專利名稱：一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽砌塊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及鉀鹽固體礦井回填技術(shù)，尤其指一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽的制造方法。
背景技術(shù)：
我國及周邊國家地區(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、鎂鹽尾礦的處理，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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用混凝鹽砌塊的技術(shù)方法有效地解決回填問題。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按質(zhì)量比是1.00 0.80 1.20 5. 00 15. 00，置于拌料器中混合攪拌均勻，形成第一漿料；將氯化鎂飽和溶液、氯化鎂鹽粒按質(zhì)量比為質(zhì)量比1.00 8.00 15. 00，置于拌料器中混合攪拌均勻，形成第二漿料；3、將第一漿料與第二漿料進(jìn)行澆筑，第一漿料包覆在第二漿料表面，壓制成型后固化12 M小時(shí)；4、在環(huán)境溫度、濕度小于70%條件下養(yǎng)護(hù)，制成混凝鹽砌塊。按照以上步驟可制得回填用混凝鹽砌塊。其中，優(yōu)選的氧化鎂、氯化鎂飽和溶液與尾礦中的氯化鈉鹽粒質(zhì)量比是 1.00 0.80 1.20 10. 00 15. 00 ；優(yōu)選的氯化鎂飽和溶液、氯化鎂鹽粒質(zhì)量比為 1. 00 10. 00 15. 00。所使用的氯化鎂飽和溶液比重在1. 33 1. 35之間。氧化鎂是一種活性氧化鎂，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。壓制成型的過程是將第二漿料在制塊機(jī)上壓制成型，形成內(nèi)芯，然后在制磚機(jī)上將第一漿料包裹其外，形成外層；也可以將第一漿料在制磚機(jī)上壓制成空心體的外層，在空心體中注入第二漿料，形成內(nèi)芯，壓實(shí)，然后用第一漿料封蓋。要求氯化鈉鹽粒粒徑范圍在8mm-lmm，氯化鎂鹽粒粒徑范圍在4mm-lmm，效果更好。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砌塊這種成品混凝鹽砌塊由外層和內(nèi)芯構(gòu)成，外層包括氧化鎂、氯化鎂飽和液、氯化鈉鹽粒按質(zhì)量比為1.00 0.80 1.20 5. 00 15. 00制成，內(nèi)芯包括由氯化鎂飽和溶液、 氯化鎂鹽粒按質(zhì)量比為1.00 8. 00 15. 00制成。其中，優(yōu)選外層的氧化鎂、氯化鎂飽和溶液、氯化鈉鹽粒質(zhì)量比為1.00 0.80 1.20 10. 00 15.00 ；優(yōu)選內(nèi)芯的氯化鎂飽和溶液、氯化鎂鹽粒質(zhì)量比為1.00 10. 00 15. 00。外層尺寸為600 X 300 X 300mm，其中壁厚30_40mm之間本發(fā)明的有益效果是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，其制造工藝簡單，成本低，氧化鎂來源廣泛，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題，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)和環(huán)保的要求，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是混凝鹽砌塊制造工藝流程圖。
圖2是混凝鹽砌塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的主視圖。
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)一步說明實(shí)施例1如圖1所示，這種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽砌塊制造方法，包括，取菱鎂礦焙燒的輕燒粉(主要含量是活性氧化鎂)10.00kg、氯化鎂飽和溶液(采用氯化鎂水合物配制成飽和溶液，比重為1.33) 12. 00kg、氯化鈉鹽粒50. 00kg，其鹽粒粒徑為8mm，然后溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成第一漿料，同時(shí)參照?qǐng)D2、圖3，用漿料注入規(guī)格為 600X300X300mm中空模具中制作混凝鹽砌塊的外層1，澆筑壓制得到壁2的厚度是30mm 的中空的外層1 ；再取氯化鎂鹽粒10. 00kg，其鹽粒粒徑為8mm，氯化鎂飽和液1. 25kg拌合成第二漿料，將第二漿料注入外層空心中，形成內(nèi)芯3，壓實(shí)后用第一漿料封蓋壓實(shí)成型，即制得尚未完成穩(wěn)定的混凝鹽砌塊，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)，制成混凝鹽砌塊成品。經(jīng)測定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度等級(jí)2000kg/m3，抗壓強(qiáng)度平均值35MPa，單塊最小值30MPa，干燥收縮率0. 3mm/m,碳化系數(shù)0· 94，軟化系數(shù)0.87。該混凝鹽砌塊硬度、強(qiáng)度均達(dá)到回填標(biāo)準(zhǔn)，可以有效地把尾礦回填到礦坑中，達(dá)到清潔、環(huán)保的目的，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益下面將通過多個(gè)實(shí)施例，采用不同配比制成第一漿料和第二漿料，同樣可以達(dá)到本發(fā)明目的。實(shí)施例2
