PL200362B1 - Mieszanina podsadzkowa i sposób wytwarzania podsadzki górniczej - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest mieszanina i sposób wytwarzania podsadzki górniczej zestalanej na bazie odpadów poflotacyjnych uzyskanych z przerobu rud miedzi. W jednym z rozwiązań mieszanina podsadzkowa zawiera od 40 do 60% wagowych odpadów poflotacyjnych z przerobu rud miedzi o zawartości od 50 do 70% wagowych wody, od 20 do 40% wagowych żużla szybowego i od 15 do 20% wagowych komponentu zestalającego. Komponent zestalający zawiera od 10 do 15% wagowych cementu, od 86 do 89% wagowych popiołów lotnych oraz od 0,5 do1,5% wagowych aktywatora. W/w podsadzkę zestaloną wytwarza się poprzez zagęszczenie odpadów poflotacyjnych z przerobu rud miedzi. Następnie do ilości od 40 do 60% wagowych tak przygotowanego odpadu poflotacyjnego dodaje się od 20-40% wagowych żużla szybowego oraz od 15 do 20% wagowych komponentu zestalającego, uzyskując mieszaninę podsadzkową o gęstości od 1,40 do 1,45 Mg/m3. Mieszaninę podsadzkową następnie poddaje się procesowi mieszania, uzyskując mieszaninę o zawartości wody w przedziale od 40 do 55% oraz części stał ych w przedziale od 45 do 60%, któr ą z kolei lokuje się w podziemnym wyrobisku, uzyskują c po odsą czeniu wody nadosadowej podsadzkę o gę stości od 1,5 do 1,8 Mg/m3.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest mieszanina i sposób wytwarzania podsadzki górniczej zestalanej na bazie odpadów poflotacyjnych uzyskanych z przerobu rud miedzi.

W procesie przerobu rud miedzi odpady poflotacyjne stanowią około 95% zawartości masowej wydobytej rudy, które są odprowadzane w postaci rozcieńczonej zawiesiny, zawierającej około 20% zawartości masowych części stałych do stawów osadowych. Stawy osadowe stanowią poważny problem w zakresie ochrony naturalnego środowiska ze względu na wyłączenie z użytkowania dużych obszarów ziemi oraz magazynowanie olbrzymich ilości bezużytecznych odpadów stwarzających zagrożenie ekologiczne dla wód gruntowych i rzek. Dużym zagrożeniem jest możliwość przedostawania się do wód gruntowych i rzek metali ciężkich zawartych w odpadach poflotacyjnych, przede wszystkim ołowiu i miedzi. Metale te występują w fazie początkowej w formie nierozpuszczalnych siarczków, które w wyniku procesu utleniania występującego podczas składowania odpadów poflotacyjnych w stawach osadowych przechodzą do postaci rozpuszczalnej.

W prowadzonych dotychczas próbach wytwarzania mieszanin podsadzkowych stosowano metody z wykorzystaniem następujących materiałów:

- odpadów poflotacyjnych i piasku,

- żużli z piaskiem oraz odpadów poflotacyjnych modyfikowanych kwasem siarkowym,

- odpadów poflotacyjnych modyfikowanych kwasem siarkowym i produktu z odsiarczania gazów,

- odpadów poflotacyjnych modyfikowanych kwasem siarkowym, odpadów elektrownianych oraz szlamów po neutralizacji ścieków,

- odpadów poflotacyjnych i środka żelującego oraz mieszaniny popiołowo-wodnej,

- odpadów poflotacyjnych, cementu, reagipsów oraz kwasu siarkowego.

