胶凝固化材料制备方法及用其综合利用氯化镁尾液的方法技术领域
本发明胶凝固化材料制备方法及用其综合利用氯化镁尾液的方法，属于氯化镁尾
液胶凝固化技术领域，主要用于采空区充填、井巷支护材料构筑及建材制造等氯化镁尾液
综合利用时的胶凝固化。
背景技术
世界钾资源丰富，90％以上为海相盐类沉积矿床，主要有钾石盐矿和光卤石矿。老
挝的钾资源以光卤石矿为主、钾石盐次之，用光卤石矿生产钾肥的过程中会产生大量的氯
化钠尾盐和氯化镁尾液，其中氯化钠尾盐约为KCL产品的2～3倍，氯化镁尾液约为KCL产品
的5～7倍。由于老挝每年有大约5个月的雨季，氯化钠尾盐若采用地面堆放的方式进行处
理，降雨量会大量溶解氯化钠尾盐而污染生态环境；氯化镁尾液地面堆放只有采用罐存或
蒸发卤液生成镁片后仓存，罐存量太大、蒸发成本很高且会产生酸雾。因此，需要通过综合
利用的途径处理氯化钠尾盐和氯化镁尾液，或进行采空区充填，或构筑井巷支护材料，或制
造建筑材料等，其中的关键环节是氯化镁尾液的胶凝固化。目前氯化镁尾液的胶凝固化技
术水平，胶凝剂多采用生石灰(CaO)、氧化镁(MgO)、天然白云石矿煅烧后的氧化钙和氧化镁
混合物，氧化钙与氧化镁两者比较，氧化镁应用时的胶凝固化体强度高，承压效果好，主要
缺陷是老挝工业基础较差，当地几乎没有氧化镁轻烧粉原料，需要从中国进口或高温煅烧
白云石生成，价格贵、成本高；胶凝固化体强度方面，采空区充填时的强度要求在0.5～5MPa
左右，构筑井巷支护材料的强度要求大多在5MPa以上，制造建材时的强度要求大多在10MPa
以上，目前氯化镁尾液的胶凝固化技术水平尚未根据不同的用途和目的，进行深入的研究
和细化。
发明内容
本发明克服现有技术存在的氯化镁尾液胶凝固化成本高、强度低、综合利用范围
局限等不足，所要解决的技术问题为提供一种胶凝固化材料制备方法及用其综合利用氯化
镁尾液的方法，降低氯化镁尾液胶凝固化与综合利用成本，减缓氯化镁尾液处置压力，实现
氯化镁尾液低成本、稳定、高效、绿色环保的胶凝固化与综合利用。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：胶凝固化材料制备方法，按下
述步骤进行：
第一步，石灰乳沉淀剂制备：用水和石灰按照水与氧化钙的质量之比为3～4:1的
组成配制石灰乳液，搅拌器搅匀，待氧化钙与水反应完全后，即为石灰乳沉淀剂；
第二步，母液量取：量取氯化镁饱和母液，量取标准为：所述第一步中制得的石灰
乳沉淀剂与氯化镁饱和母液发生化学反应过程中，参加反应的氯化镁量占氯化镁饱和母液
中全部氯化镁量的70％～80％；
第三步，搅拌沉降：将第一步制得的石灰乳沉淀剂，加入到第二步量取的氯化镁饱
和母液中，加料时间为5-15min，然后用搅拌器搅拌40-60min，搅拌结束后，通过沉降浓密设
备沉降20-40min；
第四步，固液分离：利用过滤设备对第三步中反应后的料浆进行固液分离，得到湿
料固体；
第五步，烘干脱水：将第四步中得到的湿料固体通过烘干设备，干燥脱除母液及水
分；
第六步，研磨制造：将第五步中得到的固体研磨到≤100目，至此，胶凝固化材料制
备完成。
所述第一步中，待氧化钙与水反应完全后，加入氯化钙，所述氯化钙与氧化钙的质
量之比为：1:2～3。
用制得的胶凝固化材料综合利用氯化镁尾液的方法，按以下步骤进行：
第一步，量取氯化镁饱和尾液，盛入大研钵中，称取胶凝固化材料，在5-15min内加
入氯化镁饱和尾液中，边加边搅拌研磨，氯化镁饱和尾液和胶凝固化材料的质量之比为：1:
0.5-1.5；
第二步，加入水，所述氯化镁饱和尾液和胶凝固化材料的质量之和与水的质量之
比为1:0-0.15，然后搅拌、研磨10-30min，制作成净浆；
