矿堆非饱和渗流中的界面作用

为探明矿堆非饱和浸出渗流规律,以界面作用为切入点,分析了浸出液的运动状态.矿堆中吸力由界面作用产生的基质吸力和吸收扩散产生的渗透吸力组成.孔隙中介质分布的不均匀性和矿石形状的随机性是导致界面作用多样性以及浸出液运动状态复杂的原因.采用毛细上升实验很好地证明了矿堆中吸力的存在,在驱动力的作用下,浸润初期的液面上升速度较快,浸润后期液面上升相对平缓.通过拟合得知液面毛细上升高度与浸润时间符合幂函数关系.理论研究表明可以通过改变固相、液相和气相的物理性质来实现对矿堆非饱和渗流中界面作用的调控.     

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GIS拓扑关系的三维地质剖面信息查询

 煤矿三维地质剖面图的自动生成已有相关研究,但是缺乏剖面图中地层与断层、陷落柱等拓扑关系的考虑及进一步针对剖面图的应用。针对这一问题,提出了三维地质剖面图数据拓扑分析的算法,利用地质剖面图中的拓扑关系,可以实现在剖面图中任意位置地层厚度查询、拾取点到含水层距离计算等功能,从而能够方便、快捷地获取三维地质剖面图中的信息,达到辅助煤矿现场分析的目的。     

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%.     

表面活性剂强化铜矿石浸出

为了解决铜矿石浸出速度慢、浸出率低的问题,在浸出液中加入表面活性剂进行摇瓶试验.通过测量浸出前后溶液表面张力以及铜浸出率,考察了三种不同类型的表面活性剂对铜矿石浸出的影响.研究发现溶液表面张力对矿石浸出影响较大,阴离子表面活性剂的强化浸出作用最为明显,铜浸出率达62.5%.在柱浸试验中,添加阴离子表面活性剂使铜浸出率提高了近10%.利用物理化学和渗流力学对表面活性剂强化浸出机理的分析表明,溶液表面张力和表面活性剂在矿石表面的吸附对矿石表面润湿作用影响较大,表面活性剂在浸出液的持久性也是影响浸出的因素之一.     

极端嗜热硫杆菌浸出黄铁矿

为了探讨极端嗜热菌在高铁、高酸和高温条件下生物脱硫的可行性,采用从腾冲热海酸性温泉分离出的一株新型极端嗜热硫杆菌开展了四组不同初始pH值条件下的黄铁矿生物柱浸实验.该菌株能耐受pH值为0.58、全铁质量浓度为38.9 g.L 1的高酸高铁环境,同时维持580～640 mV的较低电位.初始pH值为2时,浸出28 d后黄铁矿浸出率达到最高为17.8%.生物浸出时,菌株生长依次表现出较明显的迟缓期、对数期和稳定期,且降低初始pH值会延长其到达稳定期的时间.此外,70℃高温和全铁质量浓度为38.9 g.L 1的高铁体系能促进生成黄钾铁矾和少量单质硫沉淀,而菌株能在pH值小于0.9时将大部分S0氧化为SO24.     

表面活性剂强化铜矿石浸出

为了解决铜矿石浸出速度慢、浸出率低的问题,在浸出液中加入表面活性剂进行摇瓶试验.通过测量浸出前后溶液表面张力以及铜浸出率,考察了三种不同类型的表面活性剂对铜矿石浸出的影响.研究发现溶液表面张力对矿石浸出影响较大,阴离子表面活性剂的强化浸出作用最为明显,铜浸出率达62.5%.在柱浸试验中,添加阴离子表面活性剂使铜浸出率提高了近10%.利用物理化学和渗流力学对表面活性剂强化浸出机理的分析表明,溶液表面张力和表面活性剂在矿石表面的吸附对矿石表面润湿作用影响较大,表面活性剂在浸出液的持久性也是影响浸出的因素之一.     

基于均匀设计实验的膏体配比优化

 某铅锌矿使用膏体充填中出现了缓凝现象,添加促凝剂后效果良好。为优化添加促凝剂条件下的膏体物料配比,开展了均匀设计实验。考察了膏体质量分数、砂灰比对泌水率、流动度、充填倍线、膏体强度的影响。实验结果表明,膏体的泌水率、流动度和充填倍线主要受质量分数影响,且均与浓度成负相关。砂灰比对流动度的影响很小,但其是膏体强度的主要影响因素,砂灰比越小,膏体的强度越大。综合考察泌水率、流动度、充填倍线、膏体强度4 种指标对应的配比范围,得出推荐配比为质量分数75%~76%、砂灰比7:1~8:1。     

泵送剂改善膏体输送性能及配比优化

 某铜矿在进行膏体充填试验时遇到了流动性差的问题,为改善膏体的流动性能,进行了泵送剂的试验研究。通过测量膏体的坍落度和扩展度,考查了5 种不同的外加剂对膏体流动性能的影响。流动性测试结果表明,加入泵送剂C 后膏体的工作性能良好,最佳添加量为水泥质量的2.0%~2.5%。开展均匀设计试验,拟合结果表明,质量分数、尾废比与流动性呈现负相关,砂灰比与流动性呈现正相关。依据拟合方程得出膏体的推荐配比:质量分数为77.5%~78.5%,尾废比为4.5~5.5,泵送剂添加量为水泥质量的2.0%,砂灰比为8。优化配比的验证试验结果满足实际要求。     

基于通径系数分析的细菌脱硫实验条件优化

 为探明金属硫化矿细菌脱硫的影响因素与作用机理,采用嗜酸细菌进行柱浸实验。实验方案采用均匀设计法,分析了溶液初始pH 值、布液强度和矿石平均粒径3 个因素对脱硫效果的影响。脱硫实验结果表明,布液强度对矿石脱硫率的影响最大,矿石粒径次之,pH 值最小。对脱硫率进行回归分析,结果表明,布液强度、pH 值与脱硫率为正相关,矿石粒径与脱硫率为负相关,脱硫率预测最大值可达到19.66%。此外,电镜扫描显示,细菌脱硫作用使矿石表面由致密变为疏松,矿石表面的硫含量由43%左右降低至15%左右,表面脱硫率为65%,矿石的可燃性降低。