原地浸出采矿中溶浸剂的作用机理与流动特性

分析了溶浸剂的作有机理,认为原地浸出过程是一个多相反应动力学过程,浸出速度与溶解化学反应速度、反应物和生成物的扩散速度等因素有关。根据多相反应扩散动力学理论,建立了地浸中化学溶浸剂溶浸开采金属的数学模型。在假定裂隙岩体为拟连续介质,流体在整个岩体中的流动规律服从Darcy定律的条件下,导出溶浸剂在裂隙介质中的流动物性方程和渗流数学模型。     

杂卤石矿石可浸性试验研究

以渠县杂卤石矿为原料, 选取CaCl₂ 溶液作为溶浸剂, 对矿石进行了室内搅拌浸出试验和柱浸试验。研究了矿石粒度、体系温度、溶浸剂浓度、液固比、搅拌等条件对溶浸过程的影响。为了评价矿石的可浸性, 采用柱浸试验探讨了矿石粒度、溶浸剂浓度、渗滤速度、渗滤路径等条件对过程的影响。试验结果表明, 在一定条件下杂卤石矿的浸出性能较好, K⁺ 浸出率最大可达93.88%。当K⁺浸出率达80%时, 消耗溶浸剂的量与矿石量的比值约为10∶1;且浸出液中K⁺最高浓度可达13.5 g/L, 这说明矿石在常温盐浸条件下易被浸出。利用溶浸技术对杂卤石矿开采具有一定的应用前景。     

催化条件下低品位原生硫化铜矿的搅拌细菌浸出

以活性炭、Ag⁺及Fe²⁺为组合催化剂,研究了催化条件下永平铜矿低品位原生硫化铜矿的搅拌细菌浸出效果。试验结果表明：催化条件下永平低品位原生硫化铜矿的搅拌细菌浸出效果良好,但搅拌速度对浸出有较大的影响。搅拌速度为240 r/min时,浸出456 h后铜的浸出率可达83%。酸化液可以代替9K+S培养基作为溶浸剂。用酸化液作溶浸剂时,浸出335 h后铜的浸出率可达81.58％,比用9K+S培养基作溶浸剂时高出6个多百分点。     

伊犁盆地某砂岩铀矿的浸出动力学特征

研究浸出过程动力学的主要目的为揭示浸出过程的控制步骤,从而有针对性地采取措施进行强化。以伊犁盆地某砂岩铀矿为研究对象,分析了其浸出动力学特征。铀浸出反应速率主要受扩散控制,表面化学反应的影响相对较小。对该砂岩铀矿含矿层粒度分布特征进行系统研究显得十分必要,它可为铀矿山合理采用地浸技术及其经济技术评价提供重要参考。增加溶浸剂浓度也可在一定程度上提高铀浸出率与资源回收率。     

海洋多金属结核还原浸出动力学

在１ｍｄ／ｌＨ２ＳＯ４或１ｍｏｌ／１ＨＣｌ溶液中，考察了用硫化锌精矿还原浸出太平洋多金属结核时Ｎｉ‘Ｃｏ’Ｃｎ、Ｚｎ、Ｍｎ和Ｆｅ的溶出动力学行为。实验结果表明，浸出过程可用未反应核收缩模型描述，各种金属在不同的浸出介质中溶出动力学方程不同。在Ｈ２ＳＯ４溶液中，Ｚｎ和Ｆｅ溶出速度受扩散控制，Ｍｎ、ＣＯ和Ｎｉ受化学反应控制，Ｃｕ在浸出５ｍｉｎ时间内已达很高的溶出率，此后溶出速度受通过固体产物层扩散和化学反应混合控制。在ＨＣｌ溶液中，Ｍｎ、Ｃｏ和Ｎｉ溶出仍受表面结晶化学反应控制，而Ｚｎ、Ｆｅ和Ｃｕ受通过固体产物层扩散和表面化学反应混合控制。还研究了浸出温度对各金属溶出速度的影响，并得出了其中部分金属浸出反应的表观活化能。     