4
本實(shí)施例這種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽砌塊制造方法，取菱鎂礦焙燒的輕燒粉 (主要含量是活性氧化鎂)10.00kg、氯化鎂飽和溶液(采用氯化鎂水合物配制飽和溶液，比重為1. 35)8. 00kg、氯化鈉鹽粒150. 00kg，其鹽粒粒徑為5mm，然后溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成第一漿料后注入規(guī)格為600 X 300 X 300mm中空模具中，壁2的厚度是30mm 壓制成型，取氯化鎂鹽粒120. OOkg,其鹽粒粒徑為5mm，氯化鎂飽和液8. OOkg拌合成第二漿料后注入空心中，壓實(shí)后用第一漿料封蓋壓實(shí)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)M小時(shí)，成為混凝鹽砌塊，混凝鹽砌塊結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示，包括外層1和內(nèi)芯3 (下面各實(shí)施例與之相同)。經(jīng)測定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度等級(jí)1380kg/m3，抗壓強(qiáng)度平均值3. 90MPa,單塊最小值3. 50MPa,干燥收縮率0. 45mm/m,碳化系數(shù)0· 86，軟化系數(shù)0. 78。實(shí)施例3一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽砌塊制造方法，取白云石礦半焙燒的苛性白云石粉(主要成份是活性氧化鎂)10. OOkg、氯化鎂飽和溶液(采用氯化鎂水合物配制飽和溶液，比重為1.33) 12. 00kg、氯化鈉鹽粒50. 00kg，其鹽粒粒徑為5mm，然后溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成第一漿料，取氯化鎂鹽粒10. 00kg，其鹽粒粒徑為5mm，氯化鎂飽和液1.25kg拌合成第二漿料后注入520X220X220模具中壓制成型，取出后放入規(guī)格為 600 X 300 X 300mm模具中用第一漿料包裹，第一漿料制成的外層壁厚40mm，壓制成型，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)，成為混凝鹽砌塊。經(jīng)測定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度等級(jí)2100kg/m3，抗壓強(qiáng)度平均值37. OOMPa,單塊最小值32. OOMPa,干燥收縮率0.32mm/m,碳化系數(shù)0· 92，軟化系數(shù)0.85。實(shí)施例4一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽砌塊制造方法，取白云石礦半焙燒的苛性白云石粉(主要成分是活性氧化鎂)10.00kg、氯化鎂飽和溶液(采用氯化鎂水合物配制成的飽和溶液，，比重為1. 35)8. 00kg、氯化鈉鹽粒150. 00kg，其鹽粒粒徑為2mm，然后溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成第一漿料，取氯化鎂鹽粒120. 00kg，其鹽粒粒徑為2mm，氯化鎂飽和液8. OOkg拌合成第二漿料后注入520X220X220模具中壓制成型，取出后放入規(guī)格為 600 X 300 X 300mm模具中用第一漿料包裹，壓制成型，同樣，外層壁厚為40mm，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)，成為混凝鹽砌塊。經(jīng)測定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度等級(jí)1390kg/m3，抗壓強(qiáng)度平均值4. IMPa,單塊最小值3. 60MPa,
