[发明专利]一种泡沫磷渣材料充填矿山的方法

说明书

本发明公开了一种泡沫磷渣材料充填矿山的方法。这种充填矿山的方法包括以下步骤：1)制备料浆；2)制备泡沫；3)制备泡沫磷渣材料；4)浇筑；5)养护。本发明使用发泡剂产生泡沫，掺入黄磷渣以及少量其他活性材料，形成一种新型泡沫磷渣充填材料，一方面解决了部分矿山尾砂不足的情况，另一方面能有效提高黄磷渣的利用率，缓解环境压力，利用固废资源以降低水泥在矿山充填领域的利用率，进而降低矿山充填的成本。

技术领域

本发明涉及一种泡沫磷渣材料充填矿山的方法。

背景技术

充填采矿法是目前最为流行的采矿方法，能有效缓解采矿引起的地表坍塌、固废排放问题，并有效提高深埋矿体和矿柱的回采率。据统计，我国目前采用胶结充填法开采的地下矿山，其充填成本占采矿总成本的55％左右，而水泥费用则占70％以上，且水泥作为矿山充填胶凝材料，存在着污染大、接顶率低、成本高、现场脱水难等问题。

由于社会原因，我国部分矿山早期开采属私人承包，其财力较为薄弱，成本投入力度小，没有进行现场的开采提炼，而是将开采后的矿石直接外销，没有尾砂，矿房采空区的充填也因成本问题没有完成，最后遗留的问题是空洞多而充填料不足。

黄磷渣是生产黄磷时产生的工业副产品，年排放量巨大，近年来每年排放量达到2500多万吨，磷渣化学组成和物相结构与矿渣粉相似，具有潜在的化学活性，但目前关于磷渣资源化高效利用的研究鲜有报道，磷渣已呈大量堆放状态，对环境造成很大危害。

磷石膏是湿法生产磷酸的固体废弃物，全世界磷石膏的年产量近3亿吨，其中我国每年生产磷石膏接近7千万吨，目前的回收利用主要在硫铝酸盐水泥、加气砌块、轻质保温材料等材料制备领域，利用率仍不足25％，因此堆存仍是磷石膏的主要处理方式，至今我国的磷石膏总堆存量高达3亿吨，占用了大量宝贵的土地资源，污染了环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种泡沫磷渣材料充填矿山的方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种泡沫磷渣材料充填矿山的方法，包括以下步骤：

1)制备料浆：将黄磷渣、水泥、磷石膏、生石灰按质量比(45～55)：(15～25)：(15～25)：10在搅拌缸中预搅拌，再按0.5～0.6的水灰比加入水，继续搅拌，制成料浆；

2)制备泡沫：在泡沫制备站中，分别抽取泡沫混凝土发泡剂和水，将发泡剂和水按质量比1：(48～50)混合搅拌，制成发泡剂溶液，再通过空气压缩机催生发泡剂溶液得到泡沫；

3)制备泡沫磷渣材料：在泡沫制备站中，将料浆和泡沫按体积比(60～70)：(40～30)混合搅拌，制成泡沫磷渣材料；

4)浇筑：将泡沫磷渣材料通过管道自流输送至矿山采空区，进行浇筑；

5)养护：对浇筑完成后的泡沫磷渣材料加水养护。

步骤1)中，水泥为32.5或32.5R型普通硅酸盐水泥。

步骤1)中，搅拌缸的搅拌转速为20～40r/min，预搅拌的时间为4～6min，加入水继续搅拌的时间为8～12min。

步骤2)中，抽取泡沫混凝土发泡剂和水具体为：采用直径为18～22mm的软管抽取泡沫混凝土发泡剂，适用直径为90～110mm的软管抽取水。

步骤2)中，空气压缩机的工作压力为0.7～0.9MPa，发泡倍率为发泡剂溶液体积的18～22倍。

步骤3)中，泡沫磷渣材料的湿密度控制为550～600kg/m³。

步骤4)中，浇筑为分层浇筑，每次浇筑的泡沫磷渣材料层高为0.9～1.1m，相邻两层浇筑的间隔时间为6～8h。