杂卤石矿室内柱浸条件试验研究

针对我国杂卤石矿的特征，采用溶浸技术对矿石进行开采，为了评价矿石的可浸性，采用柱浸试验以获得进一步研究的工艺技术参数。由试验结果表明：在一定条件下，杂卤石矿的浸出性能较好。且在不同的试验条件下，对浸出液中K^ 浸出率的影响也有差别，随着粒度的减小浸出率增大；随溶浸剂浓度的增大浸出率有所提高，但当继续增大浓度时，浸出率的提高不很明显；渗滤速度对浸出率的影响较复杂，当渗滤速度增快．K^ 浸出率提高．但当渗滤速度继续增大浸出率反而会降低；随着渗滤路径的增长使溶浸液在矿层中有足够的时间扩散，有利于与矿石中的离子进行接触反应，从而使浸出率提高。总之．综合几种衡量浸出效果的主要指标来看，利用溶浸技术对杂卤石矿开采具有可行性。     

沥青铀矿原地浸出的数学模型(使用NH_4HCO_3-(NH_4)_2CO_3-H_2O_2溶液)

对于低品位砂岩矿床中的铀储量,原地浸出工艺已证实是最有效而经济的采铀方法,它包括三个步骤,溶浸液通过注入井注入铀矿床;溶浸剂通过矿床裂隙而渗透;抽出含铀富液进行化学处理。富液通常用离子交换法或萃取法回收铀。常见的溶浸液由低浓度的碳铵或硫酸及合适的氧化剂,如H_2O_2或Fe_2(SO_4)_3等组成。溶浸液的合适配方取决于铀矿床的性质。硫酸浸出工艺通常能获得很高的铀产量,然而它也浸出大量的杂质消耗较多的试剂。在铀的浸出过程中,碳酸浸出法比硫酸浸出法更具有选择性,碳酸工艺可使富液的杂质含量最小,并不易使矿床裂隙堵塞。     

原地溶浸采矿的非线性耦合动力学

原地溶浸采矿受到孔隙介质中的流体流动、矿物溶解、水溶液组分扩散等多过程的耦合作用.本文从流体流动、溶解与沉淀反应、孔隙度和渗透率演化、质量输运的耦合与反馈作用建立原地溶浸采矿的多过程耦合与反馈的动力学模型,并编制了模拟程序.以硫酸和氧化剂作浸出剂的原地溶浸采铀为例,对地浸采矿动力学过程进行了数值模拟.地浸采矿中的反应前锋运动具有复杂的非线性特征,并影响了地浸采矿的生产效率和资源回收率.     

煤岩裂隙高位注浆浆液扩散规律

大规模高强度回采和深部开采常导致顶部裂隙煤岩体失稳、漏风及其次生灾害。钻孔注浆是封堵裂隙和加固煤岩体的主要手段之一。由于煤岩裂隙高位注浆研究相对滞后,井下高位注浆施工设计缺少足够的依据。为探究煤岩裂隙高位注浆浆液扩散规律,以任意倾斜有限边界的光滑平板裂隙和宾汉流体为研究对象,建立裂隙高位注浆扩散数学模型并进行数值模拟求解,分析不同裂隙倾角和注浆速率下浆液在裂隙流动过程中的扩散锋面、流量分配及压力场变化规律;在此基础上,建立浆液高位流动数学模型,并推导恒定注浆速率工况下的解析解。研究结果表明：根据扩散锋面的演变规律,浆液流动过程可分为自由扩散阶段、过渡阶段和受限堆积阶段3个阶段。裂隙倾角对高位扩散距离的影响程度随着流动阶段的演化逐渐减小,注浆流速对高位扩散距离的影响程度随着流动阶段的演化逐渐增大。过大的裂隙倾角加大了高位流量的损耗并加快了流动阶段的转变,而过大的注浆速率减缓了高位流量的损耗并加快了流动阶段的转变。注浆速率和裂隙倾角的增大均会导致注浆压力增加,且在浆液进入受限堆积阶段后注浆压力发生突变。以高位流动扩散形态的等效圆半径临界状态为界,高位流动可划分为扩散阶段与堆积阶段,不同阶段...     

