環(huán)境溫度下，空氣濕度小于70%條件下養(yǎng)護(hù)12小時(shí)，成為混凝鹽，測(cè)其力學(xué)性能。
經(jīng)測(cè)定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度1960kg/m3，抗壓強(qiáng)度32MPa，抗折強(qiáng)度-J.8MPa，軸心抗壓強(qiáng)度25. OMPa,軸心抗拉強(qiáng)度1. 9IMPa,靜力受壓彈性模量2· 94 X IO4MPa,劈裂抗拉強(qiáng)度4. 38MPa。實(shí)施例4一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽制造方法，取白云石礦半焙燒的苛性白云石粉 10. 00kg，其主要含量是活性氧化鎂，配制氯化鎂飽和溶液(比重為1. 35)8. 00kg，這里選用氯化鎂的水合物配制而成，取尾礦氯化鈉鹽粒150. 00kg、氯化鎂鹽粒120. OOKg。將以上溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成漿料后注入模板或標(biāo)準(zhǔn)模具中在環(huán)境溫度下成型，脫模后在環(huán)境溫度下，空氣濕度小于70%條件下養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，成為混凝鹽，測(cè)其力學(xué)性能。
經(jīng)測(cè)定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度i;350kg/m3，抗壓強(qiáng)度3.56MPa，抗折強(qiáng)度0.96MPa，軸心抗壓強(qiáng)度2. 15MPa，軸心抗拉強(qiáng)度0. 29MPa,靜力受壓彈性模量2· 63 X IO3MPa,劈裂抗拉強(qiáng)度0. 58MPa。實(shí)施例5一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽制造方法，取氫氧化鎂焙燒的氧化鎂10. 00kg，其主要含量是活性氧化鎂，配制氯化鎂飽和溶液(比重為1. 34)8. 00kg，這里選用鉀鹽生產(chǎn)過(guò)程中得到的氯化鎂飽和溶液，取尾礦氯化鈉鹽粒150. 00kg、氯化鎂鹽粒120. OOKg。將以上溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成漿料后注入模板或標(biāo)準(zhǔn)模具中在環(huán)境溫度下成型， 脫模后在環(huán)境溫度下，空氣濕度小于70%條件下養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，成為混凝鹽，測(cè)其力學(xué)性能。經(jīng)測(cè)定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度1370kg/m3，抗壓強(qiáng)度3.84MPa，抗折強(qiáng)度1.12MPa，軸心抗壓強(qiáng)度2. 26MPa,軸心抗拉強(qiáng)度0. 32MPa，
靜力受壓彈性模量2. 87MPa,劈裂抗拉強(qiáng)度0. 65MPa。實(shí)施例6一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽制造方法，取氫氧化鎂焙燒的氧化鎂10. 00kg，其主要含量是活性氧化鎂，配制氯化鎂飽和溶液(比重為1.34)8. 00kg，這里選用鉀鹽生產(chǎn)過(guò)程中得到的氯化鎂飽和溶液，取尾礦氯化鈉鹽粒70. 00kg、氯化鎂鹽粒60. OOKg，其中氯化鈉鹽粒粒徑是1mm，氯化鎂鹽粒粒徑是1mm。將以上溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成漿料后注入模板或標(biāo)準(zhǔn)模具中在環(huán)境溫度下成型，脫模后在環(huán)境溫度下，空氣濕度小于 70%條件下養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，成為混凝鹽，測(cè)其力學(xué)性能。經(jīng)測(cè)定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度710kg/m3，抗壓強(qiáng)度:2.05MPa,抗折強(qiáng)度0.82MPa，軸心抗壓強(qiáng)度1. 76MPa，軸心抗拉強(qiáng)度0. 22MPa，靜力受壓彈性模量1.37MPa，劈裂抗拉強(qiáng)度0. 45MPa。實(shí)施例7一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽制造方法，取碳酸鎂焙燒的氧化鎂10. 00kg，其主要含量是活性氧化鎂，配制氯化鎂飽和溶液(比重為1. 34)8. 00kg，這里選用鉀鹽生產(chǎn)過(guò)程中得到的氯化鎂飽和溶液，取尾礦氯化鈉鹽粒150. 00kg、氯化鎂鹽粒120. OOKg。將以上溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成漿料后注入模板或標(biāo)準(zhǔn)模具中在環(huán)境溫度下成型，脫模后在環(huán)境溫度下，空氣濕度小于70%條件下養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，成為混凝鹽，測(cè)其力學(xué)性能。經(jīng)測(cè)定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度U80kg/m3，抗壓強(qiáng)度3.79MPa，抗折強(qiáng)度1.lOMPa，軸心抗壓強(qiáng)度2. OlMPa,軸心抗拉強(qiáng)度0. 29MPa,靜力受壓彈性模量2. 80MPa,劈裂抗拉強(qiáng)度0. 63MPa。實(shí)施例8一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽制造方法，取堿式碳酸鎂焙燒的氧化鎂10. 00kg, 其主要含量是活性氧化鎂，配制氯化鎂飽和溶液(比重為1.34) 12. 00kg，這里選用鉀鹽生產(chǎn)過(guò)程中得到的氯化鎂飽和溶液，取尾礦氯化鈉鹽粒150. 00kg、氯化鎂鹽粒120. OOKg。將以上溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成漿料后注入模板或標(biāo)準(zhǔn)模具中在環(huán)境溫度下成型，脫模后在環(huán)境溫度下，空氣濕度小于70%條件下養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，成為混凝鹽，測(cè)其力學(xué)性能。經(jīng)測(cè)定其主要技術(shù)指標(biāo)如下
