堆浸过程溶质运移机理与模型

针对堆浸过程中, 溶质运移由于受各种物理、化学和外界环境等因素的影响, 使溶质的运动变得更加复杂, 并难以定量描述的问题, 将矿堆中溶液分为可流动和不可流动溶液两类, 将矿石浸出过程和浸出核收缩模型划分为3个界面, 并分析其在划分溶质运移过程中的作用. 对可流动将和不可流动溶液中溶质运移机理分别进行剖析, 并给出运移表达式. 根据质量守恒定律, 推导堆浸过程溶质运移的基本方程, 并结合溶液的分类方法, 建立堆浸可动和不可动区溶质运移模型. 分析结果表明： 溶质在不同类型溶液中的运移机理截然不同, 在不可流动溶液中, 溶质以分子扩散形式运移;在可流动溶液中, 以机械弥散和对流传质为主.     

水压支柱支护特性及其在深井开采中的应用

研究了水压支柱的工作原理、支柱的阻力特性曲线以及水压支柱的等效刚度和阻力增量等参数,并确定了工作面顶板下沉量与支柱初撑力、支柱阻力增量之间的相互关系,求出了水压支柱的最小初撑力、额定初撑力和额定支柱工作阻力等参数的计算方法;此外,还对水压支柱的让压性能及其在湘西金矿深井缓倾斜复杂薄矿脉开采工艺技术中的应用进行了分析.得出:湘西金矿深部试验采区水压支柱的额定初撑力为162kN,额定工作阻力为200kN,合理支护网度为2.0m×2.0m;水压支柱在湘西金矿的使用,改善了采空区顶板的受力条件,为落矿、运搬及充填工作提供了良好的作业环境,为缓倾斜薄矿脉强化开采提供了可靠的安全保障.     

溜井强化出矿新工艺(英文)

溜井放矿在矿山生产中占有重要地位。溜井中滞流区矿石的频繁堵塞是影响正常生产的关键因素。本文从理论的角度阐述了矿石在溜井中的成拱原因及振动出矿的破拱机理,剖析了我国在大运量溜井中成功使用振动出矿机的最新经验;同时指出了以振动出矿为主要内容的溜井强化出矿新工艺对促进出矿自动化和连续化具有重大的意义。     

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%。     

基于离散元理论的自然崩落法放矿细颗粒渗移过程研究

为探讨自然崩落法放矿过程中废石细颗粒的渗移规律及诱因,利用离散元软件EDEM分别从粗细颗粒数量比、直径比及矿岩含水率三个方面对细颗粒的渗移过程进行模拟,并设置标志颗粒对不同区域的相邻粗细颗粒进行跟踪。研究结果表明：放矿提前贫化率随粗细颗粒数量比的增大不断降低;废石细颗粒渗移速率随粗细颗粒直径比的增大而增大,且受含水率影响显著;相邻位置的细颗粒的渗移速度大于粗颗粒的下降速度。研究结果为进一步探讨矿石损失贫化、确定采场结构参数及优化放矿管理制度提供理论支持。     

基于图像处理的矿石颗粒三维微观孔隙结构演化

采用高精度显微CT技术及三维图像分析方法研究氧化铜矿石颗粒在酸浸前后内部微观孔隙结构特征及其演变,考察孔隙率、孔隙尺寸分布、孔隙连通度、孔隙分维等参数的变化规律。结果表明：酸浸后矿石颗粒的孔隙率明显增加,孔隙尺寸分布范围更广,出现一定比例的大孔隙,平均孔隙直径增加2~3倍;孔隙连通度在酸浸前基本为零,酸浸后明显增加,并在各方向上呈现空间变异性;孔隙分维数在浸出结束后也有所增大,且在一定范围内与孔隙率及平均孔隙直径呈指数增长关系。借助三维图像分析可实现矿石浸出过程中内部微观孔隙结构的定量描述,从而揭示矿石颗粒孔隙结构的演化规律。     

酸性环境中富水充填材料腐蚀及劣化机理

为了研究酸性环境对富水充填材料的影响,通过强度检测、扫描电镜、能谱分析及X射线衍射( XRD)等实验手段,分析富水充填材料在酸性环境中浸泡后的宏观性能及微观结构变化,并探讨其腐蚀及劣化机理.结果表明：富水充填材料在pH值为1和3的盐酸溶液中浸泡180 d后抗压强度比标养28 d的强度分别降低88.8%和58%,在pH值为3的硫酸溶液中浸泡后降低68%,pH值为1的硫酸溶液中浸泡后强度降为零;微观实验结果显示随着富水充填材料在硫酸溶液中浸泡时间的延长,试件内部有二水石膏生成,盐酸溶液中试件仅在pH值为1的溶液中浸泡180 d后产生二水石膏;盐酸溶液对富水充填材料的腐蚀主要为H+中和作用下硬化体结构的溶解腐蚀,硫酸溶液对材料的腐蚀为硬化体结构的溶解腐蚀和石膏的膨胀腐蚀;硫酸溶液对富水充填材料的腐蚀作用强于盐酸溶液.     

缓倾斜薄矿体连续开采的采场稳定性数值模拟

介绍了ＲＦＰＡ′９８ 数值模拟计算软件的特点和计算方法,并结合湘西金矿深部无间柱连续开采技术研究课题,建立了采场数值模拟计算模型,分析了采场的稳定性．通过计算,准确模拟了采场回采过程中的应力分布情况,为优化采场结构参数和指导采场地压控制提供了可靠的理论依据．     

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。     

高碱氧化铜矿堆浸过程中的化学沉淀与调控

以高碱氧化铜矿为研究对象,运用电镜扫描技术、X线衍射技术研究堆浸过程中化学沉淀的成分及沉淀物的表面形貌,并通过添加不同的防垢剂对化学沉淀进行调控.研究结果表明:CaSO4.2H2O沉淀是堆浸过程中化学沉淀的主要成分,属于一类沉淀物,不受pH控制.CaSO4·2H2O沉淀结晶受饱和度影响,扩散机制是晶核生长的主导机制.防垢剂对CaSO4·2H2O沉淀具有明显的溶蚀作用,其中以水解聚马来酸酐HPMA对CaSO4.2H2O的溶解效果最好,其添加量与对CaSO4·2H2O沉淀溶蚀能力呈指数函数关系,Ca2+的浓缩倍数最高可达到1078.54％.