《浸礦條件下溶液細觀滲流機制及演變規律》是依託北京科技大學，由尹升華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：浸礦條件下溶液細觀滲流機制及演變規律
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：尹升華
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
溶浸採礦是處理我國低品位複雜金屬礦產資源的重要技術手段，但是，浸礦過程溶液滲透性差已嚴重製約礦石浸出率和浸出速率的提高。本項目突破傳統的巨觀靜態礦堆研究方法，深入開展堆內溶液細觀滲流特性及其與浸礦反應的耦合機制研究：首先，採用高精度核磁成像技術獲取浸出前後礦堆細觀結構的數值模型，分析細觀孔裂隙結構參數及其在礦物浸出條件下的演變特徵；其次，結合粒子圖像測速法和核磁成像測速技術，測定礦石顆粒間溶液細觀滲流場，揭示顆粒級配、噴淋強度、孔隙尺寸及連通性等因素對溶液細觀滲流的影響規律；再次，開展礦物浸出條件下溶液細觀滲流實驗，測定礦物溶解和溶質沉澱條件下礦堆滲透率、溶液流速等參數，揭示孔隙結構演變對礦堆細觀滲流的影響機制；最後，建立浸礦速率、孔隙率、滲流速率之間的關係模型，藉助多場耦合分析軟體探討溶液細觀滲流的關鍵影響因素，揭示礦堆細觀滲流環境的最佳化調控機制，為改善礦堆內溶液滲透效果提供理論基礎。
結題摘要
溶浸採礦是處理我國低品位複雜金屬礦產資源的重要技術手段，但是，浸礦過程溶液滲透性差嚴重製約礦石浸出率和浸出速率的提高。為揭示堆內溶液細觀滲流特性及其與浸礦反應耦合機制，本項目主要開展了以下工作： （1）基於CT掃描和三維重構技術，建立了級配礦岩散體和單個礦石顆粒的三維數值模型，分析了礦岩散體顆粒間細觀孔隙形狀、尺寸等結構特徵，探討了礦石粒徑對礦堆細觀孔隙結構的影響，揭示了單礦石顆粒內部微孔裂隙發育特徵，對礦石內部微孔裂隙進行了分類。 （2）利用核磁共振成像技術，獲取了柱浸體系礦岩散體顆粒間溶液分布圖像，揭示了礦堆細觀孔隙內溶液分布特徵，得到了不同噴淋強度下柱浸體系溶液滲流場分布特徵，揭示了噴淋強度對流速值分布和速度場均勻性的影響，闡明了細觀孔隙內溶液流場隨噴淋強度的演化規律。 （3）建立了不同浸礦階段礦岩散體三維重構模型，探明了浸礦過程礦岩散體線孔隙率、面孔隙率、體孔隙率和孔隙尺寸等參數隨時間的演化規律，揭示了粗細顆粒分層條件下礦堆孔隙結構浸礦前後的演變特徵，得到了礦物浸出下礦石表面孔裂隙形貌特徵，分析了細粒層位置對礦石表面孔裂隙結構的影響。 （4）研究了不同顆粒級配礦岩散體滲透係數隨浸礦時間的演化規律，開展了粒子圖像測速試驗，揭示了孔隙形狀、連通性等對礦堆細觀孔隙內溶液滲流的影響，分析了礦石內部微裂隙和礦石顆粒間孔隙的分形演化特徵，構建了礦岩介質分形滲流的運動方程、竄流方程、狀態方程和連續方程，實現了礦岩介質分形滲流演化規律的數學表征。 （5）建立了浸礦反應-孔隙演化-溶液滲流綜合模型，通過數值模擬分析了孔隙結構突變條件下溶液滲流軌跡及滲流速度的變化規律，揭示了浸礦前後溶液滲流差異，提出了充氣、電場強化等堆浸體系溶液滲流調控措施。 本項目研究成果可為最佳化礦堆細觀滲流環境、改善礦堆溶液滲透效果、提高有用礦物浸出速率和浸出率提供理論支撐，對促進我國浸礦技術的推廣套用具有重要意義。
