专利名称：一种钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块及其制造方法
技术领域：
本发明是涉及钾盐固体矿井回填技术，尤其指一种钾盐固体矿井回填用混凝盐的制造方法。
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、镁盐尾矿的处理，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。
发明内容
本发明采用混凝盐砌块的技术方法有效地解决回填问题。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按质量比是1.00 0.80 1.20 5. 00 15. 00，置于拌料器中混合搅拌均勻，形成第一浆料；将氯化镁饱和溶液、氯化镁盐粒按质量比为质量比1.00 8.00 15. 00，置于拌料器中混合搅拌均勻，形成第二浆料；3、将第一浆料与第二浆料进行浇筑，第一浆料包覆在第二浆料表面，压制成型后固化12 M小时；4、在环境温度、湿度小于70%条件下养护，制成混凝盐砌块。按照以上步骤可制得回填用混凝盐砌块。其中，优选的氧化镁、氯化镁饱和溶液与尾矿中的氯化钠盐粒质量比是 1.00 0.80 1.20 10. 00 15. 00 ；优选的氯化镁饱和溶液、氯化镁盐粒质量比为 1. 00 10. 00 15. 00。所使用的氯化镁饱和溶液比重在1. 33 1. 35之间。氧化镁是一种活性氧化镁，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。压制成型的过程是将第二浆料在制块机上压制成型，形成内芯，然后在制砖机上将第一浆料包裹其外，形成外层；也可以将第一浆料在制砖机上压制成空心体的外层，在空心体中注入第二浆料，形成内芯，压实，然后用第一浆料封盖。要求氯化钠盐粒粒径范围在8mm-lmm，氯化镁盐粒粒径范围在4mm-lmm，效果更好。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砌块这种成品混凝盐砌块由外层和内芯构成，外层包括氧化镁、氯化镁饱和液、氯化钠盐粒按质量比为1.00 0.80 1.20 5. 00 15. 00制成，内芯包括由氯化镁饱和溶液、 氯化镁盐粒按质量比为1.00 8. 00 15. 00制成。其中，优选外层的氧化镁、氯化镁饱和溶液、氯化钠盐粒质量比为1.00 0.80 1.20 10. 00 15.00 ；优选内芯的氯化镁饱和溶液、氯化镁盐粒质量比为1.00 10. 00 15. 00。外层尺寸为600 X 300 X 300mm，其中壁厚30_40mm之间本发明的有益效果是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保的要求，具有良好的社会效益和经济效益。
图1是混凝盐砌块制造工艺流程图。
图2是混凝盐砌块结构示意图。图3是图2的主视图。
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如图1所示，这种钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块制造方法，包括，取菱镁矿焙烧的轻烧粉(主要含量是活性氧化镁)10.00kg、氯化镁饱和溶液(采用氯化镁水合物配制成饱和溶液，比重为1.33) 12. 00kg、氯化钠盐粒50. 00kg，其盐粒粒径为8mm，然后溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成第一浆料，同时参照图2、图3，用浆料注入规格为 600X300X300mm中空模具中制作混凝盐砌块的外层1，浇筑压制得到壁2的厚度是30mm 的中空的外层1 ；再取氯化镁盐粒10. 00kg，其盐粒粒径为8mm，氯化镁饱和液1. 25kg拌合成第二浆料，将第二浆料注入外层空心中，形成内芯3，压实后用第一浆料封盖压实成型，即制得尚未完成稳定的混凝盐砌块，脱模后在环境温度下，空气湿度小于70%条件下养护12 小时，制成混凝盐砌块成品。经测定其主要技术指标如下密度等级2000kg/m3，抗压强度平均值35MPa，单块最小值30MPa，干燥收缩率0. 3mm/m,碳化系数0· 94，软化系数0.87。该混凝盐砌块硬度、强度均达到回填标准，可以有效地把尾矿回填到矿坑中，达到清洁、环保的目的，具有良好的社会效益和经济效益下面将通过多个实施例，采用不同配比制成第一浆料和第二浆料，同样可以达到本发明目的。实施例2