Badania wymienionych mieszanin podsadzkowych nie pozwoliły jednak na uzyskanie zadawalających wyników, umożliwiających ich przemysłowe wdrożenie. Przede wszystkim nie uzyskiwano wymaganej dla podsadzek spoistości mieszanin i wytrzymałości na ściskanie. Znany jest sposób utylizacji produktów odpadowych powstających w procesie produkcji miedzi z rud siarczkowych z polskiego opisu patentowego nr 173863. Sposób ten polega na tym, że z powstających w procesie wzbogacania rudy odpadów poflotacyjnych wydziela się odpady o granulacji do około 0,2 mm, korzystnie o średnicy granulacji około 0,03 mm, zawierające w suchej masie nie mniej niż 30% węglanów, korzystnie około 60%, które to odpady zawierają miedź, ołów, cynk i żelazo w postaci siarczków oraz od 10% do 30% krzemionki, korzystnie 25%, które następnie zagęszcza się w stosunku od 3 :1 do 0,5 :1, korzystnie 2 : 1 masy suchej odpadów do wody. Następnie do odpadów tych dodaje się roztwory wodne kwasu siarkowego, prowadząc proces do przereagowania mieszaniny, po czym mieszaninę doprowadza się do pH w granicach od 8 do 9 poprzez dodanie korzystnie mleczka wapiennego a uzyskany produkt dodaje się jako składnik do pokrywania plaż zbiornika odpadów poflotacyjnych i/lub deponuje się wraz z odpadami poflotacyjnymi wewnątrz zbiornika odpadów poflotacyjnych i/lub deponuje się go jako składnik do materiału podsadzkowego i/lub lokuje w zrobach.

Znana jest również z polskiego opisu patentowego nr 184509 mieszanina mineralna i mineralno-organiczna o składzie: cement wysokoglinowy w ilości 5-50% wagowych, siarczan wapnia w ilości 5-7% wagowych, do 70% wagowych cementu portlandzkiego i/lub do 15% wagowych wapna i dodatki akcesoryczne, tj.: sole metali alkalicznych w ilości 5% wagowych oraz katalizator w postaci soli metali i 3 grupy w ilości do 5% wag. Mieszanina zawiera również bentonit w ilości do 10% wagowych i materiały odpadowe w postaci pyłów i żużli z procesów elektrownianych lub ciepłowniczych w ilości do 70% wagowych.

Znany jest także granulat materiału do górniczej podsadzki płynnej z polskiego zgłoszenia opisu patentowego nr P-342349, którego głównym składnikiem jest piasek podsadzkowy, zawierający w swej masie dodatkowo rozdrobniony granulowany żużel pomiedziowy w ilości do 10%, o granulacji poszczególnych drobin poniżej 3 mm oraz uwodniony tlenek żelaza.

Znany jest sposób wytwarzania mieszaniny podsadzkowej według polskiego opisu patentowego nr 174316 polegający na tym, że do granulowanego żużla hutniczego dodaje się wypełniacze w postaci: popiołów lotnych, pyłów hutniczych lub wapna odpadowego, które miesza się ze sobą i z wodą w osobnych instalacjach, po czym w postaci zawiesiny podaje się na monitory lub zamiast wody na sita lub leje, albo w postaci suchej z żużlem do zbiorników podsadzkowych.

Znany jest sposób wykonywania podsadzki wybranej przestrzeni i/lub sztucznego stropu wyrobiska górniczego z polskiego opisu patentowego nr 143340, który polega na równoległym podawaniu

PL 200 362 B1 do mieszalnika lotnych popiołów, paleniskowych odpadów albo dymnicowego pyłu z flotacyjnymi odpadami z mechanicznej przeróbki węgla kamiennego, ze zbiorników lotnych popiołów bądź urządzeń do transportu luzem i zbiornika flotacyjnych odpadów pod ciśnieniem wytworzonym pompą a po wymieszaniu w mieszalniku do zbiornika podsadzkowej mieszaniny. Na wylocie mieszaniny do podsadzkowego leja dozuje się popłuczkowy kamień na zsypnię z przyłączonym wlotem podsadzkowej mieszaniny o zawartości korzystnie powyżej 500 gramów części stałych w litrze flotacyjnych odpadów oraz od 75 do 95% części stałych na nośniku flotacyjnych odpadów. Flotacyjne odpady dodaje się do mieszalnika poprzez pompy, natomiast substancje chemiczne wiążące wilgoć dodaje się korzystnie przed wylotem do wybranej przestrzeni pokładu, do komory podciśnienia wylotowej strumienicy z pyłowego agregatu, przyłączonego elastycznym przewodem do strumienicy stanowiącej zamknięcie tradycyjnej podsadzkowej instalacji.