煤岩裂隙高位注浆浆液扩散规律

大规模高强度回采和深部开采常导致顶部裂隙煤岩体失稳、漏风及其次生灾害。钻孔注浆是封堵裂隙和加固煤岩体的主要手段之一。由于煤岩裂隙高位注浆研究相对滞后,井下高位注浆施工设计缺少足够的依据。为探究煤岩裂隙高位注浆浆液扩散规律,以任意倾斜有限边界的光滑平板裂隙和宾汉流体为研究对象,建立裂隙高位注浆扩散数学模型并进行数值模拟求解,分析不同裂隙倾角和注浆速率下浆液在裂隙流动过程中的扩散锋面、流量分配及压力场变化规律;在此基础上,建立浆液高位流动数学模型,并推导恒定注浆速率工况下的解析解。研究结果表明：根据扩散锋面的演变规律,浆液流动过程可分为自由扩散阶段、过渡阶段和受限堆积阶段3个阶段。裂隙倾角对高位扩散距离的影响程度随着流动阶段的演化逐渐减小,注浆流速对高位扩散距离的影响程度随着流动阶段的演化逐渐增大。过大的裂隙倾角加大了高位流量的损耗并加快了流动阶段的转变,而过大的注浆速率减缓了高位流量的损耗并加快了流动阶段的转变。注浆速率和裂隙倾角的增大均会导致注浆压力增加,且在浆液进入受限堆积阶段后注浆压力发生突变。以高位流动扩散形态的等效圆半径临界状态为界,高位流动可划分为扩散阶段与堆积阶段,不同阶段...     

堆浸体系中的多尺度效应与多过程耦合作用研究

作为一种较为成熟的技术,堆浸工艺已广泛应用于各种低品位矿石的浸出,但基础理论方面的研究还很不完善。首先对堆浸过程中矿岩散体进行研究尺度的划分,提出基于显微影像分析技术、CT技术和图像处理技术等对矿岩散体多尺度空间结构实现可视化,并通过对浸出体系中多相多场耦合作用和跨尺度关联问题的深入分析,提出了现阶段研究中一系列有待解决的问题。然后,详细论述了多过程耦合数值模拟的研究内容。结合国外微生物浸矿机理的研究成果,以原生黄铜矿为研究对象,总结出微生物堆浸研究的工作重点。最后,在介绍国内外堆浸技术研究进展的基础上,重点阐述了堆浸理论的研究难点。     

Geotechnical investigation and design of leaching heap No. 2, Meydook copper mine,Iran

The main objective of this paper was to investigate the behavior of waste rock material as a foundation for the construction of leaching heaps. In mountainous open pit operations, selection of an appropriate location for dumping waste rock material or building leaching heaps is a major challenge. Meydook copper mine is one of the largest copper operations in Iran. The mine has operated about 2 decades. The current waste rock dump is located 4 km from the operation site but a new proposed dump only 1 km away will be built in a valley to the North of the pit. Construction of leaching heap No. 2 has been on the mine technical department agenda. The main objective of the project is to evaluate the potential for construction of heap No. 2 on a waste dump. Considering the project condition, a 3D analysis of heap major structures including; valley rock foundation, waste dump, and low grade ore was carried out. Five sets of analyses were conducted and the displacement and stress fields were computed. In all analyses conducted, the subsidence profile was determined for the valley base rock and heap foundation (waste dump). The analyses showed that the maximum settlement at the heap base would be only 4–5 cm so the waste dump provides a safe and reliable base for the heap construction. A sensitivity analysis of heap mechanical parameters was also conducted. The results showed that if the friction angle of heap material was reduced below 25°, the heap walls became unstable and the heap geometry would need to be redesigned.     