4
本实施例这种钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块制造方法，取菱镁矿焙烧的轻烧粉 (主要含量是活性氧化镁)10.00kg、氯化镁饱和溶液(采用氯化镁水合物配制饱和溶液，比重为1. 35)8. 00kg、氯化钠盐粒150. 00kg，其盐粒粒径为5mm，然后溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成第一浆料后注入规格为600 X 300 X 300mm中空模具中，壁2的厚度是30mm 压制成型，取氯化镁盐粒120. OOkg,其盐粒粒径为5mm，氯化镁饱和液8. OOkg拌合成第二浆料后注入空心中，压实后用第一浆料封盖压实成型，脱模后在环境温度下，空气湿度小于 70%条件下养护M小时，成为混凝盐砌块，混凝盐砌块结构如图2、图3所示，包括外层1和内芯3 (下面各实施例与之相同)。经测定其主要技术指标如下密度等级1380kg/m3，抗压强度平均值3. 90MPa,单块最小值3. 50MPa,干燥收缩率0. 45mm/m,碳化系数0· 86，软化系数0. 78。实施例3一种钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块制造方法，取白云石矿半焙烧的苛性白云石粉(主要成份是活性氧化镁)10. OOkg、氯化镁饱和溶液(采用氯化镁水合物配制饱和溶液，比重为1.33) 12. 00kg、氯化钠盐粒50. 00kg，其盐粒粒径为5mm，然后溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成第一浆料，取氯化镁盐粒10. 00kg，其盐粒粒径为5mm，氯化镁饱和液1.25kg拌合成第二浆料后注入520X220X220模具中压制成型，取出后放入规格为 600 X 300 X 300mm模具中用第一浆料包裹，第一浆料制成的外层壁厚40mm，压制成型，脱模后在环境温度下，空气湿度小于70%条件下养护12小时，成为混凝盐砌块。经测定其主要技术指标如下密度等级2100kg/m3，抗压强度平均值37. OOMPa,单块最小值32. OOMPa,干燥收缩率0.32mm/m,碳化系数0· 92，软化系数0.85。实施例4一种钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块制造方法，取白云石矿半焙烧的苛性白云石粉(主要成分是活性氧化镁)10.00kg、氯化镁饱和溶液(采用氯化镁水合物配制成的饱和溶液，，比重为1. 35)8. 00kg、氯化钠盐粒150. 00kg，其盐粒粒径为2mm，然后溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成第一浆料，取氯化镁盐粒120. 00kg，其盐粒粒径为2mm，氯化镁饱和液8. OOkg拌合成第二浆料后注入520X220X220模具中压制成型，取出后放入规格为 600 X 300 X 300mm模具中用第一浆料包裹，压制成型，同样，外层壁厚为40mm，脱模后在环境温度下，空气湿度小于70%条件下养护12小时，成为混凝盐砌块。经测定其主要技术指标如下密度等级1390kg/m3，抗压强度平均值4. IMPa,单块最小值3. 60MPa,
干燥收缩率0. 42mm/m,碳化系数0· 88，软化系数0. 79。实施例5一种钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块制造方法，取氢氧化镁(也可用碳酸镁、碱式碳酸镁、氯化镁)焙烧的主要成分为活性氧化镁10.00kg、氯化镁饱和溶液(采用氯化镁水合物配制成的饱和溶液，比重为1. 34)8. 00kg、氯化钠盐粒150. 00kg、其盐粒粒径为8mm， 然后溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成第一浆料后注入规格为600X300X300mm中空模具中，壁厚大于30mm压制成型，取氯化镁盐粒120. 00kg，其盐粒粒径为8mm，氯化镁饱和液8. OOkg拌合成第二浆料后注入空心中，压实后用第一浆料封盖压实成型，脱模后在环境温度下，空气湿度小于70%条件下养护12小时，成为混凝盐砌块。