原地溶浸开采中的多过程耦合作用与反应前锋运动:2.数值模拟

基于流体流动、溶解反应、孔隙度变化、质量守恒等机理建立了原地溶浸开采的多过程耦合与反馈的动力学模型,并编制了模拟程序。应用该模型和程序可以对原地溶浸开采过程中反应前锋的运动进行数值模拟。以用硫酸和氧化剂配制的溶液作溶浸剂的原地溶浸采铀为例,数值模拟结果表明,无论是在均匀孔隙岩石中还是在非均匀孔隙岩石中都可产生复杂形态的反应前锋运动,反应前锋的运动特征和形态稳定性与流体流速和模拟区域大小有关。反应前锋的动力学模拟与研究在原地溶浸采铀的生产和技术研究中有重要意义和应用前景。     

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.     

用层次分析法进行原地溶浸开采方法评价及优选

应用层次分析的基本决策理论,针对原地溶浸开采的复杂条件和主要影响因素,建立了原地溶浸开采方案评价与优选的层次分析模型和分析方法。以新疆某铀矿为实例进行了分析和计算,结果表明酸法地浸是最佳的方案。     

温度-浓度耦合作用下可溶岩钙芒硝溶浸细观结构演化

岩石细观结构通常随外部环境变化而逐渐发展演化,为了研究不同溶浸条件下钙芒硝细观结构演化的规律。通过对特殊的钙芒硝可溶岩在不同温度与浓度溶液中溶蚀过程进行显微CT观测,以孔隙率为表征参数,研究了不同温度、不同浓度盐溶液中,4 mm×4 mm×9 mm长方体试样同一截面的孔隙结构演化特征。试验结果表明,各种条件下钙芒硝均由表及里进行溶解,孔隙发展具有明显的渐进过程;3种浓度条件下,钙芒硝在淡水中的溶浸速度及细观结构演化最快,孔隙率随时间呈线性规律急速增大。在常温淡水溶液中溶浸48 h后,钙芒硝的孔隙率较初始孔隙率增大近10倍,而在半饱和与饱和盐溶液中仅增大1~2倍。不同温度条件下,95℃溶液比常温溶液作用下钙芒硝孔隙率演化速率提高了4~5倍。溶浸作用下钙芒硝可溶岩孔隙率演化存在显著温度与浓度效应。     

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。     

短壁开采的关键层变形与地表沉降耦合作用的数值分析

以潞安矿业集团五阳煤矿村庄下的短壁开采为背景,采用有限元数值模拟软件RFPA2D,对短壁开采中关键层变形与地表沉降情况进行了数值模拟.通过开采宽度和煤柱宽度两个参量的有机组合.研究了地表变形和关键层变形的耦合关系.结果表明,地表变形是受关键层变形约束的,关键层破断前,地表下沉量随关键层下沉量增加而增加,关键层破断后,上覆岩层整体下沉,地表下沉量发生突变,煤柱破坏不仅与自身的宽度有关,也与开采宽度有关.