第三步，取第二步中制得的净浆进行采空区充填，或构筑井巷支护材料。
用制得的胶凝固化材料综合利用氯化镁尾液的另一种方法，按以下步骤进行：
第一步，量取氯化镁饱和尾液，盛入大研钵中，称取胶凝固化材料，在5-15min内加
入氯化镁饱和尾液中，边加边搅拌研磨，氯化镁饱和尾液和胶凝固化材料的质量之比为：1:
0.5-1.5；
第二步，加入水，所述氯化镁饱和尾液和胶凝固化材料的质量之和与水的质量之
比为1:0-0.15，然后搅拌、研磨10-30min，制作成净浆；
第三步，取氯化钠尾盐和第二步中制得的净浆，所述氯化钠尾盐和净浆的质量之
比为：1:0.5-1.5，搅拌10-15min混合均匀，制作成盐浆；
第四步，取第三步中制得的盐浆，进行采空区充填，或构筑井巷支护材料，或制造
建材。
用制得的胶凝固化材料综合利用氯化镁尾液的第三种方法，按以下步骤进行：
第一步，量取氯化镁饱和尾液，盛入大研钵中，称取胶凝固化材料，在5-15min内加
入氯化镁饱和尾液中，边加边搅拌研磨，氯化镁饱和尾液和胶凝固化材料的质量之比为：1:
0.5-1.5；
第二步，加入水，所述氯化镁饱和尾液和胶凝固化材料的质量之和与水的质量之
比为1:0-0.15，然后搅拌、研磨10-30min，制作成净浆；
第三步，取细砂及第二步中制得的净浆，所述细砂和净浆的质量之比为：1:0.5-
1.5，搅拌10-15min混合均匀，制作成砂浆；
第四步，取第三步中制得的砂浆，进行采空区充填，或构筑井巷支护材料，或制造
建材。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
1、本发明解决了氯化镁尾液低成本、稳定、高效、绿色环保的胶凝固化，有力支持
和拓展了氯化镁尾液的综合利用。
2、本发明利用氯化镁尾液制备新型的胶凝固化材料，与采用氧化镁作为胶凝固化
材料相比，减少了高温煅烧生成MgO的工艺环节，降低了氯化镁尾液胶凝固化与综合利用成
本。
3、本发明中胶凝固化材料的制作工艺简单、储存稳定可靠、生产成本低，可以保障
氯化镁尾液稳定、高效胶凝固化与综合利用。
4、本发明利用氯化镁尾液制作胶凝固化新材料，可以处理氯化镁尾液，且实现了
制作过程绿色环保，减缓了氯化镁尾液处置压力。
5、本发明根据采空区充填、井巷支护材料构筑和建材制造的不同需求，利用新型
胶凝固化材料对氯化镁尾液进行胶凝固化，同时也可添加氯化钠尾盐、细砂等材料制作不
同强度的净浆固化体(抗压强度8.45MPa)、盐浆固化体(抗压强度5.10～28.02MPa)和砂浆
固化体(抗压强度5.44～22.70MPa)等，抗压强度较高，承载能力强。在采空区充填的基础
上，将氯化镁尾液胶凝固化拓展应用到井巷支护材料构筑、建材制造等领域，全部处理氯化
钠尾盐和氯化镁尾液、减缓生态环境保护压力，实现氯化镁尾液低成本、稳定、高效、绿色环
保的胶凝固化与综合利用。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1为胶凝固化材料制备的流程图。
图2为用胶凝固化材料综合利用氯化镁尾液的流程图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，本发明胶凝固化材料制备方法，按下述步骤进行：
第一步，石灰乳沉淀剂制备：用水和石灰按照水与氧化钙的质量之比为3:1的组成
配制石灰乳液，搅拌器搅匀，待氧化钙与水反应完全后，即为石灰乳沉淀剂；
第二步，母液量取：量取氯化镁饱和母液，量取标准为：所述第一步中制得的石灰
乳沉淀剂与氯化镁饱和母液发生化学反应过程中，参加反应的氯化镁量占氯化镁饱和母液
中全部氯化镁量的70％；
