способ закладки шлама
Классы МПК: | E21F15/00 Способы и устройства для закладки выработанного пространства |
Автор(ы): | Борзаковский Борис Александрович (RU), Генкин Михаил Владимирович (RU), Русаков Михаил Ильич (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Уральский научно-исследовательский и проектный институт галургии" (ОАО "Галургия") (RU), Открытое акционерное общество "Объединенная химическая компания "УРАЛХИМ" (ОАО "ОХК "УРАЛХИМ") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2011-03-21 публикация патента:
20.08.2012 |
Изобретение относится к горной промышленности и обеспечивает возможность оставлять в закладываемой камере в твердом виде и твердую и жидкую части шлама. Способ закладки шлама включает приготовление закладочной смеси из шлама, образующегося при производстве хлористого калия. Затем возведение закладочных перемычек, подачу закладочной смеси в отработанные камеры и их закладку. В шлам в качестве связующего добавляют обезвоженный хлористый кальций, массу которого определяют по формуле: CaCl2=0,57V в, где Vв - масса воды в шламе, т. Изобретение позволяет оставлять в закладываемой камере в твердом виде и твердую и жидкую части шлама, смесь может транспортироваться на большие расстояния, что позволяет осуществить более полную закладку в рудник всех шламов, образующихся при обогащении. 1 ил.
Формула изобретения
Способ закладки шлама, включающий приготовление закладочной смеси из шлама, образующегося при производстве хлористого калия, возведение закладочных перемычек, подачу закладочной смеси в отработанные камеры и их закладку, отличающийся тем, что в шлам в качестве связующего добавляют обезвоженный хлористый кальций, массу которого определяют по формуле:
CaCl2 =0,57Vв,
где Vв - масса воды в шламе, т.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при размещении в выработанном пространстве отходов обогащения калийной промышленности, в частности шлама, образующегося при производстве хлористого калия.
Известен способ закладки шлама, состоящий в том, что закладку производят твердеющей закладочной смесью, состоящей по массе из 1% магнезиального цемента, 70% солеотходов, 7% рассола, содержащего 280 г/л MgCl2 и 16,7% шлама, образующегося при производстве хлористого калия, т.е. шлам входит в состав твердеющей закладки. (Опытно-промышленные испытания новой технологии закладки выработанного пространства на калийном руднике / М.Н.Дедюкин, Г.И.Кравченко, А.Б.Кондратов, И.Г.Полетаев // Горный журнал. - 1982. - № . - С.27-30).
Недостатком способа является то, что он позволяет размещать только небольшие объемы шлама из-за малого объемного содержания шлама в закладочной смеси и небольшого использования площади шахтного поля, на которое можно осуществить транспортирование закладочной смеси и ввиду больших удельных потерь напора при гидротранспорте смеси.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ послойной закладки глинисто-солевых шламов и солеотходов в одну камеру, в котором возводят закладочные перемычки по концам камер, первоначально заполняют закладочную камеру глинисто-солевыми шламами и подают солевую пульпу в камеру после отстаивания шламов и осветления рассола до полного заполнения камеры солеотходами, при этом массу твердой части шламовой пульпы, подаваемой в камеру, определяют по формуле (Способ послойной закладки глинисто-солевых шламов и солеотходов в одну камеру. МПК Е21F 15/00 / Решение о выдаче патента по заявке № 2009132401 от 01.09.2010 г.). Способ позволяет закладывать шлам на всей площади шахтного поля, где производятся закладочные работы.
Недостаток способа состоит в том, что в камере остается в основном твердая часть шлама, а жидкая выдавливается и ее необходимо удалять в поверхностные рассолосборники.
При взаимодействии с жидкой частью шлама, представленной насыщенным раствором CaCl, NaCl, KCl, MgCl2, обезвоженный хлористый кальций образует кристаллогидраты СаСl26Н2 O и СаСl24Н2О, которые связывают твердую часть шлама, образуя прочный закладочный массив.
