硫化銅礦粒孔隙模型重構與溶液滲流模擬

尹升華，宋 慶?，陳 威，陳 勛

1)北京科技大學金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室，北京 100083

2)北京科技大學土木與資源工程學院，北京 100083

生物浸礦系統是一個固、液、氣三相共存的體系，溶液與礦石接觸并發生化學反應，金屬銅從固態礦石轉移至液態溶液中，浸出液經收集、萃取等工序達到“采銅”的目的[1?3]。生物浸礦技術因其高效率、低成本、綠色等優點，被廣泛應用于多個國家的金屬礦開采[4?6]。然而，在創造了可觀的經濟效益的同時，生物浸銅技術面臨著重大挑戰，如浸出過程中無法保證堆浸系統的滲透性、浸礦菌種活性隨浸出過程逐漸變差和浸礦體系基礎理論不完善等問題[7?9]。浸礦系統中的孔隙為溶液流動提供了空間與路徑，隨著反應的發生，孔隙結構也不斷發生變化，影響溶液的滲流特性，并最終影響浸礦效果[10?12]。制粒預處理技術的出現，較好地解決了浸礦系統滲透性差的問題，改善了礦堆的滲透性[13]；此外，開采及破碎過程中產生的粉礦也得到了回收利用，減少了資源的流失與浪費[14?16].

浸礦過程中，孔隙演變與溶液滲流相互作用，相互影響。近年來，國內外專家開展了大量有關于溶液滲流特性的研究，隨著CT 技術的廣泛應用，浸礦系統中的孔隙演變及溶液滲流規律的研究已取得了較好的成果[17?19]。劉超研究了酸浸氧化銅礦石顆粒內部裂隙結構的演化規律，結果表明酸浸作用下，礦粒孔隙率、裂隙尺寸和數量分別增加了約40%、3.5%和25%；氧化銅礦巖散體線孔隙率也隨時間呈現出一定的演化規律[20]。……