经测定其主要技术指标如下密度等级1400kg/m3，抗压强度平均值4. 4MPa，单块最小值4. OMPa,干燥收缩率0.31mm/m,碳化系数0· 85，软化系数0.81。实施例6一种钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块制造方法，取碳酸镁焙烧的主要成分为活性氧化镁10.00kg、氯化镁饱和溶液(采用氯化镁水合物配制成的饱和溶液，比重为 1. 34)8. 00kg、氯化钠盐粒150. 00kg、其盐粒粒径为8mm，然后溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成第一浆料后注入规格为600 X 300 X 300mm中空模具中，壁厚大于30mm压制成型， 取氯化镁盐粒120. OOkg,其盐粒粒径为8mm，氯化镁饱和液8. OOkg拌合成第二浆料后注入空心中，压实后用第一浆料封盖压实成型，脱模后在环境温度下，空气湿度小于70%条件下养护12小时，成为混凝盐砌块。经测定其主要技术指标如下密度等级1380kg/m3，抗压强度平均值4. 3MPa，单块最小值4. OMPa,干燥收缩率0.31mm/m，碳化系数0. 84，软化系数0.80。实施例7—种钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块制造方法，取碱式碳酸镁焙烧的主要成分为活性氧化镁10. 00kg、氯化镁饱和溶液(采用氯化镁水合物配制成的饱和溶液，比重为 1. 34)8. 00kg、氯化钠盐粒150. 00kg、其盐粒粒径为5mm，然后溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成第一浆料后注入规格为600 X 300 X 300mm中空模具中，壁厚大于30mm压制成型， 取氯化镁盐粒120. OOkg,其盐粒粒径为5mm，氯化镁饱和液8. OOkg拌合成第二浆料后注入空心中，压实后用第一浆料封盖压实成型，脱模后在环境温度下，空气湿度小于70%条件下养护12小时，成为混凝盐砌块。
经测定其主要技术指标如下密度等级1380kg/m3，抗压强度平均值4. 3MPa，单块最小值3. 9MPa，干燥收缩率0. 30mm/m,碳化系数0· 84，软化系数0. 79。实施例8一种钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块制造方法，取氯化镁焙烧的主要成分为活性氧化镁10.00kg、氯化镁饱和溶液(采用氯化镁水合物配制成的饱和溶液，比重为 1. 34)8. 00kg、氯化钠盐粒150. 00kg、其盐粒粒径为1mm，然后溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成第一浆料后注入规格为600 X 300 X 300mm中空模具中，壁厚大于30mm压制成型， 取氯化镁盐粒120. OOkg,其盐粒粒径为1mm，氯化镁饱和液8. OOkg拌合成第二浆料后注入空心中，压实后用第一浆料封盖压实成型，脱模后在环境温度下，空气湿度小于70%条件下养护12小时，成为混凝盐砌块。经测定其主要技术指标如下密度等级1410kg/m3，抗压强度平均值4. 5MPa，单块最小值4. IMPa,干燥收缩率0.33mm/m,碳化系数0· 86，软化系数0.82。实施例9如图1所示，这种钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块制造方法，包括，取菱镁矿焙烧的轻烧粉(主要含量是活性氧化镁)10.00kg、氯化镁饱和溶液(采用氯化镁水合物配制成饱和溶液，比重为1.33) 12. 00kg、氯化钠盐粒100. 00kg，其盐粒粒径为1mm，然后溶液和物料在拌料器中搅拌均勻，制成第一浆料，同时参照图2、图3，用浆料注入规格为 600X300X300mm中空模具中制作混凝盐砌块的外层1，浇筑压制得到壁2的厚度是30mm 的中空的外层1 ；再取氯化镁盐粒12. 50kg，其盐粒粒径为1mm，氯化镁饱和液1. 25kg拌合成第二浆料，将第二浆料注入外层空心中，形成内芯3，压实后用第一浆料封盖压实成型，即制得尚未完成稳定的混凝盐砌块，脱模后在环境温度下，空气湿度小于70%条件下养护12 小时，制成混凝盐砌块成品。经测定其主要技术指标如下密度等级1550kg/m3，抗压强度平均值9. 7MPa，单块最小值9. OMPa,干燥收缩率0. 41mm/m,碳化系数0· 87，软化系数0. 82。由以上各实施例可以看出，使用不同成分比例制成的混凝盐砌块内外层，可以更大程度地把尾矿收集、固化并回填，更重要的是这些混凝盐砌块的抗压强度等各项指标均达到回填要求。达到解决污染和堆放问题，实现了清洁生产和环保的要求，具有良好的社会效益和经济效益。