第三步，搅拌沉降：将第一步制得的石灰乳沉淀剂，加入到第二步量取的氯化镁饱
和母液中，加料时间为5min，然后用搅拌器搅拌40min，搅拌结束后，通过沉降浓密设备沉降
20min；
第四步，固液分离：利用过滤设备对第三步中反应后的料浆进行固液分离，得到湿
料固体；
第五步，烘干脱水：将第四步中得到的湿料固体通过烘干设备，干燥脱除母液及水
分；
第六步，研磨制造：将第五步中得到的固体研磨到≤100目，至此，胶凝固化材料制
备完成。
所述第一步中，待氧化钙与水反应完全后，加入氯化钙，所述氯化钙与氧化钙的质
量之比为：1:2。
实施例二
如图1所示，本发明胶凝固化材料制备方法，按下述步骤进行：
第一步，石灰乳沉淀剂制备：用水和石灰按照水与氧化钙的质量之比为4:1的组成
配制石灰乳液，搅拌器搅匀，待氧化钙与水反应完全后，即为石灰乳沉淀剂；
第二步，母液量取：量取氯化镁饱和母液，量取标准为：所述第一步中制得的石灰
乳沉淀剂与氯化镁饱和母液发生化学反应过程中，参加反应的氯化镁量占氯化镁饱和母液
中全部氯化镁量的80％；
第三步，搅拌沉降：将第一步制得的石灰乳沉淀剂，加入到第二步量取的氯化镁饱
和母液中，加料时间为15min，然后用搅拌器搅拌60min，搅拌结束后，通过沉降浓密设备沉
降40min；
第四步，固液分离：利用过滤设备对第三步中反应后的料浆进行固液分离，得到湿
料固体；
第五步，烘干脱水：将第四步中得到的湿料固体通过烘干设备，干燥脱除母液及水
分；
第六步，研磨制造：将第五步中得到的固体研磨到≤100目，至此，胶凝固化材料制
备完成。
所述第一步中，待氧化钙与水反应完全后，加入氯化钙，所述氯化钙与氧化钙的质
量之比为：1:3。
实施例三
如图1所示，本发明胶凝固化材料制备方法，按下述步骤进行：
第一步，石灰乳沉淀剂制备：用水和石灰按照水与氧化钙的质量之比为3.5:1的组
成配制石灰乳液，搅拌器搅匀，待氧化钙与水反应完全后，即为石灰乳沉淀剂；
第二步，母液量取：量取氯化镁饱和母液，量取标准为：所述第一步中制得的石灰
乳沉淀剂与氯化镁饱和母液发生化学反应过程中，参加反应的氯化镁量占氯化镁饱和母液
中全部氯化镁量的75％；
第三步，搅拌沉降：将第一步制得的石灰乳沉淀剂，加入到第二步量取的氯化镁饱
和母液中，加料时间为10min，然后用搅拌器搅拌50min，搅拌结束后，通过沉降浓密设备沉
降30min；
第四步，固液分离：利用过滤设备对第三步中反应后的料浆进行固液分离，得到湿
料固体；
第五步，烘干脱水：将第四步中得到的湿料固体通过烘干设备，干燥脱除母液及水
分；
第六步，研磨制造：将第五步中得到的固体研磨到≤100目，至此，胶凝固化材料制
备完成。
所述第一步中，待氧化钙与水反应完全后，加入氯化钙，所述氯化钙与氧化钙的质
量之比为：1:2.5。
实施例四
如图2所示，本发明用胶凝固化材料综合利用氯化镁尾液的方法，按以下步骤进
行：
第一步，量取氯化镁饱和尾液，盛入大研钵中，称取胶凝固化材料，在5min内加入
氯化镁饱和尾液中，边加边搅拌研磨，氯化镁饱和尾液和胶凝固化材料的质量之比为：1:
0.5；
第二步，搅拌、研磨10min，制作成净浆；
第三步，取第二步中制得的净浆进行采空区充填，或构筑井巷支护材料。
另一种情况，上述第二步后，还可进行下述第三步、第四步。
第三步，取氯化钠尾盐和第二步中制得的净浆，所述氯化钠尾盐和净浆的质量之
比为：1:1.5，搅拌15min混合均匀，制作成盐浆；
第四步，取第三步中制得的盐浆，进行采空区充填，或构筑井巷支护材料，或制造
建材。
再一种情况，上述第二步后，还可进行下述第三步、第四步。
第三步，取细砂及第二步中制得的净浆，所述细砂和净浆的质量之比为：1:1.5，搅
