专利名称：一种钾盐固体矿井回填用混凝盐及其制造方法
技术领域：
本发明涉及化工建材领域，具体指一种钾盐固体矿井回填用混凝盐及其制造方法。
背景技术：
我国及周边国家地区蕴藏着丰富的地下盐矿资源，目前开发利用其资源，尤其是钾矿资源的利用活动方兴未艾，但是，随着钾盐矿的提取，伴随着大量的钠、镁盐尾矿需要处理，根据清洁生产和环保的要求，除了综合利用一部分外，大部分尾矿将回填到井下，井下回填要求安全、可靠。尾矿本身是可溶性盐，属散体结构，回填强度低，密度小，直接回填将容易造成矿层的塌陷，影响矿区的生产和安全，对此，我们采用混凝盐的技术方法有效地解决回填问题。
发明内容
本发明是将具有一定活性的氧化镁与氯化镁组成凝结相，将大量尾矿添加在其中，形成具有一定强度的复合材料，达到回填的目的。本发明所提供的这种钾盐固体矿井回填用混凝盐的制造方法，包括如下步骤1、配制氯化镁饱和溶液；2、将氧化镁、氯化镁饱和溶液与尾矿中的氯化钠盐粒、氯化镁盐粒按质量比是 1. 00 0.80 1.20 1.00 15. 00 1. 00 12. 00，置于拌料器中混合搅拌均勻，形成浆料；3、将浆料进行浇筑，固化成型；4、在环境温度、湿度小于70%条件下固化、养护6-12小时，制成混凝盐。优选的氧化镁、氯化镁饱和溶液与尾矿中的氯化钠盐粒、氯化镁盐粒质量比是 1.00 0.80 1.20 7. 00 15. 00 6. 00 12. 00。上述的氯化镁饱和溶液比重在1. 33 1. 35之间；氧化镁是要求有一定的活性，它可以由菱镁矿焙烧或白云石矿半焙烧或氢氧化镁、碳酸镁、碱式碳酸镁、氯化镁焙烧而成。可以将浆料是直接回填矿坑，也可以注入模具制成混凝盐砖块。要求氯化钠盐粒粒径8-lmm，氯化镁盐粒粒径4-lmm。效果更明显。本发明的另一个目的是提供一种钾盐固体矿井回填用混凝盐，由氧化镁、氯化镁饱和液、氯化钠盐粒、氯化镁盐粒混合而成，其质量比为1.00 0.80 1.20 1.00 15. 00 1. 00 12. 00。优选的氧化镁、氯化镁饱和溶液与尾矿中的氯化钠盐粒、氯化镁盐粒质量比是 1.00 0.80 1.20 7. 00 15. 00 6. 00 12. 00。本发明提出采用氧化镁和大量钠、镁盐尾矿制造具有一定强度的混凝盐，其制造工艺简单，成本低，氧化镁来源广泛，可最大限度的将尾矿回填到矿井里，达到了安全生产的要求，同时也解决了尾矿对周边环境植被造成的污染和堆放问题，实现了清洁生产和环
3保的要求，具有良好的社会效益和经济效益。
图1为本发明工艺流程图。
具体实施例方式下面将结合附图用实施例对本发明做进一步说明实施例1一种钾盐固体矿井回填用混凝盐制造方法，如图1所示，取菱镁矿焙烧的轻烧粉10. OOkg,其主要含量是活性氧化镁，配制氯化镁饱和溶液(比重为1. 33) 12. OOkg,这里选用钾盐生产过程中得到的氯化镁饱和溶液，取尾矿氯化钠盐粒10. 00kg、氯化镁盐粒 10. OOKg，其中氯化钠盐粒粒径是8mm，氯化镁盐粒粒径是4mm。将以上溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成浆料后注入模板或标准模具中在环境温度下成型，脱模后在环境温度下， 空气湿度小于70%条件下养护12小时，成为混凝盐，测其力学性能。经测定其主要技术指标如下密度1900kg/m3，抗压强度30Mpa，抗折强度7.6MPa，轴心抗压强度24. 2MPa，轴心抗拉强度1. 89MPa，静力受压弹性模量2· 91 X IO4MPa,劈裂抗拉强度4. 32MPa。这种混凝盐可以在搅拌均勻后直接回填，然后再固化、养护，也可以浇筑在模具中固化、养护后再回填。以下实施例相同。实施例2一种钾盐固体矿井回填用混凝盐制造方法，取菱镁矿焙烧的轻烧粉10. 00kg，其主要含量是活性氧化镁，配制氯化镁饱和溶液(比重为1. 35)8. 00kg，这里选用钾盐生产过程中得到的氯化镁饱和溶液，取尾矿氯化钠盐粒150. 00kg、氯化镁盐粒120. OOKg。将以上溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成浆料后注入模板或标准模具中在环境温度下成型，脱模后在环境温度下，空气湿度小于70%条件下养护6小时，成为混凝盐，测其力学性能。
经测定其主要技术指标如下密度1320kg/m3，抗压强度3.25MPa，抗折强度0.92MPa，轴心抗压强度:2. 08MPa,轴心抗拉强度0. 26MPa,静力受压弹性模量2· 45 X IO3MPa,劈裂抗拉强度0. 53MPa。实施例3
