新型胶凝充填材料制备及固化机理分析

为考察新型胶凝材料半水磷石膏应用于矿山充填的可能性。对不同磷石膏、碱性激发剂添加量及料浆浓度进行配比,确定半水磷石膏基充填材料最优配比,并利用SEM和石膏水化理论对半水磷石膏基充填体进行分析。研究结果表明:在磷石膏添加量为50%,碱性激发剂添加量为1.5%,充填料浆浓度为69%时,半水磷石膏基充填料的3、7、28 d强度分别为3.0、3.8、3.8 MPa,满足当地矿山充填采矿的要求。半水磷石膏水化生成二水石膏,随着水化反应的继续,试样的内部孔隙逐渐被水化产物填充,生成的二水石膏晶体形成胶凝材料结构骨架,使充填材料具有一定的强度。     

自然崩落法漏斗放矿规律三维模拟

为了优选自然崩落法低损贫的放矿方案,引进REBOP软件开展镍矿下盘、上盘及中部多排漏斗放矿规律三维数值模拟及损贫预测。结果表明,3种方案均匀放矿30 d后放矿点上方均形成近70 m的移动单元体及超30m的放矿单元体。矿体下盘、上盘及中部放矿时平均出矿率依次为85.6%、85.4%及85.7%,出矿品位依次为0.56%、0.43%及0.47%。此外,下盘放矿时极限放出矿量及放出矿石品位均优于其他方案,且放矿周期内矿石品位均达到设计品位,故优选为最佳放矿方案。     

低浓度拜耳赤泥充填材料制备及水化机理

针对矿山充填中拜耳法赤泥利用率较低或低浓度赤泥充填材料存在强度低、泌水量高、易收缩等问题,研究粉煤灰添加比例、脱硫石膏、石灰及激发剂对赤泥充填材料早期强度及体积稳定性的影响,采用扫描电子显微镜-能谱仪（SEM-EDS）和X射线衍射（XRD）分析手段探讨赤泥基充填材料的水化机理。结果表明,脱硫石膏促进钙矾石的生成,石灰促进粉煤灰火山灰效应,激发剂可以加快赤泥?粉煤灰水化反应进程,三者协同作用提高赤泥充填体强度。充填材料28 d抗压强度3.35 MPa,且初始及60 min流动度在200 mm以上。微观实验表明,硬化体水化产物为钙矾石、硬柱石、硅铝酸盐凝胶类矿物,水化产物通过填充孔隙,提高浆体强度。赤泥基充填材料固体废弃物利用率达到92%,无泌水,无沉缩,具有较高的经济价值和环保价值。      

复相凝水膨胀材料充填性能影响因素实验研究

复相凝水膨胀材料是一种新型矿山充填材料。以复相凝水膨胀充填材料的抗压强度、非固相体积率、膨胀率和表征耐水性能的强度损失率为主要研究对象,通过单因素实验法、随机实验法等,调整外加剂的掺量,研究了各外加剂掺量分别对复相凝水膨胀充填材料充填性能的影响规律以及外加剂复合作用下复相凝水膨胀充填材料充填性能的变化规律。以随机实验法所获得的大量实验数据建立3D可视化模型,对多因素复合作用下复相凝水膨胀充填材料的充填性能变化规律进行了研究,并采用多项式逼近法建立了不同充填性能对应的多元非线性回归模型。结果表明：随着非晶相凝水剂（SAP）掺量的增加,充填体抗压强度和耐水性能逐渐降低;增加气相引入剂（GPA）的掺量能显著增加充填料浆的膨胀率,但会降低充填体的强度和耐水性;增大表面疏水剂（HA）掺量能降低充填体的强度损失率;复相凝水膨胀材料的3 d抗压强度性能受GPA掺量的影响最大,非固相体积率性能主要受SAP掺量的影响,膨胀率性能主要受GPA掺量的影响,强度损失率主要受HA掺量的影响。     