密度1400kg/m3，抗壓強(qiáng)度3.95MPa，抗折強(qiáng)度1.20MPa，軸心抗壓強(qiáng)度2. 43MPa，軸心抗拉強(qiáng)度0. 37MPa，靜力受壓彈性模量2. 98MPa,劈裂抗拉強(qiáng)度0. 68MPa。實(shí)施例9一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽制造方法，取氯化鎂焙燒的氧化鎂10. 00kg，其主要含量是活性氧化鎂，配制氯化鎂飽和溶液(比重為1.34) 12. 00kg，這里選用鉀鹽生產(chǎn)過(guò)程中得到的氯化鎂飽和溶液，取尾礦氯化鈉鹽粒150. 00kg、氯化鎂鹽粒120. OOKg。將以上溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成漿料后注入模板或標(biāo)準(zhǔn)模具中在環(huán)境溫度下成型， 脫模后在環(huán)境溫度下，空氣濕度小于70%條件下養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，成為混凝鹽，測(cè)其力學(xué)性能。經(jīng)測(cè)定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度1400kg/m3，抗壓強(qiáng)度3.98MPa，抗折強(qiáng)度1.23MPa，軸心抗壓強(qiáng)度2. 40MPa,軸心抗拉強(qiáng)度0. 36MPa，靜力受壓彈性模量2. 96MPa,劈裂抗拉強(qiáng)度0. 69MPa。由以上各實(shí)施例可以看出，在氧化鎂、氯化鎂飽和溶液相對(duì)用量變化不大的情況下，填加的尾礦氯化鈉鹽粒、氯化鎂鹽粒越少，其測(cè)定的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度等指標(biāo)越大，填加的尾礦氯化鈉鹽粒、氯化鎂鹽粒越多，其測(cè)定的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度指標(biāo)越小，但是，在相對(duì)氧化鎂、氯化鎂飽和溶液、氯化鈉鹽粒、氯化鎂鹽粒比例為 1.00 0.80 15. 00 12. 00時(shí)，其制成的混凝鹽各項(xiàng)指標(biāo)仍可達(dá)到回填要求。
權(quán)利要求
1.一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽的制造方法，包括如下步驟(1)、配制氯化鎂飽和溶液；O)、將氧化鎂、氯化鎂飽和溶液與尾礦中的氯化鈉鹽粒、氯化鎂鹽粒按質(zhì)量比是 1. 00 0.80 1.20 1.00 15. 00 1. 00 12. 00，置于拌料器中混合攪拌均勻，形成漿料；(3)、將漿料進(jìn)行澆筑，固化成型；(4)、在環(huán)境溫度、濕度小于70%條件下固化、養(yǎng)護(hù)6-12小時(shí)，制成混凝鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的氧化鎂、氯化鎂飽和溶液與尾礦中的氯化鈉鹽粒、氯化鎂鹽粒質(zhì)量比是1.00 0.80 1.20 7. 00 15. 00 6. 00 12. 00。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的氯化鎂飽和溶液比重在 1. 33 1. 35之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的氧化鎂是活性氧化鎂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于所述的氧化鎂由菱鎂礦焙燒或白云石礦半焙燒或氫氧化鎂、碳酸鎂、堿式碳酸鎂、氯化鎂焙燒而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的澆筑是直接回填礦坑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的澆筑是注入模具制成混凝鹽磚塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的氯化鈉鹽粒粒徑8mm-lmm，氯化鎂鹽粒粒徑4mm-1mm。
9.一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽，其特征在于所述的混凝鹽由氧化鎂、氯化鎂飽和液、氯化鈉鹽粒、氯化鎂鹽粒混合而成，其質(zhì)量比為1.00 0.80 1.20 1.00 15. 00 1. 00 12. 00。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽，其特征在于所述的氧化鎂、氯化鎂飽和溶液與尾礦中的氯化鈉鹽粒、氯化鎂鹽粒質(zhì)量比是1.00 0.80 1.20 7. 00 15. 00 6. 00 12.00。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽及其制造方法，步驟如下1、配制氯化鎂飽和溶液；2、將氧化鎂、氯化鎂飽和溶液與尾礦中的氯化鈉鹽粒、氯化鎂鹽粒按質(zhì)量比是1.00∶0.80～1.20∶1.00～15.00∶1.00～12.00，混合攪拌均勻形成漿料；3、將漿料進(jìn)行澆筑，固化成型；4、在環(huán)境溫度、濕度小于70％條件下固化、養(yǎng)護(hù)6-12小時(shí)，制成混凝鹽。本發(fā)明采用氧化鎂和大量鈉、鎂鹽尾礦制造具有一定強(qiáng)度的混凝鹽，其制造工藝簡(jiǎn)單，成本低，氧化鎂來(lái)源廣泛，可最大限度的將尾礦回填到礦井里，達(dá)到了安全生產(chǎn)的要求，同時(shí)也解決了尾礦對(duì)周邊環(huán)境植被造成的污染和堆放問(wèn)題，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C04B28/32GK102173724SQ201110034099
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者常成功, 張全有, 張志宏, 王繼東, 程懷德, 肖學(xué)英, 董生發(fā), 董茹, 馬艷芳 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所