一种钾盐固体矿井回填用混凝盐制造方法，取白云石矿半焙烧的苛性白云石粉 10. 00kg，其主要含量是活性氧化镁，配制氯化镁饱和溶液(比重为1.33) 12. 00kg，这里选用氯化镁的水合物配制而成，取尾矿氯化钠盐粒10.00kg、氯化镁盐粒10. OOKg。将以上溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成浆料后注入模板或标准模具中在环境温度下成型，脱模后在环境温度下，空气湿度小于70%条件下养护12小时，成为混凝盐，测其力学性能。
经测定其主要技术指标如下密度1960kg/m3，抗压强度32MPa，抗折强度-J.8MPa，轴心抗压强度25. OMPa,轴心抗拉强度1. 9IMPa,静力受压弹性模量2· 94 X IO4MPa,劈裂抗拉强度4. 38MPa。实施例4一种钾盐固体矿井回填用混凝盐制造方法，取白云石矿半焙烧的苛性白云石粉 10. 00kg，其主要含量是活性氧化镁，配制氯化镁饱和溶液(比重为1. 35)8. 00kg，这里选用氯化镁的水合物配制而成，取尾矿氯化钠盐粒150. 00kg、氯化镁盐粒120. OOKg。将以上溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成浆料后注入模板或标准模具中在环境温度下成型，脱模后在环境温度下，空气湿度小于70%条件下养护6小时，成为混凝盐，测其力学性能。
经测定其主要技术指标如下密度i;350kg/m3，抗压强度3.56MPa，抗折强度0.96MPa，轴心抗压强度2. 15MPa，轴心抗拉强度0. 29MPa,静力受压弹性模量2· 63 X IO3MPa,劈裂抗拉强度0. 58MPa。实施例5一种钾盐固体矿井回填用混凝盐制造方法，取氢氧化镁焙烧的氧化镁10. 00kg，其主要含量是活性氧化镁，配制氯化镁饱和溶液(比重为1. 34)8. 00kg，这里选用钾盐生产过程中得到的氯化镁饱和溶液，取尾矿氯化钠盐粒150. 00kg、氯化镁盐粒120. OOKg。将以上溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成浆料后注入模板或标准模具中在环境温度下成型， 脱模后在环境温度下，空气湿度小于70%条件下养护6小时，成为混凝盐，测其力学性能。经测定其主要技术指标如下密度1370kg/m3，抗压强度3.84MPa，抗折强度1.12MPa，轴心抗压强度2. 26MPa,轴心抗拉强度0. 32MPa，
静力受压弹性模量2. 87MPa,劈裂抗拉强度0. 65MPa。实施例6一种钾盐固体矿井回填用混凝盐制造方法，取氢氧化镁焙烧的氧化镁10. 00kg，其主要含量是活性氧化镁，配制氯化镁饱和溶液(比重为1.34)8. 00kg，这里选用钾盐生产过程中得到的氯化镁饱和溶液，取尾矿氯化钠盐粒70. 00kg、氯化镁盐粒60. OOKg，其中氯化钠盐粒粒径是1mm，氯化镁盐粒粒径是1mm。将以上溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成浆料后注入模板或标准模具中在环境温度下成型，脱模后在环境温度下，空气湿度小于 70%条件下养护6小时，成为混凝盐，测其力学性能。经测定其主要技术指标如下密度710kg/m3，抗压强度:2.05MPa,抗折强度0.82MPa，轴心抗压强度1. 76MPa，轴心抗拉强度0. 22MPa，静力受压弹性模量1.37MPa，劈裂抗拉强度0. 45MPa。实施例7一种钾盐固体矿井回填用混凝盐制造方法，取碳酸镁焙烧的氧化镁10. 00kg，其主要含量是活性氧化镁，配制氯化镁饱和溶液(比重为1. 34)8. 00kg，这里选用钾盐生产过程中得到的氯化镁饱和溶液，取尾矿氯化钠盐粒150. 00kg、氯化镁盐粒120. OOKg。将以上溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成浆料后注入模板或标准模具中在环境温度下成型，脱模后在环境温度下，空气湿度小于70%条件下养护6小时，成为混凝盐，测其力学性能。经测定其主要技术指标如下密度U80kg/m3，抗压强度3.79MPa，抗折强度1.lOMPa，轴心抗压强度2. OlMPa,轴心抗拉强度0. 29MPa,静力受压弹性模量2. 80MPa,劈裂抗拉强度0. 63MPa。实施例8一种钾盐固体矿井回填用混凝盐制造方法，取碱式碳酸镁焙烧的氧化镁10. 00kg, 其主要含量是活性氧化镁，配制氯化镁饱和溶液(比重为1.34) 12. 00kg，这里选用钾盐生产过程中得到的氯化镁饱和溶液，取尾矿氯化钠盐粒150. 00kg、氯化镁盐粒120. OOKg。将以上溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成浆料后注入模板或标准模具中在环境温度下成型，脱模后在环境温度下，空气湿度小于70%条件下养护6小时，成为混凝盐，测其力学性能。经测定其主要技术指标如下
