[发明专利]一种适于管道输送的井下充填料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种适于管道输送的井下充填料及其制备方法，所述适于管道输送的井下充填料的制备原料包括钾盐尾盐、钾盐卤水、NaOH和CaO，其中，所述NaOH与钾盐卤水的质量比为0.8～1.2:100。所述制备方法，包括以下步骤：S1、将NaOH添加到钾盐卤水中，充分搅拌溶解后，慢速扰动10小时以上，优选为12h；S2、将氧化钙与钾盐尾盐混合后得到混合料，将所述混合料添加到所述步骤S1处理后的钾盐卤水中，搅拌均匀，得到所述适于管道输送的井下充填料。与现有技术相比，本发明方案的井下充填料的泌水率低，适于管道输送。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种适于管道输送的井下充填料及其制备方法。

背景技术

钾盐主要用于制造钾肥，钾肥是农业不可缺少的三大肥料之一。钾盐尾盐和钾盐卤水分别是钾肥矿生产后产生的固体废弃物和液体废弃物，其化学组成和物理性能均与工业盐水相似。随着钾肥矿工业的蓬勃发展，每年钾盐尾盐和钾盐卤水排放量都很大。其中，钾盐尾盐的主要化学成分为NaCl，约占96％左右；钾盐卤水主要化学成分为MgCl₂，还含有KCl、CaCl₂、NaCl和不溶物等少量杂质。如若不妥善处置，这些废弃物将会成为社会环境的沉重负担；而若能加以资源化利用，不但能解决这些问题，还能变废为宝。

目前，我国钾肥工业年产钾肥约375.9万吨，并且以每年6.14％的速度增长，而国内对钾盐尾盐和钾盐卤水的处理没有很好的解决方案，大量堆积的钾盐尾盐和钾盐卤水固液废弃物已成为制约我国钾肥工业可持续发展的瓶颈。如何有效地处理钾肥生产中产生的固液废弃物已成为我国乃至世界范围内的一个迫切需要解决的技术难题。近年来国内外各科研院所结合钾肥开采的特点，进行了钾盐尾盐和钾盐卤水充填法无废害开采综合技术研究，研究发现将钾盐尾盐和钾盐卤水按一定比例混合搅拌成充填料浆，自流或泵送到钾盐矿采空区，井下过滤后的卤水抽到地表重复利用，该方法应用消耗量大且处理成本低，可以在一定程度上实现无废害开采，对我国钾肥的综合开发具有重要意义。这种方法对于开采规模、开采范围不大，井深适合的钾肥矿山能够实现良好地应用，然而对于大规模开采钾盐矿时，由于易出现过充填材料进入井下后泌水率偏高，导致严重威胁井下工人的安全等问题，因此，仍需对该进行进一步改进。

基于此，开发一种利用钾盐尾盐和钾盐卤水作为井下充填料，保证安全生产是目前本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种泌水率低且管道输送过程中不易离析的适于管道输送的井下充填料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种适于管道输送的井下充填料，所述适于管道输送的井下充填料的制备原料包括钾盐尾盐、钾盐卤水、NaOH和CaO，其中，所述NaOH与钾盐卤水的质量比为0.8～1.2:100。

优选地，所述NaOH与钾盐卤水的质量比为1:100。

进一步地，所述CaO与钾盐尾盐的质量比为4～6:100；优选地，所述CaO与钾盐尾盐的质量比为5:100。

进一步地，所述钾盐尾盐在制备原料中的质量浓度不低于60％；优选地，所述钾盐尾盐在制备原料中的质量浓度为70％。

本发明的有益效果在于：本发明方案充分利用钾肥矿开采过程中的固液废弃物，既避免了这些废弃物对环境的污染，又能实现对其资源化充分利用，增加了经济效益；采用本发明方案的井下充填料产生的泌水率低，解决了管道输送过程中充填料离析不利于输送的问题，同时提升了井下作业过程中的安全性；本发明方案提高了钾盐的回收利用率，巧妙地控制NaOH与钾盐卤水的添加比例，使得充填料能够实现良好的固化。

本发明还包括上述适于管道输送的井下充填料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将NaOH添加到钾盐卤水中，充分搅拌溶解后，慢速扰动10小时以上，优选为12h；