Znany sposób wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych z polskiego opisu patentowego nr 178446 polega na tym, że uformowane strumienie popiołu lotnego i powietrza o ciśnieniu około 0,3 MPa rozdziela się na dwie strugi, które zderzają się z cylindrycznym płaszczem wodnym we wstępnej komorze mieszania. Następnie obniża się nieco szybkość przepływu i poddaje się turbulencji mieszaninę w poszczególnych strugach, a na wypływie ze wstępnej komory mieszania strugi mieszaniny popiołu lotnego i wody porywa się poprzez płaszcze wodne na obwodzie komory mieszania, po czym strugi przepływają do środka komory mieszania, gdzie strugi zderzają się. Kolejno rozdziela się powstałą mieszaninę popiołowo-wodną na dwa strumienie oraz nadciśnieniem wytworzonym w komorze mieszania kieruje się do końca wylotowego, gdzie w końcu strumienie te zderzają się, a wytworzoną mieszaninę podsadzkową kieruje się do leja zbiorczego albo bezpośrednio do przewodu instalacji podsadzkowej. Przy czym, komora mieszania w połowie długości od góry zaopatrzona jest w króciec wlotowy do dozowania komponentów do mieszaniny popiołu lotnego i wody. Sposób wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych z wodą i mieszarka przepływowa według przedmiotowego opatentowanego wynalazku umożliwia regulację gęstości mieszaniny popiołów lotnych z wodą w stosunku 2-1:1.

Na podstawie przedstawionego stanu techniki oraz przeprowadzonych na jego bazie dotychczasowych doświadczeń, najkorzystniejszym rozwiązaniem lokowania odpadów poflotacyjnych w aspekcie ochrony naturalnego środowiska, uważa się lokowanie odpadów w wyeksploatowanych wyrobiskach podziemnych, z których poprzednio wydobyto rudę. Takie rozwiązanie problemu składowania zapewnia zachowanie równowagi ekologicznej. Jednakże do chwili obecnej zarówno z przyczyn technicznych jak i ekonomicznych nie wypracowano i nie wykorzystano użytecznego w skali technicznej sposobu wytwarzania podsadzki zestalanej na bazie odpadów poflotacyjnych uzyskanych z przerobu rud miedzi, który miałby zastosowanie jako podsadzka zestalana lub jako podsadzka do doszczelniania zrobów zawałowych.

Celem wynalazku jest usunięcie lub co najmniej zmniejszenie niedogodności znanych sposobów wytwarzania podsadzki na bazie odpadów poflotacyjnych z przerobu rud miedzi. Aby osiągnąć ten cel wytyczono zadanie opracowania sposobu wytwarzania podsadzki zestalanej, która powinna charakteryzować się między innymi tym, że podsadzka po zestaleniu uzyskuje wymaganą wytrzymałość na ściskanie jednostkowe, ma niską wymywalność z zanieczyszczeń chemicznych, niską rozmakalność oraz cechuje się małym wypływem wody nadosadowej, przy jednoczesnym spełnieniu parametrów reologicznych umożliwiających jej transport w poziomie, co najmniej na odległość do L=6 km.

Mieszanina podsadzkowa według wynalazku zawiera od 40 do 60% wagowych odpadów poflotacyjnych z przerobu rud miedzi o zawartości wody od 50 do 70% wagowych oraz o składzie: od 23 do 55% wagowych SiO2, od 10 do 30% wagowych pochodnych CaO, od 2,5 do 7% wagowych MgO, od 2 do 6% wagowych Al₂O3, od 0,1 do 0,7% wagowych Fe2O3, od 20 do 40% wagowych żużla szybowego i od 15 do 20% wagowych komponentu zestalającego. Komponent zestalający składa się z: w ilości od 10 do 15% wagowych cementu, od 86 do 89% wagowych popiołów lotnych oraz od 0,5 do 1,5% wagowych aktywatora. Przy czym skład chemiczny aktywatora zawiera korzystnie składniki w procentach wagowych: od 25 do 40% CaO, od 30 do 50% Fe₂O3-FeO, od 10 do 30% NaCI oraz od 2 do 6% zawartości masowej stearynianu wapnia.