拌15min混合均匀，制作成砂浆；
第四步，取第三步中制得的砂浆，进行采空区充填，或构筑井巷支护材料，或制造
建材。
实施例五
如图2所示，本发明用胶凝固化材料综合利用氯化镁尾液的方法，按以下步骤进
行：
第一步，量取氯化镁饱和尾液，盛入大研钵中，称取胶凝固化材料，在15min内加入
氯化镁饱和尾液中，边加边搅拌研磨，氯化镁饱和尾液和胶凝固化材料的质量之比为：1:
1.5；
第二步，加入水，所述氯化镁饱和尾液和胶凝固化材料的质量之和与水的质量之
比为1:0.15，然后搅拌、研磨30min，制作成净浆；
第三步，取第二步中制得的净浆进行采空区充填，或构筑井巷支护材料。
另一种情况，上述第二步后，还可进行下述第三步、第四步。
第三步，取氯化钠尾盐和第二步中制得的净浆，所述氯化钠尾盐和净浆的质量之
比为：1:1.5，搅拌15min混合均匀，制作成盐浆；
第四步，取第三步中制得的盐浆，进行采空区充填，或构筑井巷支护材料，或制造
建材。
再一种情况，上述第二步后，还可进行下述第三步、第四步。
第三步，取细砂及第二步中制得的净浆，所述细砂和净浆的质量之比为：1:1.5，搅
拌10-15min混合均匀，制作成砂浆；
第四步，取第三步中制得的砂浆，进行采空区充填，或构筑井巷支护材料，或制造
建材。
实施例六
如图2所示，本发明用胶凝固化材料综合利用氯化镁尾液的方法，按以下步骤进
行：
第一步，量取氯化镁饱和尾液，盛入大研钵中，称取胶凝固化材料，在12min内加入
氯化镁饱和尾液中，边加边搅拌研磨，氯化镁饱和尾液和胶凝固化材料的质量之比为：1:1；
第二步，加入水，所述氯化镁饱和尾液和胶凝固化材料的质量之和与水的质量之
比为1:0.1，然后搅拌、研磨20min，制作成净浆；
第三步，取第二步中制得的净浆进行采空区充填，或构筑井巷支护材料。
另一种情况，上述第二步后，还可进行下述第三步、第四步。
第三步，取氯化钠尾盐和第二步中制得的净浆，所述氯化钠尾盐和净浆的质量之
比为：1:1，搅拌12min混合均匀，制作成盐浆；
第四步，取第三步中制得的盐浆，进行采空区充填，或构筑井巷支护材料，或制造
建材。
再一种情况，上述第二步后，还可进行下述第三步、第四步。
第三步，取细砂及第二步中制得的净浆，所述细砂和净浆的质量之比为：1:1，搅拌
12min混合均匀，制作成砂浆；
第四步，取第三步中制得的砂浆，进行采空区充填，或构筑井巷支护材料，或制造
建材。
上述净浆、盐浆和砂浆的强度检测如下：
分别取部分净浆、盐浆和砂浆，分别注到100ml的模盒中，振动排气，注满后刮平，
然后放置固化，观察固化情况，固化后脱模，模块在室内常温放置，观察变化及硬度、裂纹、
湿度等情况，养护期根据规定时间，养护3d、7d、14d、28d、180d等时间进行压力、强度试验。
经过试验，净浆固化体的抗压强度为8.45MPa左右，可用于采空区充填，也可用于构筑井巷
支护材料；盐浆固化体的抗压强度为5.10～28.02MPa，砂浆固化体的抗压强度为5.44～
22.70MPa，它们可用于采空区充填，也可用于构筑井巷支护材料，还可用于制造建材等。
下表为用胶凝固化材料对氯化镁尾液进行凝胶固化的净浆、盐浆、砂浆部分试块
的强度测试结果。
本发明可低成本、稳定、高效、绿色环保的的胶凝固化氯化镁尾液，使之适用于采
空区充填，或用于构筑井巷支护材料，或用于制造建材等综合利用途径。
上面结合附图对本发明的部分实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实
施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下
作出各种变化。