密度1400kg/m3，抗压强度3.95MPa，抗折强度1.20MPa，轴心抗压强度2. 43MPa，轴心抗拉强度0. 37MPa，静力受压弹性模量2. 98MPa,劈裂抗拉强度0. 68MPa。实施例9一种钾盐固体矿井回填用混凝盐制造方法，取氯化镁焙烧的氧化镁10. 00kg，其主要含量是活性氧化镁，配制氯化镁饱和溶液(比重为1.34) 12. 00kg，这里选用钾盐生产过程中得到的氯化镁饱和溶液，取尾矿氯化钠盐粒150. 00kg、氯化镁盐粒120. OOKg。将以上溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成浆料后注入模板或标准模具中在环境温度下成型， 脱模后在环境温度下，空气湿度小于70%条件下养护6小时，成为混凝盐，测其力学性能。经测定其主要技术指标如下密度1400kg/m3，抗压强度3.98MPa，抗折强度1.23MPa，轴心抗压强度2. 40MPa,轴心抗拉强度0. 36MPa，静力受压弹性模量2. 96MPa,劈裂抗拉强度0. 69MPa。由以上各实施例可以看出，在氧化镁、氯化镁饱和溶液相对用量变化不大的情况下，填加的尾矿氯化钠盐粒、氯化镁盐粒越少，其测定的抗压强度和抗折强度等指标越大，填加的尾矿氯化钠盐粒、氯化镁盐粒越多，其测定的抗压强度和抗折强度指标越小，但是，在相对氧化镁、氯化镁饱和溶液、氯化钠盐粒、氯化镁盐粒比例为 1.00 0.80 15. 00 12. 00时，其制成的混凝盐各项指标仍可达到回填要求。
权利要求
1.一种钾盐固体矿井回填用混凝盐的制造方法，包括如下步骤(1)、配制氯化镁饱和溶液；O)、将氧化镁、氯化镁饱和溶液与尾矿中的氯化钠盐粒、氯化镁盐粒按质量比是 1. 00 0.80 1.20 1.00 15. 00 1. 00 12. 00，置于拌料器中混合搅拌均勻，形成浆料；(3)、将浆料进行浇筑，固化成型；(4)、在环境温度、湿度小于70%条件下固化、养护6-12小时，制成混凝盐。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的氧化镁、氯化镁饱和溶液与尾矿中的氯化钠盐粒、氯化镁盐粒质量比是1.00 0.80 1.20 7. 00 15. 00 6. 00 12. 00。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的氯化镁饱和溶液比重在 1. 33 1. 35之间。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的氧化镁是活性氧化镁。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于所述的氧化镁由菱镁矿焙烧或白云石矿半焙烧或氢氧化镁、碳酸镁、碱式碳酸镁、氯化镁焙烧而成。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的浇筑是直接回填矿坑。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的浇筑是注入模具制成混凝盐砖块。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的氯化钠盐粒粒径8mm-lmm，氯化镁盐粒粒径4mm-1mm。
9.一种钾盐固体矿井回填用混凝盐，其特征在于所述的混凝盐由氧化镁、氯化镁饱和液、氯化钠盐粒、氯化镁盐粒混合而成，其质量比为1.00 0.80 1.20 1.00 15. 00 1. 00 12. 00。
10.根据权利要求9所述的钾盐固体矿井回填用混凝盐，其特征在于所述的氧化镁、氯化镁饱和溶液与尾矿中的氯化钠盐粒、氯化镁盐粒质量比是1.00 0.80 1.20 7. 00 15. 00 6. 00 12.00。
全文摘要
本发明涉及一种钾盐固体矿井回填用混凝盐及其制造方法，步骤如下1、配制氯化镁饱和溶液；2、将氧化镁、氯化镁饱和溶液与尾矿中的氯化钠盐粒、氯化镁盐粒按质量比是1.00∶0.80～1.20∶1.00～15.00∶1.00～12.00，混合搅拌均匀形成浆料；3、将浆料进行浇筑，固化成型；4、在环境温度、湿度小于70％条件下固化、养护6-12小时，制成混凝盐。本发明采用氧化镁和大量钠、镁盐尾矿制造具有一定强度的混凝盐，其制造工艺简单，成本低，氧化镁来源广泛，可最大限度的将尾矿回填到矿井里，达到了安全生产的要求，同时也解决了尾矿对周边环境植被造成的污染和堆放问题，具有良好的社会效益和经济效益。
文档编号C04B28/32GK102173724SQ201110034099
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者常成功, 张全有, 张志宏, 王继东, 程怀德, 肖学英, 董生发, 董茹, 马艳芳 申请人:中国科学院青海盐湖研究所