干燥收縮率0. 42mm/m,碳化系數(shù)0· 88，軟化系數(shù)0. 79。實(shí)施例5一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽砌塊制造方法，取氫氧化鎂(也可用碳酸鎂、堿式碳酸鎂、氯化鎂)焙燒的主要成分為活性氧化鎂10.00kg、氯化鎂飽和溶液(采用氯化鎂水合物配制成的飽和溶液，比重為1. 34)8. 00kg、氯化鈉鹽粒150. 00kg、其鹽粒粒徑為8mm， 然后溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成第一漿料后注入規(guī)格為600X300X300mm中空模具中，壁厚大于30mm壓制成型，取氯化鎂鹽粒120. 00kg，其鹽粒粒徑為8mm，氯化鎂飽和液8. OOkg拌合成第二漿料后注入空心中，壓實(shí)后用第一漿料封蓋壓實(shí)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)，成為混凝鹽砌塊。經(jīng)測定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度等級(jí)1400kg/m3，抗壓強(qiáng)度平均值4. 4MPa，單塊最小值4. OMPa,干燥收縮率0.31mm/m,碳化系數(shù)0· 85，軟化系數(shù)0.81。實(shí)施例6一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽砌塊制造方法，取碳酸鎂焙燒的主要成分為活性氧化鎂10.00kg、氯化鎂飽和溶液(采用氯化鎂水合物配制成的飽和溶液，比重為 1. 34)8. 00kg、氯化鈉鹽粒150. 00kg、其鹽粒粒徑為8mm，然后溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成第一漿料后注入規(guī)格為600 X 300 X 300mm中空模具中，壁厚大于30mm壓制成型， 取氯化鎂鹽粒120. OOkg,其鹽粒粒徑為8mm，氯化鎂飽和液8. OOkg拌合成第二漿料后注入空心中，壓實(shí)后用第一漿料封蓋壓實(shí)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)，成為混凝鹽砌塊。經(jīng)測定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度等級(jí)1380kg/m3，抗壓強(qiáng)度平均值4. 3MPa，單塊最小值4. OMPa,干燥收縮率0.31mm/m，碳化系數(shù)0. 84，軟化系數(shù)0.80。實(shí)施例7—種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽砌塊制造方法，取堿式碳酸鎂焙燒的主要成分為活性氧化鎂10. 00kg、氯化鎂飽和溶液(采用氯化鎂水合物配制成的飽和溶液，比重為 1. 34)8. 00kg、氯化鈉鹽粒150. 00kg、其鹽粒粒徑為5mm，然后溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成第一漿料后注入規(guī)格為600 X 300 X 300mm中空模具中，壁厚大于30mm壓制成型， 取氯化鎂鹽粒120. OOkg,其鹽粒粒徑為5mm，氯化鎂飽和液8. OOkg拌合成第二漿料后注入空心中，壓實(shí)后用第一漿料封蓋壓實(shí)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)，成為混凝鹽砌塊。
經(jīng)測定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度等級(jí)1380kg/m3，抗壓強(qiáng)度平均值4. 3MPa，單塊最小值3. 9MPa，干燥收縮率0. 30mm/m,碳化系數(shù)0· 84，軟化系數(shù)0. 79。實(shí)施例8一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽砌塊制造方法，取氯化鎂焙燒的主要成分為活性氧化鎂10.00kg、氯化鎂飽和溶液(采用氯化鎂水合物配制成的飽和溶液，比重為 1. 34)8. 00kg、氯化鈉鹽粒150. 00kg、其鹽粒粒徑為1mm，然后溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成第一漿料后注入規(guī)格為600 X 300 X 300mm中空模具中，壁厚大于30mm壓制成型， 取氯化鎂鹽粒120. OOkg,其鹽粒粒徑為1mm，氯化鎂飽和液8. OOkg拌合成第二漿料后注入空心中，壓實(shí)后用第一漿料封蓋壓實(shí)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)，成為混凝鹽砌塊。經(jīng)測定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度等級(jí)1410kg/m3，抗壓強(qiáng)度平均值4. 5MPa，單塊最小值4. IMPa,干燥收縮率0.33mm/m,碳化系數(shù)0· 86，軟化系數(shù)0.82。實(shí)施例9如圖1所示，這種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽砌塊制造方法，包括，取菱鎂礦焙燒的輕燒粉(主要含量是活性氧化鎂)10.00kg、氯化鎂飽和溶液(采用氯化鎂水合物配制成飽和溶液，比重為1.33) 12. 00kg、氯化鈉鹽粒100. 00kg，其鹽粒粒徑為1mm，然后溶液和物料在拌料器中攪拌均勻，制成第一漿料，同時(shí)參照?qǐng)D2、圖3，用漿料注入規(guī)格為 600X300X300mm中空模具中制作混凝鹽砌塊的外層1，澆筑壓制得到壁2的厚度是30mm 的中空的外層1 ；再取氯化鎂鹽粒12. 50kg，其鹽粒粒徑為1mm，氯化鎂飽和液1. 25kg拌合成第二漿料，將第二漿料注入外層空心中，形成內(nèi)芯3，壓實(shí)后用第一漿料封蓋壓實(shí)成型，即制得尚未完成穩(wěn)定的混凝鹽砌塊，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)，制成混凝鹽砌塊成品。