离子型稀土原地浸矿溶质运移基础研究

离子型稀土开采先后经历了池浸、堆浸和原地浸出,目前广泛采用原地浸矿法,预测和适时调控原地浸矿中溶质运移过程是实施离子型稀土科学化和精准化开采的重要内容。总结了近年来土壤溶质运移几何模型,包括活塞流模型、单毛管模型、毛管束模型,归纳了土壤溶质迁移数学模型,包括对流弥散方程(CDE)、动水—不动水(MIM)模型、随机模型和传递函数模型(TFM),分析了各种模型的特点及在离子型稀土溶质运移的适用性;探讨了色谱塔板理论模型、地理信息系统应用模型、人工神经网络分析离子型稀土溶质运移的可行性,为揭示离子型稀土浸取过程的溶质迁移规律提供思路,有助于进一步完善离子型稀土原地浸矿理论体系。最后提出了离子型稀土溶质运移问题研究可能的发展趋势,为后续研究指明了方向。     

离子吸附型稀土原地浸矿溶质运移基础研究

离子型稀土开采先后经历了池浸、堆浸和原地浸出,目前广泛采用原地浸矿法,预测和适时调控原地浸矿中溶质运移过程是实施离子型稀土科学化和精准化开采的重要内容。总结了近年来土壤溶质运移几何模型,包括活塞流模型、单毛管模型、毛管束模型,归纳了土壤溶质迁移数学模型,包括对流弥散方程(CDE)、动水—不动水(MIM)模型、随机模型和传递函数模型(TFM),分析了各种模型的特点及其在离子型稀土溶质运移过程的适用性;探讨了色谱塔板理论模型、地理信息系统应用模型、人工神经网络分析离子型稀土溶质运移的可行性,为揭示离子型稀土浸取过程的溶质迁移规律提供思路,有助于进一步完善离子型稀土原地浸矿理论体系。最后提出了离子型稀土溶质运移研究可能的发展趋势。     

堆浸工艺中溶质运移的数学模型及其解析解

堆浸工艺中溶质的运移可归结为多孔多相介质中的传质运动。溶质在矿堆中的输运与分布将受到对流、分子弥散、机械逸散、不动水效应、化学反应等多种物理和化学因素的影响, 使溶质的运移变得十分复杂, 并难以定量描述。综合考虑以上影响因素, 分别建立了堆浸中可动和不可动区溶质运移模型。根据质量守恒定律, 推导出堆浸过程溶质运移的基本方程, 在忽略对流的情况下, 给出了方程解的解析表达式, 并由此确定水动力弥散系数。针对某工程实例进行计算, 计算结果较为合理。     

弥散试验参数确定的特殊坐标法

在溶质运移理论研究中,一般采用理想化模型的方法,人们曾从两方面进行了尝试,即使用统计随机游动方法和空间平均技术方法。这两种方法都可以推导出相同形式的水动力弥散方程。对一维均匀流场、平面二维水动力弥散、瞬时脉冲注入示踪剂的地下水水质模型解析解,Garslaw和Jaeger等人借助热传导理论早在1959年就导出其结果。但它们包括了孔隙介质中孔隙速度和弥散系数等物理参数的试验与评价,如何准确可靠地确定这些参数是极其重要的。本文通过弥散过程曲线的分析,严格证明了一种确定其参数的新方法,全面总结了这种方法的实施步骤并给予了验证。文章讨论的问题仅限于水动力弥散系统中溶质运移问题。     

花岗岩风化壳网状裂隙承压含水层弥散试验研究

随着地下水污染问题日益严重,越来越多的学者将溶质运移的弥散理论应用于研究地下水溶质运移规律,以对地下水中污染物的运移及发展趋势进行预测。该文以吉林省通化市某场地花岗岩风化壳网状裂隙承压含水层野外弥散试验为例,采用直线图解法、优选拟合法及径向流模型法等多种方法对研究区人工加速流场进行了参数估算,获得了人工加速流场下含水层的纵向横向弥散度和弥散系数。     

群脉状铀矿床中铀矿石高柱浸出性能的研究

总结了某群脉状铀矿床原地爆破浸出采铀矿石高柱浸出条件试验结果。试验参考某铀矿原地爆破浸出采铀工业性试验的爆破参数，根据Rosin-Rammlar方程，调配了矿石粒度分布。对高柱内矿石不同粒度和不同高度浸出效果进行了研究，结果表明：该矿床矿石浸出性能较好，酸耗低，浸出周期短；铀金属质量浓度梯度变化规律明显；浸出一段时间后加少量氧化剂可明显加快矿石的浸出速率。该试验结果为该矿床原地爆破浸出工业性试验和研究有关技术参数的确定提供了参考和依据。     

