一种磷石膏制硫酸联产矿山充填胶凝充填方法技术

本发明专利技术公开了一种磷石膏制硫酸联产矿山充填胶凝充填方法，采用的原料包括磷石膏熟料和其他材料，磷石膏熟料和其他材料的重量比是1：4至10，所述其他材料指的是尾矿和废石；将磷石膏加热进行高温分解后产生的二氧化硫用于制取硫酸，剩余的废渣就是磷石膏熟料。本发明专利技术不仅可降低矿山充填开采成本，同时有利于减小磷石膏堆积对地表环境的污染，推动磷石膏资源化利用，避免资源浪费，保障矿井安全高效开采。保障矿井安全高效开采。

【技术实现步骤摘要】
一种磷石膏制硫酸联产矿山充填胶凝充填方法


[0001]本专利技术涉及一种磷石膏制硫酸联产矿山充填胶凝材料及充填方法，属于矿山回填


技术介绍

[0002]伴随我国经济建设的快速发展，环境保护要求亦不断提高，在各类矿山全面实施绿色开采技术已成为现阶段资源开发行业的整体需求。充填开采是实现矿山绿色开采的重要技术手段，但面临的主要问题是成本较高，近年来，国内外为解决此问题已开展广泛探索，但主要抓手还是在于充填材料，尤其是如何将自身产业所产生的尾矿渣、磷石膏、掘进废石等作为充填材料。水泥作为充填胶凝材料性能良好，但价格相对较高，许多矿山仍在寻找其替代品，如粉煤灰、超微粉等，但由于胶结体强度的影响，始终不能完全替代。找寻能够完全替代水泥而且成本适当的新材料已经成为充填开采亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，提供一种磷石膏制硫酸联产矿山充填胶凝材料，有助于提高磷石膏利用率，减小磷石膏堆积对地表环境的污染，推动磷石膏资源化利用，降低充填开采成本，保障矿山开采与周边环境保护协调发展。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：
[0005]一种磷石膏制硫酸联产矿山充填胶凝充填方法，采用的原料包括磷石膏熟料和其他材料，磷石膏熟料和其他材料的重量比是1：4至10，所述其他材料指的是尾矿和废石；将磷石膏加热进行高温分解后产生的二氧化硫用于制取硫酸，剩余的废渣就是磷石膏熟料。
[0006]前述的一种磷石膏制硫酸联产矿山充填胶凝充填方法中，所述磷石膏熟料中包含：重量比至少55％的硅酸三钙石、重量比至少37％的钙铁石、重量比至少1.5％的石膏，重量比至少0.2％的石盐，所述硅酸三钙石的化学式是O
30
Ca
18
Si6，钙铁石的化学式是Ca8Fe
4.36
Al
3.64
O
20
，石膏的化学式是Ca4S4O
24
H
16
，石盐的化学式是O
30
Ca
18
Si6。
[0007]前述的一种磷石膏制硫酸联产矿山充填胶凝充填方法中，所述尾矿包括以下重量份原料：859份P
205
、1542份MgO、3534份CaO、401份SiO2、63份Fe2O3、77份Al2O3；所述废石的粒径小于或者等于10毫米，所述废石包括以下重量份原料：632份P
205
、1394份MgO、3214份CaO、746份SiO2、149份Fe
203
、252份Al
203
。
[0008]前述的一种磷石膏制硫酸联产矿山充填胶凝充填方法中，包括下述内容：将所述原料和水混合，混合材料在200r/min～400r/min的转速下搅拌20～40min，而后通过管道输送至井下设计充填的矿房内进行分层充填。
[0009]前述的一种磷石膏制硫酸联产矿山充填胶凝充填方法中，采用下述方法进行验证：
[0010]将所述磷石膏熟料和所述其他材料分别以1：4、1：6、1：8、1：10的比例进行混合制成胶凝材料，将制成的胶凝材料和矿山尾矿混合，加水搅拌20～40min min，制得尾矿浆体；
测定尾矿浆pH值，环境温度及湿度并记录；
[0011]将充填支管敷设至待充填的实验矿房，再用封堵墙封堵实验矿房的底部进路，最后布置泌水管；
[0012]利用常规的充填方式对实验矿房进行充填；反复静置、加尾矿浆体3至5次，直至料浆停止泌水且填满试模并对每个模件做好不同的标签，控制环境温度使整个充填体置于温度为13
±
1℃，湿度为71.5
±
1.5％的标准养护室进行养护，养护时间分别为7天、14天、28天，在此期间，分别对试块的情况、模件的初凝时间以及充填站试验区温度及湿度做好记录；
