表面活性剂对铜矿石堆浸渗透性的影响

为解决高含泥矿石渗透性差和浸出率低的问题,根据固体表面物理化学和多孔介质中渗流力学对表面活性剂强化渗流的机理进行分析,并在浸出液中加入阴离子表面活性剂进行柱浸试验。研究结果表明:表面活性剂主要通过改变矿石润湿性、降低浸出液黏度、吸附在矿石表面和增强渗透作用4个方面改善矿堆渗透性能;添加表面活性剂改善浸柱渗透性效果明显,在浸出后期渗透系数达到了对照组的2倍;添加表面活性剂使矿石的浸出率提高8.4%。此外,添加表面活性剂使溶浸液的表面张力降低50%。     

电场改善细粒级尾矿浸出渗透效果试验研究

基于变水头法,针对在电场作用下尾矿渗流体系的渗透性进行柱浸试验研究,研究电场作用下体系渗透效果的改善情况,考察电压与渗透系数变化的关系;通过施加脉冲电压进行渗流试验,研究电场对改善体系渗透效果的作用规律。研究结果表明:电场改变了体系双电层结构以及某些"盲区"结构,有利于渗流;电场促使离子加速运移带动渗流加速,电压越高,渗流速度越快,体系的渗透系数越大;电场作用过程中产生的气体积压在体系内部对渗流产生严重的影响;与加电前体系的渗透系数进行对比,在断电稳定后体系的渗透系数有很大提高,电渗固结作用改变了体系内部结构并在断电后被保持,渗透效果提高。     

溶液对斑岩铜矿废石的浸蚀机理及其力学特性

基于直接作用、间接作用、复合作用3种传统微生物浸矿机制,结合堆浸体系内细菌种类(吸附细菌、游离细菌)、废石结构、Fe3+迁移特征,提出直接-间接作用和间接-接触间接作用微生物浸蚀机制,探讨浸出过程废石力学损伤机理;将溶液对废石的生化侵蚀划分为溶蚀、沉淀胶结、结晶膨胀3个阶段,分析不同阶段废石力学性质的变化趋势.研究结果表明:废石在酸性溶液中浸泡45 d后的破裂裂纹比未浸泡、浸泡15d、浸泡30 d的废石要复杂、曲折;浸泡45 d后,废石黏聚力降低87.7％,废石破坏时的剪应力和正应力均降低一半;浸泡后废石表面铜矿物等物质被溶解,表面微裂隙及孔洞得到进一步发育和扩展.     

基于颗粒群组构特性的氧化铜矿柱浸渗流行为分析

以高含泥氧化铜矿为研究对象,针对3种不同组构的颗粒群开展柱浸试验研究,揭示顺、逆流渗流条件下不同粒群结构对矿样渗透性及浸出率的影响规律,提出氧化铜石堆浸的最优颗粒群结构。实验结果表明:颗粒群组构特性的差异主要表现在孔隙率和孔隙分布特征的不同。粒间孔隙的分形特性说明,孔隙分布分维数越小,表明孔隙率越小,颗粒聚集体之间也越紧密,颗粒群的渗透率也越小。在相同酸液环境下,顺流浸矿时矿样的渗透性及铜浸出率均比逆流浸矿时的差。3组矿样的渗透性由大到小依次为B,C和A,而铜浸出率由大到小依次为C,B和A。工程应用表明,C型粒群结构的氧化铜矿石在堆浸生产中具有良好的渗透性和铜浸出率。     

堆浸过程中溶质运移机制及影响因素

针对堆浸溶质运移过程的复杂性和多变性,以揭示溶质运移规律为目的,首先通过对其运移机制进行探讨,并基于矿堆理想渗流假设给出溶质运移均匀流模型,同时考虑矿堆内可流动溶液和不可流动溶液区的作用及其相互影响,建立溶质迁移流动-不流动模型.采用标记物穿透曲线法,进行溶质运移室内管柱实验,主要研究矿石粒径和喷淋强度对溶质运移规律的影响.研究结果表明;大粒径矿样的孔隙直径和孔隙率均比较大,可流动溶液在大孔隙的传导作用而快速流出,因此,溶质初期浓度升高相对较快;而小粒径矿石比表面积大,不可流动溶液比率大,溶质须通过分子扩散运移进入不可流动溶液区,因此,其浓度上升速度较缓;矿堆内不流动溶液是影响溶质运移规律的主要因素,因此,可通过控制矿石颗粒级配和喷淋强度以优化溶质运移过程.     

一株碱性产氨浸铜细菌改良试验研究

碱性浸矿细菌是处理碱性脉石矿物的新型高效菌株. 为提高碱性浸矿细菌( Providencia sp. )的浸矿适应性和浸出率,首次对其进行铜矿浆驯化和紫外诱变改良. 使用Design Expert-8软件对改良菌株进行三因素三水平Box-Behnken试验设计与结果分析,考察矿浆中固相质量浓度、接种量和温度三个因素与浸出率之间的关系,利用Design Expert-8软件对试验条件进行优化,确定改良菌株最佳浸出条件,并得到浸出率预测模型. 在最佳浸出条件下对改良菌株与原始菌株别进行浸出试验,比较二者在改良前后生长及浸出率的变化情况. 结果显示:改良菌株能更好适应矿浆环境,细菌浓度最高时可达6. 5 × 108 mL-1左右,浸出率达到了50. 57%;而改良前细菌浓度最高只有3 × 108 mL-1 ,浸出率也只有29. 03%.     

基于最优组合权重的GRA-TOPSIS深井巷道支护方案优选

为确定矿山最佳深井巷道支护方案,基于最优组合权重构建深井巷道支护GRATOPSIS综合评价模型,以某深井矿山为例,选取14项评价指标作为GRA-TOPSIS综合评价模型的判别指标,运用层次分析法(AHP)和熵权法确定组合权重,引入最小鉴别信息原理优化组合赋权,利用GRA-TOPSIS综合评价方法定量分析备选支护方案,基于评价指标的综合优越度确定最优巷道支护方案。结果表明,5种备选支护方案的综合优越度分别为:50.4%,49.0%,56.6%,42.7%,55.8%。顶板与两帮均锚杆锚索、喷射混凝土,底板锚索并注浆联合支护方式为最优决策。该评价模型能够对支护方案定量评价,模型鲁棒性强。     

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CaSO4·2H2 O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.     

一株产氨浸铜细菌的分离与鉴定

从内蒙古某处土壤中分离出一株分解尿素的产氨细菌(命名为JAT-1),革兰氏阴性,菌落表面平整湿润,乳白色,短杆状.菌体尺寸为0.2~0.4μm×1.5~2.0μm.结合16S r DNA测定和菌株系统发育树分析,其与Providencia Sp.Sam 130-9A同源性高达99%.对其生长特性研究结果表明:JAT-1以10 g·L-1柠檬酸钠作为碳源,20 g·L-1尿素作为氮源,最佳生长p H值范围为8.0~9.5,最佳初始接种浓度20%.采用该细菌进行碱性铜矿摇瓶浸出实验,144 h后铜浸出率可达42.38%,表明该菌株具有应用于碱性铜矿浸出的潜力.