Odmiana mieszaniny podsadzkowej według wynalazku zawiera od 40 do 60% wagowych odpadów poflotacyjnych z przerobu rud miedzi o zawartości wody od 50 do 70% wagowych oraz składzie: od 23 do 55% wagowych SiO₂, od 10 do 30% wagowych pochodnych CaO, od 2,5 do 7% wagowych MgO, od 2 do 6% wagowych Al₂O3, od 0,1 do 0,7% wagowych Fe₂O3 i od 15 - 25% wagowych komponentu zestalającego. Komponent zestalający składa się z: w ilości od 10 do 15% wagowych

PL 200 362 B1 cementu, od 86 do 89% wagowych popiołów lotnych oraz od 0,5 do 1,5% wagowych aktywatora. Przy czym skład chemiczny aktywatora zawiera korzystnie składniki w procentach wagowych: od 25 do 40% CaO, od 30 do 50% Fe₂O3-FeO, od 10 do 30% NaCI oraz od 2 do 6% zawartości masowej stearynianu wapnia. Stosunek wagowy poszczególnych składników w komponencie spełnia zależność:

--= 0,6 -1,8

SiO₂Al₂O₃Fe₂O₃

Składy mieszanin podsadzkowych według wynalazku umożliwiają uzyskanie jednorodnych mieszanin pod względem fizyko-chemicznym, o stabilnym składzie i wysokiej wytrzymałości. Odpowiedni dobór komponentu zestalającego, a w szczególności składu aktywatora pozwala nieoczekiwanie na jednoczesne uzyskanie szczególnie korzystnych cech mieszaniny, tj. niskiej wymywalności z zanieczyszczeń chemicznych, niskiej rozmakalności oraz małym wypływem wody nadosadowej. Mieszanina spełnia również wymóg reologiczny, umożliwiający jej transport w poziomie, co najmniej na odległość do 6 km.

Podsadzkę zestaloną według wynalazku wytwarza się sposobem według wynalazku, polegający na tym, że zagęszcza się odpady poflotacyjne z przerobu rud miedzi dogodnie o składzie w procentach wagowych: od 23 do 55% SiO2, od 10 do 30% pochodnych CaO, od 2,5 do 7% MgO, od 2 do 6% AI2O3, 0,1 do 0,7% wagowych Fe₂O3, do gęstości od 1,25 do 1,40 Mg/m3. Następnie od 40 do 60% wagowych tak przygotowanego odpadu poflotacyjnego dodaje się od 20 - 40% wagowych żużla szybowego oraz od 15 do 20% wagowych komponentu zestalającego, uzyskując mieszaninę podsadzkową o gęstości od 1,40 do 1,45 Mg/m3. Mieszaninę podsadzkową następnie poddaje się procesowi mieszania, uzyskując mieszaninę o zawartości wody w przedziale od 40 do 55% oraz części stałych w przedziale od 45 do 60%, którą z kolei lokuje się w podziemnym wyrobisku, uzyskując po odsączeniu wody nadosadowej podsadzkę o gęstości od 1,5 do 1,8 Mg/m3.

Inną odmianę podsadzki zestalonej według wynalazku wytwarza się poprzez zagęszczenie odpadów poflotacyjnych z przerobu rud miedzi dogodnie o składzie: od 23 do 55% wagowych SiO₂, od 10 do 30% wagowych pochodnych CaO, od 2,5 do 7% wagowych MgO, od 2 do 6% wagowych Al₂O3, od 0,1 do 0,7% wagowych Fe₂O3, do gęstości do 1,3 do 1,45 Mg/m3 a następnie od 70 do 90% wagowych tak przygotowanego odpadu poflotacyjnego dodaje się od 15 do 25% wagowych komponentu zestalającego i poddaje się procesowi mieszania. Tak uzyskana mieszanina podsadzkowa o gęstości od 1,45 do 1,5 Mg/rm', o zawartości wody w przedziale od 45 do 55% oraz części stałych w przedziale od 45 do 55% lokuje się w podziemnym wyrobisku uzyskując po odsączeniu wody nadosadowej podsadzkę o gęstości od 1,5 do 1,6 Mg/m3.

Komponent zestalający stanowiący składnik ww. odmian podsadzki zestalonej uzyskuje się poprzez zmieszanie od 10 do 15% wagowych cementu, od 86 do 89% wagowych popiołów lotnych oraz od 0,5 do 1,5% wagowych aktywatora. Przy czym skład chemiczny aktywatora zawiera korzystnie składniki w procentach wagowych: od 25 do 40% CaO, od 30 do 50% Fe₂O3-FeO, od 10 do 30% NaCI oraz od 2 do 6% zawartości masowej stearynianu wapnia, po czym tak sporządzony komponent poddaje się sezonowaniu przez co najmniej 24 godziny.