[0013]养护28天后对熟料充填体取芯并检测其抗压强度，确认其抗压强度能否满足充填要求；
[0014]对岩芯捣碎均匀后用水浸泡72小时，采集水样送实验室检测pH值，确认其指标是否达到一类一般固体废物指标。
[0015]与现有技术相比，本专利技术不仅可降低矿山充填开采成本，同时有利于减小磷石膏堆积对地表环境的污染，推动磷石膏资源化利用，避免资源浪费，保障矿井安全高效开采。
具体实施方式
[0016]本专利技术的实施例1：一种磷石膏制硫酸联产矿山充填胶凝充填方法，采用的原料包括磷石膏熟料和其他材料，磷石膏熟料和其他材料的重量比是1：4至10，所述其他材料指的是尾矿和废石；将磷石膏加热进行高温分解后产生的二氧化硫用于制取硫酸，剩余的废渣就是磷石膏熟料。
[0017]其中所述磷石膏熟料中包含：重量比至少55％的硅酸三钙石、重量比至少37％的钙铁石、重量比至少1.5％的石膏，重量比至少0.2％的石盐，所述硅酸三钙石的化学式是O
30
Ca
18
Si6，钙铁石的化学式是Ca8Fe
4.36
Al
3.64
O
20
，石膏的化学式是Ca4S4O
24
H
16
，石盐的化学式是O
30
Ca
18
Si6。对磷石膏熟料所含的元素进行测定，磷石膏熟料的主量元素含量如表1所示。
[0018]Al2O3As2O3BaOCaOCoOCr2O34.880.010.28>600.010.03CuOTFe2O3K2OMgOMnONa2O0.013.010.310.610.030.16NiOP2O5PbOSiO2SnO2SO30.011.830.0220.110.014.14SrOTiO2V2O5ZnOZrO2LOI 10000.160.420.010.030.040.25
[0019]表1主量元素含量(％)
[0020]其中，所述尾砂为磷矿选矿后，产生废弃尾矿，物料组成主要为白云石、石英、碳酸镁、方解石等，所述尾矿包括以下重量份原料：859份P
205
、1542份MgO、3534份CaO、401份SiO2、63份Fe2O3、77份Al2O3；所述废石的粒径小于或者等于10毫米，所述废石的主要成分是白云石，具体包括以下重量份原料：632份P
205
、1394份MgO、3214份CaO、746份SiO2、149份Fe
203
、252份Al
203
。
[0021]充填方法具体包括下述内容：将所述原料和水混合，混合材料在200r/min～400r/
min的转速下搅拌20～40min，而后通过管道输送至井下设计充填的矿房内进行分层充填。
[0022]本充填方法的输出结果采用下述方法进行验证：
[0023]将所述磷石膏熟料和所述其他材料分别以1：4、1：6、1：8、1：10的比例进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷石膏制硫酸联产矿山充填胶凝充填方法，其特征在于，采用的原料包括磷石膏熟料和其他材料，磷石膏熟料和其他材料的重量比是1：4至10，所述其他材料指的是尾矿和废石；将磷石膏加热进行高温分解后产生的二氧化硫用于制取硫酸，剩余的废渣就是磷石膏熟料。2.根据权利要求1所述的一种磷石膏制硫酸联产矿山充填胶凝充填方法，其特征在于，所述磷石膏熟料中包含：重量比至少55％的硅酸三钙石、重量比至少37％的钙铁石、重量比至少1.5％的石膏，重量比至少0.2％的石盐，所述硅酸三钙石的化学式是O
30
Ca
18
Si6，钙铁石的化学式是Ca8Fe
4.36
Al
3.64
O
20
，石膏的化学式是Ca4S4O
24
H
16
，石盐的化学式是O
30
Ca
18
Si6。3.根据权利要求2所述的一种磷石膏制硫酸联产矿山充填胶凝充填方法，其特征在于，所述尾矿包括以下重量份原料：859份P
205
、1542份MgO、3534份CaO、401份SiO2、63份Fe2O3、77份Al2O3；所述废石的粒径小于或者等于10毫米，所述废石包括以下重量份原料：632份P
205
、1394份MgO、3214份CaO、746份SiO2、149份Fe...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗准，阮运斌，徐绍飞，欧阳伟超，向伟，宋庆旋，刘军，邓恺，罗杨，杨伟，
申请(专利权)人：瓮安大信北斗山磷矿，
类型：发明
国别省市：