淋滤浸出过程的流体力学和传质

本文总结了淋滤过程的流体力学行为的初步研究结果。根据矿石堆粒层中溶液的存在形态及多孔介质扩散过程的基本概念提出的淋滤过程传质模型—孔隙扩散控制的“双膜传递过程”，已被试验结果所证实。     

硬岩铀矿石堆浸技术特征

除了疏松、风化或氧化性强的矿石外，致密、坚硬、渗透性差的矿石亦适合于堆浸法处理。文中根据硬岩性质铀矿石的特点，结合衢州铀矿流纹岩性质的铀矿石大型工业规模堆浸试验和设计，讨论了硬岩性质铀矿石堆浸的技术特征。文中结论亦适合于金、铜等有色金属的堆浸。     

GeoStudio软件Slop-W模块在堆浸场边坡稳定性分析中的应用

堆浸场边坡稳定性对于矿山堆浸场的经济性和安全环保性方面具有重要意义。基于极限平衡条分法原理开发的GeoStudio软件,其中的Slop-W模块作为一种岩土结构稳定性分析通用软件,能通过建立有限元模型,施加荷载和边界条件,有效模拟土条受力以及土条间作用力,建立力平衡和力矩平衡方程,求解堆浸场最危险滑弧以及最小安全系数,从而全面掌握堆浸场边坡抗滑稳定性。本文通过该软件在工程实例中的应用,为今后堆浸场的稳定性安全设计和评价提供了一定的参考依据。     

堆浸工艺中溶质运移的数学模型及其解析解

堆浸工艺中溶质的运移可归结为多孔多相介质中的传质运动。溶质在矿堆中的输运与分布将受到对流、分子弥散、机械逸散、不动水效应、化学反应等多种物理和化学因素的影响, 使溶质的运移变得十分复杂, 并难以定量描述。综合考虑以上影响因素, 分别建立了堆浸中可动和不可动区溶质运移模型。根据质量守恒定律, 推导出堆浸过程溶质运移的基本方程, 在忽略对流的情况下, 给出了方程解的解析表达式, 并由此确定水动力弥散系数。针对某工程实例进行计算, 计算结果较为合理。     

某铀矿石堆浸周期长的原因分析与应对措施

在调研某铀矿堆浸生产工艺的基础上,分析得出其堆浸周期长的主要原因:一是入堆矿石粒度大,降低了扩散速度,增加了浸出时间;二是浸出剂中杂质含量过高,降低了对矿物的溶解能力;三是喷淋条件不合理,影响了矿堆渗透性及浸出效果。为此,有针对性地开展了矿石粒度、喷淋酸度、操作方式等条件试验研究,提出了缩短浸出周期的应对措施。     

堆浸浸出速率的灰色预测

针对堆浸浸出过程的复杂性和不确定性,采用灰色系统理论对堆浸浸出速率的灰色预测进行了研究。根据堆浸的浸出动力学特点,结合实例,建立了堆浸浸出速率的等维灰数递补GM(1,1)模型。预测结果表明:采用该模型进行预测,预测方法合理,预测精度可靠,其最大相对误差仅为2 5%。     

硬岩铀矿无废协同开采模式及技术研究

针对我国硬岩铀矿开采中效率低、损失大以及堆浸铀尾渣、含放射性废石处置难等问题，结合“协同开采”理念，提出了硬岩铀矿无废协同开采模式。该模式通过调整回采工程布置，优化充填与尾废处置 工艺流程，采取相应的工程技术措施，使采矿与堆浸、采矿与充填、充填与堆排在时间和空间上实现协同，达到安全高效开采铀矿资源和无废处置铀矿冶尾废的目的。以粤北某铀矿为例，分析了现有上向分层干式充 填法和堆浸、尾废处置工艺的特点，开展了堆浸铀尾渣充排试验，改进了采矿方法，设计了采—充—排协同工艺方案，并对其工程应用效果进行了评价。研究表明：灰砂比为1∶10和1∶14、质量浓度为76%的充填体， 能够满足该矿机械化上向分层充填法和地表同步固化堆排的要求；采用无废协同开采模式后，采场生产能力和回采率可分别提升至135 t/d和88.86%，含放射性废石达到地表零排放，堆浸铀尾渣通过井下胶结充填和地 表固化堆排得到了有效处置，矿山经济效益和环境质量得以明显提升。