Stosunek wagowy poszczególnych składników w komponencie powinien być tak dobrany by była spełniona zależność:

--= 0,6 -1,8

SiO₂ + AI2O3 + Fe2C3

Sposób wytwarzania według wynalazku umożliwia wykorzystanie odpadów poflotacyjnych jako materiału podsadzkowego do podsadzki zestalanej, co w konsekwencji może mieć wpływ na rozwiązanie między innymi problemu składowania odpadów oraz zachowania równowagi ekologicznej.

Przedmiot wynalazku jest dokładniej wyjaśniony na podstawie jego przykładów wykonania.

P r z y k ł a d I. Mieszanina podsadzkowa według wynalazku zawiera w swym składzie od 40 do 60% wag. odpadów poflotacyjnych z przerobu rud miedzi o składzie chemicznym i zawartości: od 23 do 55% wag. SiO₂, od 10 do 30% wag. pochodnych CaO, od 2,5 do 7% wag. MgO, od 2 do 6% wag. AI2O3, od 0,1 do 0,7% wag. Fe₂O3 oraz od 50 do 70% wag. wody, od 20 do 40% wag. żużla szybowego oraz od 15 do 20% wag. komponentu zestalającego.

Odmiana mieszaniny podsadzkowej według wynalazku zawiera w swym składzie od 70 do 90% wag. odpadów poflotacyjnych z przerobu rud miedzi o składzie w procentach wagowych: od 23 do

PL 200 362 B1

55% SiO2, od 10 do 30% pochodnych CaO, od 2,5 do 7% MgO, od 2 do 6% AI2O3, od 0,1 do 0,7% Fe2O3 oraz od 40 do 60% wag. wody i od 1 5 - 25% wag. komponentu zestalającego.

Komponent zestalający składa się z: od 10 do 15% wag. cementu, od 86 do 89% wag. popiołów lotnych oraz od 0,5 do 1,5% wag. aktywatora. Przy czym skład chemiczny aktywatora zawiera składniki o zawartości wagowej: od 25 do 40% CaO, od 30 do 50% Fe₂O3-FeO, od 10 do 30% NaCI oraz od 2 do 6% wag. stearynianu wapnia.

Przy czym, stosunek wagowy poszczególnych składników w komponencie spełnia zależność:

-^Ca0-= 0,6 -1,8

SiO₂ + Al₂O₃ + Fe₂O₃

P r z y k ł a d II. Sposób wytwarzania podsadzki górniczej zestalanej na bazie odpadów poflotacyjnych z przerobu rud miedzi polega na tym, że odpady składzie: 55% wag. SiO2, 11,5% wag. pochodnych CaO, 5,85% wag. MgO, 2,99%, AI2O3, 0,6% wag. Fe2O3, o gęstości 1,12 Mg/m^i o zawartości 0,93 Mg/m3 wody oraz 0,19 Mg/m3 części stałych, zagęszcza się znanymi sposobami, do gęstości 1,28 Mg/m3 i zawartości 0,356 Mg/m3 wody oraz 0,19 Mg/mr części stałych. Następnie do tak przygotowanego odpadu poflotacyjnego dodaje się 0,19 Mg/mr³ żużla szybowego oraz 0,095 Mg/m3 komponentu zestalającego i poddaje się kolejno procesowi mieszania w mieszarce przepływowej uzyskując mieszaninę podsadzkową o gęstości od 1,40 Mg/m3 i zawartości 0,356 Mg/m3 wody oraz 0,475 Mg/m3 części stałych. Kolejno tak wytworzoną mieszaninę podsadzkową lokuje się znanymi sposobami w podziemnym wyrobisku, uzyskując po odsączeniu wody nadosadowej w ilości 0,289 Mg/m3, podsadzkę o gęstości od 1,78 Mg/mr, o zawartości 0,067 Mg/m3 wody i 0,475 Mg/mr³ części stałych.

Komponent zestalający stanowiący składnik ww. odmian podsadzki zestalonej uzyskuje się poprzez zmieszanie od 10 do 15% wag. cementu, od 86 do 89% wag. popiołów lotnych oraz od 0,5 do 1,5% wag. aktywatora. Przy czym skład chemiczny aktywatora zawiera korzystnie składniki w procentach wagowych: od 25 do 40% CaO, od 30 do 50% Fe₂O3-FeO, od 10 do 30% NaCI oraz od 2 do 6% wag. stearynianu wapnia, po czym tak sporządzony komponent poddaje się sezonowaniu przez co najmniej 24 godziny.