Технический результат состоит в возможности оставлять в закладываемой камере в твердом виде и твердую и жидкую части шлама путем добавления в шлам обезвоженного хлористого кальция.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе закладки шлама, включающем приготовление закладочной смеси из шлама, образующегося при производстве хлористого калия, возведение закладочных перемычек, подачу закладочной смеси в отработанные камеры и их закладку, в шлам в качестве связующего добавляют обезвоженный хлористый кальций, массу которого определяют по формуле:
CaCl2=0,57Vв,
где V в - масса воды в шламе.
Сущность способа поясняется чертежом, на котором представлена общая схема закладки шлама в выработанное пространство рудника.
На чертеже обозначены: 1 - сгуститель; 2 - мешалка; 3 - бункер; 4 - штабель; 5 - насос; 6 - ствол; 7 - трубопровод; 8 - закладываемая камера; 9 - перемычка.
Способ осуществляется следующим образом.
Шлам, образующийся при производстве хлористого калия, из сгустителя 1 подают в мешалку 2, в которую из бункера 3 подают обезвоженный хлористый кальций штабелем 4 (фиг.1). В мешалке хлористый кальций растворяется в жидкой части шлама. При растворении хлористого кальция температура смеси повышается до 50-70°, в зависимости от содержания жидкой фазы, т.е. получается текучая закладочная смесь.
Масса хлористого кальция, добавляемого в шлам, зависит от массы воды, содержащейся в шламе.
Массу воды в шламе Vв определяют по формуле:
где Qш - выход шлама из сгустителя, т;
0,67 - массовое содержание воды в жидкой фазе;
Ж - массовое содержание жидкой фазы в шламе;
Т - массовое содержание твердой фазы в шламе.
Массу хлористого кальция, добавляемого в рассчитанное количество шлама с определенным содержанием воды, рассчитывают по формуле:
CaCl2=0,57Vв, т.
При массе хлористого кальция меньшей, чем в соотношении, не происходит процесса твердения закладки. При увеличении расхода CaCl 2 больше рассчитанного процесс затвердевания происходит, однако избыточная масса СаСl2 не расходуется, что ухудшает экономические показатели способа.
Образовавшуюся смесь насосом 5 подают к стволу 6, далее смесь по трубопроводу 7 подают в закладываемую камеру 8.
В камере смесь охлаждается, при этом образуются твердые кристаллогидраты СаСl 2·6Н2О и CaCl2·4H2 O, которые связывают твердую часть шлама, и получается твердый закладочный массив.
Закладочную смесь в камере удерживают перемычками 9.
Пример конкретного исполнения приведен для условий калийных рудников Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей.
Пример 1. Часовой выход шлама из сгустителя (Qч.ш) составляет Q ч.ш=60 т/ч, массовое отношение Ж:Т в шламах 2:1. Тогда часовой выход воды составит:
где Qш - выход шлама из сгустителя, т.
При этом часовая подача CaCl 2 в мешалку должна быть не менее:
СаСl 2ч=0,57Vч.в=0,57×26,8=15,3 т/ч,
где Vч.в - часовой выход воды, т/ч.
Пример 2
Часовой выход шлама из сгустителя составляет Qч.ш=60 т/ч, массовое отношение Ж:Т в шламах 2:1.
Тогда при расходе хлористого кальция 14,5 т/ч (удельный расход 14,5:26,8=0,54) не произойдет отверждения глинисто-солевого шлама из-за недостатка CaCl2.
Пример 3
В условиях примера 1 при расходе хлористого кальция, равном 16,5 т/ч, удельный расход составит: 16,5:26,8=0,615.
Процесс затвердевания происходит, однако избыточная масса 1,2 т CaCl2 остается в затвердевшем массиве, что экономически не выгодно.
Преимущества предлагаемого способа состоят в том, что шлам полностью переходит в твердое состояние и возврат рассола из рудника исключается, кроме этого смесь шлама с хлористым кальцием может транспортироваться на большие расстояния, что позволит закладывать в рудник все шламы, образующиеся при обогащении.
Класс E21F15/00 Способы и устройства для закладки выработанного пространства