添加细菌对充填材料性能的影响

为研究细菌来源、细菌溶液体积分数以及黏结剂质量分数对充填材料性能的影响,采用正交设计实验方法,开展充填材料制备实验,考察实验过程中抗压强度、持水量、体积收缩率等参数的变化,分析细菌来源、细菌溶液体积分数以及黏结剂质量分数对充填材料性能的影响规律;对选定的黏结剂进行细菌接种实验,研究黏结剂对细菌群落的影响。研究结果表明：黏结剂对细菌群落无明显影响;各因素对充填材料性能的影响程度按由大到小顺序排列依次为黏结剂质量分数、细菌溶液体积分数和细菌来源;当细菌溶液体积分数为100%、黏结剂质量分数为30%、细菌来源为A时,充填材料的体积收缩率、塌落度以及抗压强度分别为4.09%,18.94 cm以及5.19 MPa,在此条件下,充填材料性能最佳;添加细菌溶液可使Fe²⁺快速转化为Fe³⁺,Fe³⁺浓度增大,促进Fe³⁺水解形成沉淀物质,减少充填材料内部裂纹数量,提高充填材料性能。     

次生硫化铜矿微生物浸出实验

微生物浸矿是提取低品位,难选次生硫化铜矿中有价元素的最有效方法之一.本研究利用嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidthiobacillus ferrooxidans)浸取福建某难选次生硫化铜矿,依次开展浸矿菌富集培养实验、驯化转代实验和不同粒径配比下柱浸试验,获得了不同阶段的细菌浓度、pH值、铜浸出率等演变规律;并结合电子计算机断层扫描技术实现了柱内矿堆塌落、截面孔隙演化和浸矿机理研究.研究表明:细菌浓度和pH值均呈现缓慢增加后趋降低的趋势,浸柱中细菌增殖较慢,浸矿480 h后,细菌浓度仅为每毫升5×107个.浸矿过程中,细颗粒趋于向柱底迁移,矿堆出现塌落;柱顶孔隙率变大,增幅为6.65%,柱底孔隙率变小,降幅为8.29%;塌落程度与细粒含量成正比,最小塌落为1.7 mm,最大塌落为6.15 mm.入堆矿石粒径极大影响着柱浸体系的浸出效果.实验中柱浸B组(粒径r<1 mm占28.41%)浸矿效果最佳,浸矿480 h后铜浸出率达47.23%.     

不同孔隙比下风化壳淋积型稀土矿强度特性

风化壳淋积型稀土开采过程中,孔隙比为影响浸矿效果和矿体稳定性的关键因素.为探索不同孔隙比下风化壳淋积型稀土矿强度特性变化,选取6组重配比的稀土矿样,对不同孔隙比矿样进行了直接剪切实验,探讨孔隙演化对矿体抗剪强度的作用规律,揭示孔隙比对黏聚力和内摩擦角的影响机制.研究表明:不同孔隙比非饱和稀土矿对应着不同的剪切强度,基于试验数据发现剪应力与剪位移呈"类抛物线"变化,并建立了孔隙比与抗剪强度指标的关系模型.机制分析认为,随着孔隙比的增大,结合水膜效应逐渐弱化,粒间接触点数目也随之减少,使矿体抗剪强度减小.     

利用农业废弃物发酵产生的残渣提高低品位硫化铜矿生物浸出铜的回收率

生物浸出回收低品位硫化铜矿中的铜金属具有操作简单、低能耗、节约经济等优点,低品位硫化铜矿生物浸出效率低是其面临的主要问题之一。本文为了促进生物浸出效率,研究了农业废弃物发酵产生的残渣对低品位硫化铜矿石生物浸出、铜浸出率和细菌群落的影响。研究结果表明,添加适量农业废弃物发酵产生的残渣有助于低品位硫化铜矿的生物浸出,这主要是通过减少Fe3+水解形成的钝化层来实现的。浸矿过程中添加5 g·L1农业废弃物发酵产生的残渣后,铜浸出率提高到了78.35%,细菌浓度提高到了每毫升9.56 107个。同时,通过16S rDNA分析可知,添加农业废弃物发酵产生的残渣可以影响微生物群落。添加农业废弃物发酵产生的残渣后,各个实验样本间差异变大,最大值达到0.375。在生物浸矿实验过程中,添加5 g·L1农业废弃物发酵产生的残渣的实验样本中Acidithiobacillus ferrooxidans所占比例最高,达到了28.63%。     

不同堆体结构下矿岩散体内溶液渗流规律

通过设置分层筑堆方式,再现真实堆内复杂的分层结构,并结合CT技术与COMSOL Multiphysics模拟软件实现对堆内溶液流动轨迹、渗流速度场等细观研究。探究粗-细颗粒层或细-粗颗粒层交界面处流线的近水平方向的滑移现象,证实并讨论堆内层间流。研究结果表明:由于矿石粒径、相邻矿石的位置关系等因素影响,堆内不同位置的溶液流动轨迹、渗流速度场各不相同,溶液流经孔喉处时流速出现骤增,孔喉中心处取得最大值;偏析矿堆内溶液优先流的存在形式主要有2种:大孔道流与层间流,二者是导致堆内溶液不均匀分布的重要诱因。