堆浸工藝中礦巖散體介質的滲透特性試驗研究.pdf

1、堆浸技術因為能較好回收礦產資源，且具有成本小、勞動條件好，作業(yè)安全等顯著優(yōu)點，已經得到了越來越廣泛的應用。堆浸工藝中，浸出過程是通過溶液在礦堆中的滲流來實現(xiàn)的，而礦堆的滲透性能又影響溶液的流動速率和路徑，由此可見，礦堆的滲透性能對浸出效果起著重要作用。因此，論文結合“973計劃”項目課題(2004CB619206)《微生物浸出體系多因素強關聯(lián)》、“國家杰出青年科學基金”項目(50325414)《散體多相介質中多級滲流傳質的動力學研究》以

2、及“國家創(chuàng)新群體基金”項目(50321402)《硫化礦生物提取的基礎研究》，對堆浸工藝中礦巖散體介質的滲透特性進行研究，具有重大的社會、經濟意義和學術價值。論文主要完成的工作有： 在前人研究成果的基礎上，借鑒散體力學有關理論，從巖石破碎時的能量原理出發(fā)，結合對散體顆粒分布的統(tǒng)計分析，給出了粒徑的分布密度和分布函數(shù)，建立了散體粒徑的對數(shù)正態(tài)分布模型，并求出了粒徑分布的統(tǒng)計特征，為進一步研究散體物理力學特性提供了理論基礎。

3、從礦巖散體介質的滲透特性出發(fā)，分析了堆浸工藝中溶浸液滲流運動的規(guī)律以及應力場變化對滲流場的影響機理，建立了有關各向異性散體中非穩(wěn)定滲流的偏微分方程，推導了滲流運動與散體孔隙比的變化關系，得出應力場通過影響散體的體積應變和孔隙率而影響散體的滲透率，從而最終影響滲流場的結論。 采用自行設計的試驗裝置對礦巖散體介質的滲透特性進行了試驗研究，認為礦巖散體介質存在各向異性特征，探明了相關因素對滲透特性的影響規(guī)律，并得出在柱浸過程中滲透系數(shù)

4、會逐漸減小的結論，為工程應用提供了科學依據(jù)。 分析了堆浸工藝中礦巖散體介質孔隙發(fā)育的過程和機理，認為孔隙發(fā)育過程可以分為初始階段和穩(wěn)定階段，并且在穩(wěn)定階段存在反應一輸運一力學的反饋作用?；诳紫吨辛黧w為穩(wěn)定流的前提下，提出了一種堆浸工藝中礦巖散體介質孔隙發(fā)育的數(shù)學模型，該模型較好地反映了堆浸工藝中的流體流動—化學反應—形變過程。 針對堆浸現(xiàn)場情況，利用Fluent流體計算軟件對礦巖散體介質中流體流動的規(guī)律進行了數(shù)值模擬，