Stosunek wagowy poszczególnych składników w komponencie powinien być tak dobrany by była spełniona zależność:

CaO

SO + AI2O3 + Fe2O3 = 0,6 -1,8

Uzyskana ww. sposobem podsadzka przeznaczona do wypełniania pustek poeksploatacyjnych i doszczelniania zrobów w zakładach górniczych cechuje się nw. podstawowymi własnościami fizycznymi:

- rozlewnością po upływie:

• 5 minut - 210 mm, • 2 godzin - 205 mm, • 24 godzin 180 mm.

- sedymentacją badanej mieszaniny - 9%.

- czasem wiązania:

• początek wiązania tp = 76 godzin, • koniec wiązania t_k = 90 godzin.

- wytrzymałością na zginanie po 28 dobach - 0,5 MPa.

- wytrzymałością na ściskanie po 28 dobach -1,02 MPa.

- współczynnikiem rozmiękania:

• K_z = 0,86 przy badaniach wytrzymałości na zginanie, • K_z = 0,86 przy badaniach wytrzymałości na ściskanie.

- rozmakalnością - K=18%

Wyniki badań własności fizycznych oraz składu chemicznego wykazują że przedmiotowa podsadzka zestalana spełnia wymogi określone w obowiązujących normach i przepisach.

P r z y k ł a d III. Sposób wytwarzania podsadzki zestalanej na bazie odpadów poflotacyjnych z przerobu rud miedzi polega na tym, że odpady o składzie: 55% wag. SiO₂, 11,5% wag. pochodnych CaO, 5,85% wag. MgO, 2,99% wag. AI2O3 0,6% wag. Fe₂O3, o gęstości 1,12 Mg/mr i o zawartości 0,93 Mg/m3 wody oraz 0,19 Mg/m3 części stałych, zagęszcza się znanymi sposobami do gęstości 1,41 Mg/m3 i zawartości 0,356 Mg/m3 wody oraz 0,19 Mg/mr części stałych. Następnie do tak przygo6

PL 200 362 B1 towanego odpadu poflotacyjnego dodaje się 0,048 Mg/m³ komponentu zestalającego i kolejno poddaje się procesowi mieszania w mieszarce przepływowej uzyskując mieszaninę podsadzkową o gęstości od 1,40 Mg/m3 i o zawartości 0,220 Mg/m3 wody oraz 0,238 Mg/m3 części stałych. Kolejno tak wytworzoną mieszaninę podsadzkową lokuje się znanymi sposobami w podziemnym wyrobisku, uzyskując po odsączeniu wody nadosadowej w ilości 0,065 Mg/m3, podsadzkę o gęstości od 1,5 Mg/m3, o zawartości 0,155 Mg/m3 wody oraz 0,238 Mg/m3 części stałych.

Komponent zestalający stanowiący składnik ww. odmian podsadzki zestalonej uzyskuje się poprzez zmieszanie od 10 do 15% wag. cementu, od 86 do 89% wag. popiołów lotnych oraz od 0,5 do 1,5% wag. aktywatora. Przy czym skład chemiczny aktywatora zawiera korzystnie składniki w procentach wagowych: od 25 do 40% CaO, od 30 do 50% Fe₂O3-FeO, od 10 do 30% NaCI oraz od 2 do 6% wag. stearynianu wapnia, po czym tak sporządzony komponent poddaje się sezonowaniu przez co najmniej 24 godziny. Stosunek wagowy poszczególnych składników w komponencie powinien być tak dobrany by była spełniona zależność:

CaO

SiO₂ + Al₂O₃ + Fe₂O₃ = 0,6 - 1,8

Uzyskana ww. sposobem podsadzka przeznaczona do wypełniania pustek poeksploatacyjnych i doszczelniania zrobów w zakładach górniczych wydobywających rudy miedzi cechuje się nw. podstawowymi własnościami fizycznymi:

- rozlewnością po upływie:

• 5 minut - 210 mm, • 2 godzin - 205 mm, • 24 godzin 180 mm.

- sedymentacją badanej mieszaniny - 9%.