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按质量比是1.00 0.80 1.20 5. 00 15. 00，置于拌料器中混合搅拌均勻，形成第一浆料；将氯化镁饱和溶液、氯化镁盐粒按质量比为1. 00 8. 00 15. 00，置于拌料器中混合搅拌均勻，形成第二浆料；(3)、将第一浆料与第二浆料进行浇筑，第一浆料包覆在第二浆料表面，压制成型后固化12 24小时；(4)、在环境温度、湿度小于70%条件下养护，制成混凝盐砌块。
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质量比是1.00 0.80 1.20 10. 00 15. 00 ；所述的氯化镁饱和溶液、氯化镁盐粒质量比为1. 00 10. 00 15. 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；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。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的压制成型是将第二浆料在制块机上压制成型，形成内芯(3)，然后在制砖机上将第一浆料包裹其外，形成外层(1)。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的压制成型是将第一浆料在制砖机上压制成空心体的外层(1)，在空心体中注入第二浆料，形成内芯(3)，压实，然后用第一浆料封盖。
7.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小于 8mm-lmm,氯化镁盐粒粒径小于4mm-lmm。
8.—种钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块，其特征在于所述的混凝盐砌块由外层(1)和内芯(3)构成，外层(1)是由氧化镁、氯化镁饱和液、氯化钠盐粒按质量比为 1.00 0.80 1.20 5. 00 15. 00制成中空体，内芯(3)填充于外层的中空部分，内芯 (3)由氯化镁饱和溶液、氯化镁盐粒按质量比为1. 00 8. 00 15. 00制成。
9.根据权利要去8所述的钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块，其特征在于所述外层的氧化镁、氯化镁饱和溶液、氯化钠盐粒质量比为1. 00 0. 80 1. 20 10. 00 15. 00 ；所述内芯的氯化镁饱和溶液、氯化镁盐粒质量比为1. 00 10. 00 15. 00。
10.根据权利要求9所述的钾盐固体矿井回填用混凝盐砌块，其特征在于所述的外层 (1)尺寸为 600 X 300 X 300mm，其中壁(2)厚 30mm-40mm 之间。
全文摘要
本发明是涉及钾盐固体矿井回填技术，尤其是一种钾盐固体矿井回填用混凝盐的制造方法，包括如下步骤将氧化镁、氯化镁饱和溶液与尾矿中的氯化钠盐粒按质量比是1.00∶0.80～1.20∶5.00～15.00，混合搅拌均匀形成第一浆料；同时将氯化镁饱和溶液、氯化镁盐粒按质量比为质量比1.00∶8.00～15.00，混合搅拌均匀形成第二浆料；最后将第一浆料与第二浆料进行浇筑，压制成型后固化12～24小时；在环境温度、湿度小于70％条件下养护，制成混凝盐砌块，混凝盐砌块结构包括外层(1)和内芯(3)。本发明制造工艺简单，成本低，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保的要求，具有良好的社会效益和经济效益。
文档编号C04B28/32GK102173725SQ201110034109
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