不同浓度(NH_4)_2SO_4液浸矿稀土矿体强度特性研究

为研究有效浸矿时间内离子型稀土矿浸矿过程中强度影响因素,设计了室内模拟浸矿试验。用不同浓度浸矿液进行浸矿,得到了经过每个浸矿时间段以后稀土试样的孔隙率值。结合三轴压缩试验,分析了不同浓度(NH_4)_2SO_4浸矿液在浸矿过程中对试样内摩擦角、内聚力的影响规律。同时利用最小二乘法对浸矿各个时间段孔隙率的值与内聚力的值进行拟合处理。经分析表明,浸矿液的渗流作用增大了土体孔隙率,通过这一物理弱化作用降低了土体强度,且随着孔隙率的增大,其对土体强度弱化作用减小;除了液体对土体的物理弱化作用外,浸矿液在浸矿过程中硫酸铵与稀土矿也发生了剧烈的化学反应,改变了稀土矿内部结构,减弱了离子型稀土矿体强度。     

不同含水率纯尾砂胶结充填体强度及损伤模型分析

以某金属矿山尾砂、水泥制备成的纯尾砂胶结充填体为研究对象,利用RMT-150C型液压伺服控制系统、传感器采集系统,通过单轴压缩方式进行不同含水率充填体试样变形破坏过程强度试验.试验结果表明:完全干燥状态的试样强度最大,不同含水率对充填体的强度具有明显影响,含水率越高,单轴抗压强度越低.在弹性阶段,水对充填体试样的弹性模量有很大的影响,干燥状态脆性较大,曲线斜率较大,而含水后出现明显软化;水的作用降低了粒间的黏聚力和摩擦力;单轴抗压强度与含水率的定量关系呈多项式下降.不同含水率充填体具有不同损伤特性,水对干燥充填体损伤发展有抑制作用,但含水充填体含水率的增加会促进损伤发展.     

离子型稀土浸矿过程矿样力学特性演化规律

通过对重塑稀土试样核磁共振成像和三轴强度测试试验,分析了3%(NH_4)_2SO_4溶液浸矿对重塑稀土试样的黏聚力和内摩擦角的影响。试验结果表明:用3%(NH_4)_2SO_4溶液做浸矿液时,其有效浸矿时间为3 h,而纯水浸矿不存在有效浸矿时间。在3%(NH_4)_2SO_4溶液的有效浸矿时间内,试样的黏聚力出现下降的趋势,下降幅度为79.5%。在3~6 h间继续浸矿,黏聚力又出现小幅度的增加,而试样的内摩擦角一直减小,减小幅度为54.5%。从核磁共振图像可以看出,在有效浸矿时间内,试样的核磁共振图像会出现一条"黑影",随着浸矿时间的继续,"黑影"会从试样的上部移动到底部。由此推断"黑影"为化学置换反应发生的区域。     

离子型稀土浸矿过程渗透率与黏聚力的关系研究

通过三轴试验仪和简易渗透试验仪对重塑稀土矿样进行强度和渗透率的测试试验,研究了2%(NH_4)_2SO_4溶液和5%(NH_4)_2SO_4溶液浸矿试样的黏聚力变化规律,2种溶液浸矿后试样的黏聚力随浸矿时间逐渐减小,尤其是2%(NH_4)_2SO_4溶液浸矿后试样的黏聚力下降速率更快。从2种不同浓度的(NH4)2SO4溶液浸矿试样的渗透率变化可以看出,矿样的渗透率随浸矿时间逐渐增大,较高浓度溶液浸矿后的试样渗透率增加的幅度更大。通过分析浸矿后试样的黏聚力和渗透率的关系得出,随着浸矿试样的渗透率增大,其黏聚力出现下降的趋势。     

浸矿剂阳离子活性与稀土浸出特性关系研究

浸矿剂阳离子活性与浸出特性是离子型稀土浸出率的两个重要影响因素,为研究二者间的相关性,自主研发了柱浸实验装置,并结合核磁共振技术,获得了试样浸矿过程微观孔隙结构演化、浸出速率、稀土浸出量与浸矿次数的关系。综合分析可知,浸矿剂阳离子活性与土样微观孔隙结构、浸出速率关联性不强,试样孔隙结构主要由初始孔隙决定,浸出速率由孔隙结构与颗粒迁移的聚集程度决定。浸矿剂阳离子活性是稀土浸出质量的重要影响因素,但不是唯一的影响因素,浸矿剂物质的量浓度在一定程度上影响浸出效率。