- czasem wiązania:

• początek wiązania tp = 76 godzin, • koniec wiązania t_k = 90 godzin.

- wytrzymałością na zginanie po 28 dobach - 0,5 MPa.

- wytrzymałością na ściskanie po 28 dobach - 1,02 MPa.

- współczynnikiem rozmiękania:

• k_z = 0,86 przy badaniach wytrzymałości na zginanie, • Kz = 0,86 przy badaniach wytrzymałości na ściskanie.

- rozmakalnością - K=18%

Wyniki badań własności fizycznych i składu chemicznego wykazują że ww. podsadzka zestalana spełnia wymogi określone w obowiązujących normach i przepisach.

Sposób według wynalazku znajduje zastosowanie w budownictwie podziemnym, w szczególności do wypełniania zrobów poeksploatacyjnych w podziemnych kopalniach, jako samoistna podsadzka zestalana lub jako podsadzka do doszczelniania zrobów zawałowych.

Claims (10)

1. Mieszanina podsadzkowa zawierająca odpady poflotacyjne z przerobu rud miedzi, żużel szybowy, cement i/lub popioły lotne oraz sole metali, znamienna tym, że w jej skład wchodzą od 40 do 60% wagowych odpadów poflotacyjnych z przerobu rud miedzi o zawartości wody od 50 do 70% wagowych oraz o składzie w procentach wagowych: od 23 do 55% SiO₂, od 10 do 30% pochodne CaO, od 2,5 do 7% MgO, od 2 do 6% Al₂O3, od 0,1 do 0,7% Fe₂O3, od 20 do 40% wagowych żużla szybowego i od 15 do 20% wagowych komponentu zestalającego zawierającego: od 10 do 15% wagowych cementu, od 86 do 89% wagowych popiołów lotnych oraz od 0,5 do 1,5% wagowych aktywatora, przy czym skład chemiczny aktywatora zawiera korzystnie składniki w procentach wagowych: od 25 do 40% CaO, od 30 do 50% Fe₂O3-FeO, od 10 do 30% NaCI i od 2 do 6% stearynianu wapnia.

2. Mieszanina podsadzkowa według zastrz. 1, znamienna tym, że stosunek wagowy poszczególnych składników w komponencie spełnia zależność:

--= 0,6 -1,8

SiO₂ + AI2O3 + Fe2O3

PL 200 362 B1

3. Mieszanina podsadzkowa zawierająca odpady poflotacyjne z przerobu rud miedzi, cement i/lub popioły lotne oraz sole metali, znamienna tym, że w jej skład wchodzą: od 70 do 90% wagowych odpadów poflotacyjnych z przerobu rud miedzi o zawartości wody od 50 do 70% wagowych oraz o składzie w procentach wagowych: od 23 do 55% SiO2, od 10 do 30% pochodnych CaO, od 2,5 do 7% MgO, od 2 do 6% AI2O3, od 0,1 do 0,7% Fe2O3 i od 15 - 25% komponentu zestalającego zawierającego: od 10 do 15% wagowych cementu, od 86 do 89% wagowych popiołów lotnych oraz od 0,5 do 1,5% wagowych aktywatora, przy czym skład chemiczny aktywatora zawiera korzystnie składniki w procentach wagowych: od 25 do 40% CaO, od 30 do 50% Fe₂O3-FeO, od 10 do 30% NaCI i od 2 do 6% stearynianu wapnia.

4. Mieszanina podsadzkowa według zastrz. 3, znamienna tym, że stosunek wagowy poszczególnych składników w komponencie spełnia zależność:

--= 0,6 -1,8

SiO₂ + Al₂O₃ + Fe₂O₃

5. Sposób wytwarzania podsadzki górniczej zestalanej, na bazie odpadów poflotacyjnych z przerobu rud miedzi, uzyskiwanej przez zagęszczenie części stałych odpadów poflotacyjnych i ich zmieszanie z materiałem podsadzkowym oraz lokowanie tak sporządzonej mieszaniny transportem hydraulicznym w wybranej przestrzeni pozostałej po eksploatacji rud miedzi, znamienny tym, że odpady poflotacyjne z przerobu rud miedzi o składzie w procentach wagowych: od 23 do 55% SiO2, od 10 do 30% pochodne CaO, od 2,5 do 7% MgO, od 2 do 6% M2O3, od 0,1 do 0,7% Fe2O3, zagęszcza się do gęstości od 1,25 do 1,40 Mg/m3 uzyskując w odpadzie od 50 do 70% wagowych wody, a następnie od 40 do 60% wagowych tak przygotowanego odpadu poflotacyjnego dodaje się od 20 do 40% wagowych żużla szybowego oraz od 15 do 20% wagowych komponentu zestalającego, uzyskując mieszaninę podsadzkową o gęstości od 1,40 do 1,45 Mg/rto', którą następnie poddaje się procesowi mieszania, uzyskując mieszaninę podsadzkową o zawartości wody w przedziale od 40 do 55% wagowych oraz części stałych w przedziale od 45 do 60% wagowych, którą z kolei lokuje się w podziemnym wyrobisku uzyskując po odsączeniu wody nadosadowej podsadzkę o gęstości od 1,5 do 1,8 Mg/m3.

6. Sposób wytwarzania podsadzki zestalanej według zastrz. 5, znamienny tym, że komponent zestalający uzyskuje się poprzez zmieszanie od 10 do 15% wagowych cementu, od 86 do 89% wagowych popiołów lotnych oraz od 0,5 do 1,5% wagowych aktywatora, przy czym skład chemiczny aktywatora zawiera korzystnie składniki w procentach wagowych: od 25 do 40% pochodnych CaO, od 30 do 50% Fe₂O3-FeO, od 10 do 30% NaCI oraz od 2 do 6% stearynianu wapnia, po czym tak sporządzony komponent zestalający poddaje się sezonowaniu przez co najmniej 24 godziny.

7. Sposób wytwarzania podsadzki zestalanej według zastrz. 6, znamienny tym, że stosunek wagowy poszczególnych składników w komponencie powinien być tak dobrany, by spełniona była zależność:

--= 0,6 -1,8

SO + AI2O3 + Fe2C3

8. Sposób wytwarzania podsadzki górniczej zestalanej na bazie odpadów poflotacyjnych z przerobu rud miedzi, uzyskiwanej przez zagęszczenie części stałych odpadów poflotacyjnych i ich zmieszanie z materiałem podsadzkowym oraz lokowanie tak sporządzonej mieszaniny transportem hydraulicznym w wybranej przestrzeni pozostałej po eksploatacji rud miedzi, znamienny tym, że odpady poflotacyjne z przerobu rud miedzi o składzie w procentach wagowych: od 23 do 55% SiO2, od 10 do 30% pochodnych CaO, od 2,5 do 7% MgO, od 2 do 6% AI2O3, od 0,1 do 0,7% Fe2O3, zagęszcza się o

do gęstości do 1,3 do 1,45 Mg/m uzyskując w odpadzie od 40 do 60% wagowych wody, a następnie od 70 do 90% wagowych tak przygotowanego odpadu poflotacyjnego dodaje się od 15 - 25% wagowych komponentu zestalającego i poddaje się procesowi mieszania uzyskując mieszaninę podsadzkową o gęstości od 1,45 do 1,5 Mg/m3 i zawartości wody w przedziale od 45 do 55% oraz części stałych w przedziale od 45 do 55%, którą z kolei lokuje się w podziemnym wyrobisku, uzyskując po odsączeniu wody nadosadowej podsadzkę o gęstości od 1,5 do 1,6 Mg/rm'.

9. Sposób wytwarzania podsadzki zestalanej według zastrz. 8, znamienny tym, że komponent zestalający uzyskuje się poprzez zmieszanie od 10 do 15% wagowych cementu, od 86 do 89% wagowych popiołów lotnych oraz od 0,5 do 1,5% wagowych aktywatora, przy czym skład chemiczny aktywatora zawiera dogodnie składniki w procentach wagowych: od 25 do 40% CaO, od 30 do 50%

PL 200 362 B1

Fe₂O3'FeO, od 10 do 30% NaCI oraz od 2 do 6% stearynianu wapnia, po czym tak sporządzony komponent zestalający poddaje się sezonowaniu przez co najmniej 24 godziny.

10. Sposób wytwarzania podsadzki zestalanej według zastrz. 8, znamienny tym, że stosunek wagowy poszczególnych składników w komponencie powinien być tak dobrany, by spełniona była zależność: