[发明专利]一种可以远距离泵送的钾盐矿充填料及其制备方法

说明书

一种可以远距离泵送的钾盐矿充填料及其制备方法，既属于环境保护工程领域又属于矿业工程领域，其特征在于将钢渣、粉煤灰、电石渣、赤泥、高炉矿渣、碱渣、粒化电炉磷渣、粒化铬铁渣中的一种或多种进行活化，与活化后的煅烧白云石粉、石灰粉、轻烧氧化镁粉、氢氧化钙、镁水泥粉中的一种或多种混合，制备成复合胶结剂，以经部分粉磨处理的钾盐矿尾盐作为骨料，采用钾盐矿尾矿库中的尾液来代替水来制备充填料。复合胶结剂、粒级处理后的尾盐骨料、尾液分别按重量比2～15％，40～70％，20～40％搅拌均匀就可以得到钾盐矿井下充填料。本发明可大量利用目前难于综合利用的钾盐矿尾盐、尾液等固体废弃物，节省土地资源的同时能解决水泥胶结充填成本高的问题。

技术领域

本发明属于矿业工程领域，特别涉及一种利用固废钢渣、白云石、钾盐矿尾盐、钾盐矿尾液等工业固体废弃物生产钾盐矿充填料。

背景技术

随着矿产资源得到了充分开发利用，一方面大幅度地促进了我国社会经济的发展，但是另一方面却造成了环境污染等问题。在选矿工艺复杂、选矿比高的矿山，尾矿排放、堆存以及废水处理更是成为了大难题。在经济发展与环境保护并进的社会中，迫切的需要一种新方法、新工艺来取得发展与环保的平衡。近年来，由于在采矿过程中地下开采深度加大后维护矿山和采场稳定的需要，以及为了提高自然资源回收率和环境保护的需要，充填采矿法在世界范围内得到越来越广泛的使用。钾盐矿的开采亦是如此，钾盐矿常规的回采率比较低，在钾盐矿开采过程中产生大量尾盐，这些尾盐通常因矿区气候等原因而难以利用，而且因环保和土地资源等限制条款也难以进行露天堆放，因此为了对钾盐矿尾盐进行处理，十分必要进一步发展与推广钾盐矿井下充填技术。

世界的钾资源丰富，绝大部分为地下固体钾盐，少量为含钾卤水。固体钾盐矿主要是钾石盐矿和光卤石矿。钾石盐矿中氯化钾品位通常为25～35％，光卤石矿中氯化钾品位为15～20％。钾肥生产要产出大量尾盐，一般选矿比为3～5，这些盐由于市场成本的原因都比较难以利用，而且这些资源所在地都属于热带气候区，每年大约有5个月的雨季，较大降雨量直接导致了固体尾盐被大量溶解；其次，尾液中MgCl₂含量较高，在高温条件下尾液蒸发会产生酸雾，污染环境的同时可能对人体健康造成较大程度的伤害；另外，这些尾盐如果没有进行处置而流入江河和地下水，将对于动植物造成严重的生态环保问题。所以，对于钾盐矿尾盐、尾液，必须考虑除了堆存以外其他合理的处理途径，能否实现利用尾盐、尾液进行低成本的井下充填将是这类钾盐矿能否持续健康发展的关键问题所在。现有的发明专利采用纯的氧化镁、氧化钙等作为胶结剂进行制备充填料也能满足采空区充填体强度要求。但本专利相比于其他专利所述具有显著优点，第一，其他专利所用的胶结剂为纯Mg(OH)₂、纯CaO、纯MgO，因此成本较高，而且该专利只是提供了一种地下钾盐矿采空区回填的方法，文中并没有涉及到成本的问题。本发明所使用的钢渣是在钢厂炼钢过程中的固体废弃物，钢渣中CaO、MgO、FeO三种氧化物含量在70％以上。目前我国也开始生产商品钢渣粉，所以能取得渠道也有很多保证，如我国某钢铁企业中粉磨至比表面积为450m²/kg左右的钢渣粉市场价100元/t左右。利用钢渣的意义在于解决降低胶结剂成本的同时钢厂的钢渣可以得到全部有效的利用，解决了现在钢厂的钢渣占有大量土地、环境污染严重的弊病，给社会带来极大的社会效益和经济效益。第二，现有专利中对充填料的评价指标只有抗压强度，并未提及充填料的流动性能随时间的变化情况，进而考虑到充填料实际泵送或者自流性能的具体变化情况，而在本发明中重点介绍了以大宗固体废弃物钢渣为主，添加少量煅烧白云石粉作为复合胶结剂来制备充填料，通过测量充填料的流动扩展度值、稠度值等随时间的变化数据，并考虑到井下泵送距离的延长等因素，在不加缓凝剂的情况下制备出凝结时间较长的充填料的方法。

发明内容

本发明的目的在于利用尾盐的前提下，利用其他固体废弃物钢渣粉以及煅烧白云石粉作为复合型胶结剂，并且考虑到在随着矿井的深处开采，泵送距离的增加而制备出低成本的同时凝结时间较长的泵送充填料。