[發(fā)明專利]一種用含鎂鉀鹽礦制鉀尾礦制備采空區(qū)回填料的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510074434.0
• 申請(qǐng)日: 2015-02-12
• 公開（公告）號(hào): CN104712359B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫成高;湯建良;鄭賢福
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 化工部長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): E21F15/00
• 分類號(hào): E21F15/00;C04B28/32
• 代理公司: 長(zhǎng)沙星耀專利事務(wù)所 43205
• 代理人: 張慧;寧星耀

技術(shù)領(lǐng)域

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)

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·MgCl₂·6H₂O）類型的礦物，以純鉀石鹽為原料生產(chǎn)鉀肥，會(huì)產(chǎn)生大量的NaCl尾鹽，而以純光鹵石（KCl·MgCl₂·6H₂O）為原料生產(chǎn)鉀肥則會(huì)產(chǎn)生大量的老鹵。在工程上，對(duì)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(shí)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(jìn)行充填的工藝。如申請(qǐng)?zhí)枮?01010164704.4、201010164701.0的中國專利申請(qǐng)，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(jìn)一步凝固，實(shí)現(xiàn)NaCl尾鹽的回填。而對(duì)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(qiáng)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(jìn)一步處理。

但在實(shí)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(huì)伴生有一定量的鎂鹽，光鹵石礦（KCl·MgCl₂·6H₂O）也同樣會(huì)伴生鈉鹽。對(duì)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(shí)也有產(chǎn)生較多的NaCl尾鹽。為解決這一類同時(shí)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。此外，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(huì)產(chǎn)生大量的NaCl尾鹽外，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一定量的高鎂老鹵。雖然CN102562145、CN102515683和CN103360011這三個(gè)工藝都是針對(duì)光鹵石礦提出來的解決方案，但在一般情況下，對(duì)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(gè)工藝，都要求將高鎂老鹵強(qiáng)制蒸發(fā)至2～4個(gè)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(qiáng)制蒸發(fā)裝置，成本較高，在實(shí)際生產(chǎn)中也有諸多不便之處，需要慎重考慮。對(duì)于CN103360011，由于實(shí)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℃），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(shí)，其固化劑的用量亦較大。

發(fā)明內(nèi)容

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。

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(jìn)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(shí)間間隔為1-4天。

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(gè)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(qiáng)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(qiáng)度的回填料，成本較低，能耗較低。

具體實(shí)施方式