电场作用提高排土场渗透性能的机理

根据多孔介质中电动力学效应，在排土场浸出过程中，提出利用电场作用强化排土场渗透性能的方法，通过机理分析探讨了电场作用对排土场渗透性能的影响。结果表明：电场作用能有效降低双电层作用对排土场渗透率的影响；在足够大的电场力作用下，孔隙中双电层产生定向迁移，双电层厚度减小，排土场渗透率明显提高；在低渗透排土场中，排土场渗透率因数随电场强度增大而单调递增；而在高渗透排土场中，电场作用对排土场渗透率影响的幅度较小，表明利用电场作用提高低渗透率排土场的渗透性能具有非常大的潜力。     

含碳酸盐脉石氧化铜矿的酸浸动力学

针对碳酸盐脉石对氧化铜矿酸浸动力学的影响进行探讨,研究了温度、酸度、矿石粒径、液固质量比、振荡速度等因素对含碳酸盐脉石氧化铜矿浸出的影响.结果表明,高温、高酸度、高液固质量比、小粒径和高振荡速度利于矿石的浸出,但碳酸盐脉石使得酸耗增加.考虑浸出成本确定合理的浸出条件为温度303 K、酸度35 g·L-1、矿石粒径0.074~0.125 mm、液固质量比3∶1以及振荡速度180 r·min-1,浸出180 min后铜浸出率达53.6%.对浸出前后矿石表面形貌进行分析.结果显示碳酸盐脉石与酸反应后在矿石表面形成CaSO₄·2H₂O沉淀,覆盖在颗粒表面,限制了矿石颗粒孔裂隙的发育.基于收缩未反应核模型对浸出动力学进行分析,发现碳酸盐脉石反应生成的沉淀阻碍了浸出反应,固体产物层扩散为浸出反应的控制步骤,反应的表观活化能为8.65 kJ·mol-1.      

Mathematical model for coupled reactive flow and solute transport during heap bioleaching of copper sulfide

Based on the momentum and mass conservation equations, a comprehensive model of heap bioleaching process is developed to investigate the interaction between chemical reactions, solution flow, gas flow, and solute transport within the leaching system. The governing equations are solved numerically using the COMSOL Multiphysics software for the coupled reactive flow and solute transport at micro-scale, meso-scale and macro-scale levels. At or near the surface of ore particle, the acid concentration is relatively higher than that in the central area, while the concentration gradient decreases after 72 d of leaching. The flow simulation between ore particles by combining X-ray CT technology shows that the highest velocity in narrow pore reaches 0.375 m/s. The air velocity within the dump shows that the velocity near the top and side surface is relatively high, which leads to the high oxygen concentration in that area. The coupled heat transfer and liquid flow process shows that the solution can act as an effective remover from the heap, dropping the highest temperature from 60 to 38 °C. The reagent transfer coupled with solution flow is also analyzed. The results obtained allow us to obtain a better understanding of the fundamental physical phenomenon of the bioleaching process.     

原生矿柱浸中铜的浸出率灰色预测

讨论了灰色预测模型在原生矿浸出预测中的应用。基于灰色预测理论建立了GM（1，1）模型，并叙述了运用GM（1，1）模型进行预测的详细步骤，并以预测室内柱浸试验的浸出率为例进行了实际应用，最后用“残差大小检验法”和“均方差比值检验法”对预测结果进行了检验。结果表明：模型预测值与试验测试值吻合较好。     

微生物浸出中原生硫化矿的铜浸出率与时间相关性研究

通过室内摇瓶浸出试验，研究了不同粒级的原生硫化矿石铜的浸出率与时间的相关性。结果表明：采用液固比10：1，pH〈2．0的微生物浸出此类矿石，可以得到较好的浸出效果，总浸出率能达到32．6％。浸出液pH值在反应前30d逐渐上升，之后基本保持稳定；浸出液中溶解氧、菌种浓度等呈上升趋势。浸取液中的Cun浓度逐渐升高，粒径最小的矿样其浓度最大，浸出效果最好。浸取液中的ate离子浓度呈上升趋势，反应从第10～30d，浓度趋于平缓，30d之后，反应加剧，浓度上升较快。铜的浸出率与浸出反应时间呈一次线性关系递增，相关系数R保持在0.95以上，其曲线拟合得很好。     

旋喷注浆技术在充填尾砂泄漏治理中的应用

冬瓜山铜矿东山采空区全尾砂充填过程中，发生尾砂泄漏事故，经事故原因分析，查处尾砂泄漏点，采用高压旋喷注浆技术堵水，结果表明治理效果很好。