《原地浸出采铀反应动力学和物质运移》新书介绍

原地浸出采铀过程是一个典型的带有化学反应的流动过程。这本书是研究和探索原地浸出采铀过程中矿石与流体 (溶浸液 )作用的浸出反应动力学和溶质运移的一部专著。作者阙为民等人自 1 987年以来一直从事原地浸出采铀的科研和设计工作 ,该书也是作者对所承担的多项科研课题和核科学基金项目在这一领域的研究工作总结。全书共分 7章 ,主要内容包括 :原地浸出采铀技术简介 ,原地浸出采铀的物理化学原理 ,浸出过程动力学 ,元素的迁移与沉淀 ,溶液在含矿含水层中的运移模型 ,流动反应器及流动体系模型及原地浸出采铀地球化学动力学模型。该书可供…     

原地浸出采铀地球化学动力学模型研究

在介绍原地浸出采铀水动力学模型、化学动力学模型及溶质运移模型的基础上，较详细地讨论了原地浸出采铀地球化学动力学模型的建立方法；运用建立的地球化学动力学模型对原地浸出采铀时流线特征进行了分析，同时介绍了运用地球化学动力学模型定量评价矿床水文地质条件的方法。     

高温高硫铜矿原地破碎微生物浸出理论与实践

原地破碎微生物浸矿技术是将采矿爆破技术与生物冶金技术有机结合而形成的一种井下就地提取矿物有用组分的新型采冶工艺技术,为了开发利用东同矿业公司赋存的大量高温高硫低品位硫化铜矿,北京矿冶研究总院和江西东同矿业公司合作,进行了"高温高硫铜矿原地破碎微生物浸出试验研究"项目研究,内容涉及矿石溶浸化学、浸出动力学、计算机渗流模拟、布液参数优化、集液工程设计、原地爆破技术、微生物浸矿过程研究、全流程成本控制等诸多方面。经过5年系统、全面的研究试验工作,形成了适应于地下矿山原地破碎细菌浸出开采回收的完整生产技术,首次实现了原地破碎细菌浸出开采技术在我国有色矿山的成功应用,取得了良好的经济效益和明显的社会效益。     

原地爆破浸出采铀技术的改进及应用

从爆破工艺、落矿筑堆施工、布液浸出等方面对原地爆破浸出采铀技术进行了改进,并通过在西安中核蓝天铀业有限公司具体采场的应用,证实改进是有效的.应用实践表明,将原地爆破浸出与常规采矿有机结合,实现优势互补,对提高资源的回收利用率具有很好效果.提出了对原地爆破浸出采铀技术发展的几点建议.     

抽注流量分配及抽注比对地浸溶液扩散的影响

根据新疆某铀矿床4#采区地质、水文地质条件以及地浸钻孔数据,运用地下水数值模拟软件Visual MODFLOW建立地浸溶液渗流与溶质运移模型,研究了抽注流量在采区各钻孔的不同分配方式以及不同抽注比对地浸溶液渗流运移的影响。结果表明:影响地浸溶液向采区外围扩散的主要因素是采区单孔流量的分配方式,即采区单孔流量的空间分布状况;在抽注流量分配方式一定的情况下,采区总抽注比的变化对溶液扩散的影响并不明显。加权平均方法可使采区各局部的抽注流量分配更均衡,采区以3 840m3/d的总抽液规模、抽注比为1.0005运行5a,地浸溶液向外围扩散的范围不超过200m,采区下游是溶液扩散外流的主要区域,需要重点关注。无论是从控制溶液外流的角度,还是从采场均衡浸出的角度,更应该关注采区各钻孔的流量合理分配和各子单元的抽注平衡,而非采区的总体抽注比。     

基于土柱淋滤实验的U天然在包气带迁移模拟研究

以某地浸铀矿山为例,基于室内土柱淋滤实验,分析了包气带对U_天然的吸附和阻滞能力,确定了U_天然在包气带中的阻滞系数和分配系数等关键溶质运移参数,并结合实验结果,采用Hydrus-3D建立包气带数值模型,预测了放射性核素U_天然在土壤包气带中的迁移规律,结果表明：包气带对U_天然有较强的吸附阻滞能力,通过实验和模拟相结合的手段,可模拟预测U_天然在包气带中的迁移过程,为地浸铀矿山土壤、地下水环境治理及风险防控提供参考。     

