[发明专利]无泌水、快凝、快硬的地下光卤石矿回填料浆的制备和回填方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采矿回填料浆的制备和回填方法，特别是一种使用高浓度、抗水、快凝和快硬回填料进行地下光卤石矿回填的材料和方法。

背景技术

对内陆埋藏型光卤石型钾盐矿，传统的开采方法有两种：干法开采和水法开采。无论采用何种开采方法，在加工生产得到KCl的同时都会副产大量的尾盐和母液。另外，对干法开采而言，除尾盐与母液的处置外还存在地下大面积采空区的问题。

在诸如有色、煤矿等矿山，通常使用硅酸盐水泥作为胶凝材料，以尾砂或矸石为骨料制备成回填料浆输送至井下采空区。一方面解决了尾矿的处置问题，另一方面可以控制地压，提高资源回采率。

针对地下钾盐矿，已有多项专利文献公开了回填料浆的制备及回填方法。如专利号为201010164701.0、201010164704.4、201110034099.3、201310422599.3、201110458026.7等的中国专利文献。以上专利文献均采用“尾矿+母液+氧化镁”的形式制备回填料。氧化镁与浮选母液中的氯化镁反应可生成气硬性的氯氧镁水泥，由氯氧镁水泥与浮选尾盐混合制得的回填料浆固化后在干燥条件下抗压抗折性能较好，但在温度30℃，相对湿度90%以上的环境下极易吸潮、滴水，并且固化后的抗压抗折强度随时间增长损失较为严重；另一方面，由于少量浮选药剂的存在，使得氧化镁与尾液和尾盐共同搅拌时会形成大量微小气泡，极大增加了料浆中毛细管道的数量，最终导致料浆在固化过程中泌水率增大，易于发生采场脱水现象；最后，料浆中NaCl含量在70%左右，导致料浆凝固反应时间较长，需7天左右才能达到所需强度，使得钻挖、鼓风、矿物输送和回填周期加长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中回填料浆泌水率大、固化后抗水性差、凝固时间长的缺陷，提供一种无泌水、快凝、快硬的地下光卤石矿回填料浆的制备方法。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种无泌水、快凝、快硬的地下光卤石矿回填料浆的回填方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种无泌水、快凝、快硬的地下光卤石矿回填料浆的制备方法，其特点是，其步骤如下：

（1）将地下光卤石矿生产KCl后的母液强制蒸发，回收部分光卤石，母液强制蒸发后室温下比重不小于1.350；

（2）向回收光卤石后的母液中加入改性剂和胶凝剂得料浆；

所述改性剂为速凝剂和抗水剂；

所述的速凝剂选自锂盐、所有碱、三乙醇胺、三异丙醇胺和脲中的一种或几种以任意比例混合而成的混合物；速凝剂在回填料浆中的质量百分数不高于7%；

所述的抗水剂选自磷酸、正磷酸盐、硫酸盐、硅灰或者水溶性有机树脂中的一种或他们以任意比例混合而成的混合物；抗水剂在回填料浆中的质量百分数不高于8%；

所述的胶凝剂为氧化镁活性值不低于50%的活性氧化镁；活性氧化镁与母液中MgCl₂摩尔比为0.5:1～15:1；

（3）将钾盐矿生产KCl后的尾矿离心脱水，加入到步骤（2）制得的料浆中，充分搅拌制备成为质量浓度为70～85%的膏体状回填料浆。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的无泌水、快凝、快硬的地下光卤石矿回填料浆的制备方法，其特点是，步骤（2）中：所述的正磷酸盐选自磷酸铁或磷酸铝；所述的硫酸盐选自石膏、铁矾、明矾或者硫酸铝；所述的水溶性有机树脂选自三聚氰胺甲醛树脂或者脲素甲醛树脂。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的无泌水、快凝、快硬的地下光卤石矿回填料浆的制备方法，其特点是，步骤（2）中：速凝剂在回填料浆中的质量百分数为0.05～6%；抗水剂在回填料浆中的质量百分数为0.05～6%。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的无泌水、快凝、快硬的地下光卤石矿回填料浆的制备方法，其特点是，步骤（2）中：速凝剂在回填料浆中的质量百分数为0.2～3%；抗水剂在回填料浆中的质量百分数为1～4%。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的无泌水、快凝、快硬的地下光卤石矿回填料浆的制备方法，其特点是，步骤（3）中：所述的尾矿与母液的质量比为1:1～10:1。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的无泌水、快凝、快硬的地下光卤石矿回填料浆的制备方法，其特点是，步骤（3）中：所述的尾矿与母液的质量比为2:1～8:1。