經(jīng)測定其主要技術(shù)指標(biāo)如下密度等級(jí)1550kg/m3，抗壓強(qiáng)度平均值9. 7MPa，單塊最小值9. OMPa,干燥收縮率0. 41mm/m,碳化系數(shù)0· 87，軟化系數(shù)0. 82。由以上各實(shí)施例可以看出，使用不同成分比例制成的混凝鹽砌塊內(nèi)外層，可以更大程度地把尾礦收集、固化并回填，更重要的是這些混凝鹽砌塊的抗壓強(qiáng)度等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到回填要求。達(dá)到解決污染和堆放問題，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)和環(huán)保的要求，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
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按質(zhì)量比是1.00 0.80 1.20 5. 00 15. 00，置于拌料器中混合攪拌均勻，形成第一漿料；將氯化鎂飽和溶液、氯化鎂鹽粒按質(zhì)量比為1. 00 8. 00 15. 00，置于拌料器中混合攪拌均勻，形成第二漿料；(3)、將第一漿料與第二漿料進(jìn)行澆筑，第一漿料包覆在第二漿料表面，壓制成型后固化12 24小時(shí)；(4)、在環(huán)境溫度、濕度小于70%條件下養(yǎng)護(hù)，制成混凝鹽砌塊。
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質(zhì)量比是1.00 0.80 1.20 10. 00 15. 00 ；所述的氯化鎂飽和溶液、氯化鎂鹽粒質(zhì)量比為1. 00 10. 00 15. 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；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。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的壓制成型是將第二漿料在制塊機(jī)上壓制成型，形成內(nèi)芯(3)，然后在制磚機(jī)上將第一漿料包裹其外，形成外層(1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的壓制成型是將第一漿料在制磚機(jī)上壓制成空心體的外層(1)，在空心體中注入第二漿料，形成內(nèi)芯(3)，壓實(shí)，然后用第一漿料封蓋。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的氯化鈉鹽粒粒徑小于 8mm-lmm,氯化鎂鹽粒粒徑小于4mm-lmm。
8.—種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽砌塊，其特征在于所述的混凝鹽砌塊由外層(1)和內(nèi)芯(3)構(gòu)成，外層(1)是由氧化鎂、氯化鎂飽和液、氯化鈉鹽粒按質(zhì)量比為 1.00 0.80 1.20 5. 00 15. 00制成中空體，內(nèi)芯(3)填充于外層的中空部分，內(nèi)芯 (3)由氯化鎂飽和溶液、氯化鎂鹽粒按質(zhì)量比為1. 00 8. 00 15. 00制成。
9.根據(jù)權(quán)利要去8所述的鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽砌塊，其特征在于所述外層的氧化鎂、氯化鎂飽和溶液、氯化鈉鹽粒質(zhì)量比為1. 00 0. 80 1. 20 10. 00 15. 00 ；所述內(nèi)芯的氯化鎂飽和溶液、氯化鎂鹽粒質(zhì)量比為1. 00 10. 00 15. 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砌塊，其特征在于所述的外層 (1)尺寸為 600 X 300 X 300mm，其中壁(2)厚 30mm-40mm 之間。
全文摘要
本發(fā)明是涉及鉀鹽固體礦井回填技術(shù)，尤其是一種鉀鹽固體礦井回填用混凝鹽的制造方法，包括如下步驟將氧化鎂、氯化鎂飽和溶液與尾礦中的氯化鈉鹽粒按質(zhì)量比是1.00∶0.80～1.20∶5.00～15.00，混合攪拌均勻形成第一漿料；同時(shí)將氯化鎂飽和溶液、氯化鎂鹽粒按質(zhì)量比為質(zhì)量比1.00∶8.00～15.00，混合攪拌均勻形成第二漿料；最后將第一漿料與第二漿料進(jìn)行澆筑，壓制成型后固化12～24小時(shí)；在環(huán)境溫度、濕度小于70％條件下養(yǎng)護(hù)，制成混凝鹽砌塊，混凝鹽砌塊結(jié)構(gòu)包括外層(1)和內(nèi)芯(3)。本發(fā)明制造工藝簡單，成本低，解決了尾礦對(duì)周邊環(huán)境植被造成的污染和堆放問題，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)和環(huán)保的要求，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C04B28/32GK102173725SQ201110034109
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:中國科學(xué)院青海鹽湖研究所