某铅锌矿巷道型采场粉尘扩散特性研究

为了掌握局部通风的长抽长压式巷道型采场在凿岩作业时粉尘颗粒扩散特性研究,获取合理的通风除尘参数,以某铅锌矿巷道型采场为研究背景,依据相似理论基本原理,建立巷道型采场相似实验模型。对采场模型及现场进行风流特性试验,研究了不同工况点下采场风流变化特性;不同风速下采场模型粉尘浓度及分散度试验;分析不同工况点对粉尘浓度及分散度影响程度。结果表明：采场流场在不同风速下,当粉尘颗粒从模型工作面位置进入采场模型后,发现粉尘颗粒粒径大小位移距离会发生明显变化,当工况点风速为0.75 m/s时,工作面粉尘浓度最高为76.4 mg/m3,大部分粉尘颗粒粒径小于10 um,粉尘平均分散度为66.29%,粉尘粒径分散度主要集中在小于2 um,与现场实测结果吻合,说明此工况粉尘颗粒沉降效果最佳。     

无底柱分段崩落采矿法在某铀矿床的应用

针对蓝天铀业公司某铀矿床在采用充填法、原地爆破浸出等开采方法中存在的问题,经反复论证,决定采用无底柱分段崩落采矿法.论述了为采用这种开采方法所进行的矿床开拓工程、通风工程、溜井系统及采场设计,介绍了在实施无底柱分段崩落法开采中的凿岩工艺、切割工作、爆破落矿、回采出矿及矿石运输等环节.经过半年多的试生产,证实这种开采方法在该铀矿床的应用是成功的,生产能力达到了设计指标,回采率、贫化率也基本达到了设计指标.     

煤矸石淋溶微量元素对土壤水环境污染的仿真研究

通过室内实验分析了pH值对煤矸石中微量元素析出的影响，并基于多孔介质流体力学和溶质运移动力学理论建立了定量描述微量元素在土壤水环境系统中迁移的数学模型，通过有限差分方法进行数值离散，分析了不同质地的土壤和降雨强度对微量元素浓度分布的效应。预测了20a内其在地下水中浓度的分布．结果表明：淋溶的时间长短、pH值的大小都会对污染造成影响，pH值对不同微量元素其淋溶量也会有所不同，淋溶时间越长，微量元素的淋溶量会不断地增加．随着时间的增加，微量元素污染的范围将不断扩大．     

压力波动法地浸采铀的数值模拟初步研究

目前国内外的地浸研究侧重地浸化学机制及工艺,不能很好地解决铀矿层非均质性引起溶浸流体非均质流动带来的非优势流动区域和溶浸死区等问题。基于流动传质理论、室内试验和注气现场试验,笔者提出了压力波动溶浸开采的方法,即采用高压缩性的气液混合溶浸流体进行压力波动条件下的地浸开采。基于分散相气液混合流体特性和流动-反应-传质理论,采用COMSOL-Multiphysics软件模拟了传统中性地浸和压力波动法地浸的采铀过程。数值模拟结果显示:压力波动过程中,溶浸流体在矿层中胀缩变形,可促进高渗透区域与低渗透区域的流体流动传质过程,特别是低渗区域的对流-弥散传质作用;铀回收率随压力波动次数变化而变化,回收率曲线明显区别于传统地浸回收率曲线,铀回收速率和回收率提高。初步结果表明,压力波动法地浸对提高非均质铀矿层的回收速率和回收率在技术上具有可行性。     

就地浸出液流系统模拟试验

采场液流系统的研究是就地浸出的关键技术之一。本文介绍了寿王坟铜矿空区存窿矿石液流系统模拟试验方法与内容,从36组实验取得的大量数据中得出布液强度与底部收液率、侧向渗漏量、渗流速度及扩散半径的关系。建议在工业试验中宜采用滴灌喷淋布液方式,布液制度采用40min/h,布液强度8～10L/(m2·h),布液孔距1 2～2 0m。模拟实验结果为工业化浸出生产提供了设计依据。     

新疆某砂岩型铀矿地浸对采区外围地下水的影响

砂岩型铀矿地浸开采过程中溶浸液向采区外围运移是一个倍受关注的问题[1]。本文对新疆某砂岩型铀矿地浸采区开拓前及开采期间地下水渗流场及地下水中与酸法地浸相关的主要化学组分进行了监测和对比分析,以研究地浸开采过程中溶浸液对采区外围地下水渗流场的影响及溶质运移过程。结果表明,地浸新采区投入运行后4个月内,采区外围60m范围内含矿含水层地下水渗流场发生了明显的改变,采区外缘下注的部分溶浸液在所形成的较强的地浸地下水渗流场驱动下向周围发生了一定程度的扩散运移。