激波對(duì)堆浸滲透性與浸出率的影響

艾純明，王貽明，劉 超

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激波對(duì)堆浸滲透性與浸出率的影響

艾純明1，王貽明2，劉 超3

(1. 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，葫蘆島 125105；2. 北京科技大學(xué) 金屬礦山高效開(kāi)采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；3. 萬(wàn)寶礦產(chǎn)有限公司，北京 100053)

為解決浸出礦堆滲透性差、浸出率低的問(wèn)題，引入激波管試驗(yàn)，并結(jié)合滲流力學(xué)原理、CT掃描等手段考察應(yīng)力波改善堆浸滲透性的效果，采用變水頭法對(duì)礦柱的滲透性進(jìn)行了測(cè)量。結(jié)果表明：激波對(duì)堆浸散體介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)起到了松散作用，礦柱孔隙當(dāng)量直徑擴(kuò)大了32%，孔隙率提高了5.72%，滲透系數(shù)增加了3.8~10倍，溶液滲流得到了強(qiáng)化，并體現(xiàn)出一定的時(shí)效性；經(jīng)過(guò)激波作用后，礦石浸出率提高了近10%，在反應(yīng)后期激波提高浸出率的作用更明顯。

激波；堆浸；滲透性；浸出率；孔隙結(jié)構(gòu)

在礦石堆浸中，溶液運(yùn)達(dá)目的礦物以及有用組分運(yùn)出礦堆這兩個(gè)過(guò)程均需通過(guò)滲流作用完成，因此礦堆的滲透性是影響礦石堆浸效果的關(guān)鍵因素[1]。礦堆滲透性直接影響到溶液分布的均勻程度[2]以及金屬回收率[3?4]，滲透性越差，回收率越低。礦堆滲透性差已成為制約堆浸技術(shù)發(fā)展的一大難題，為改善堆浸體系的滲透性能，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從物理、化學(xué)等角度提出了多種改善礦堆滲透性的措施，包括粉礦制粒技術(shù)[5]、礦石分級(jí)筑堆、添加化學(xué)藥劑[6?7]等，均取得了良好的效果。應(yīng)力波作用到堆浸礦石，可改變礦堆原有的物理形態(tài)，為改善堆浸滲透性提供了可能。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于應(yīng)力波作用下散體多孔介質(zhì)體現(xiàn)出不同的力學(xué)強(qiáng)度和滲流特性方面，已經(jīng)作出了大量的研究。在沖擊載荷作用下多孔介質(zhì)或散體介質(zhì)的滲流特性研究方面，張均鋒等[8?9]研究了沖擊載荷作用下的飽和砂的滲流強(qiáng)化與結(jié)構(gòu)破壞，試驗(yàn)觀察到試樣中出現(xiàn)縱向排水通道、橫斷裂紋等現(xiàn)象，滲透系數(shù)最大增加4~6倍；李世海等[10]建立了沖擊載荷的簡(jiǎn)單一維力學(xué)模型。國(guó)勝兵等[11]、王明洋等[12]采用爆炸的方法研究了沖擊載荷對(duì)飽和砂的密實(shí)和液化特性。激波管產(chǎn)生的激波作用于散體時(shí)可以形成應(yīng)力波，高速高壓氣體對(duì)散體產(chǎn)生破壞作用，試驗(yàn)條件易于控制，因此激波試驗(yàn)在研究散體滲透性方面得到廣泛的應(yīng)用。BRITAN等[13?15]采用激波管的方法，研究了散體介質(zhì)中波的傳播特性。吳愛(ài)祥等[16]利用激波管試驗(yàn)研究了采空區(qū)冒落形成的空氣沖擊波與礦石墊層的關(guān)系。

鑒于激波管的優(yōu)點(diǎn)，本文作者利用激波管產(chǎn)生沖擊波作用于堆浸散體介質(zhì)，進(jìn)而在介質(zhì)中產(chǎn)生應(yīng)力波，研究應(yīng)力波引起堆浸散體介質(zhì)結(jié)構(gòu)和滲透性發(fā)生變化的規(guī)律。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)礦石

試驗(yàn)礦樣取自我國(guó)南方某銅礦，該礦山采用堆浸法回收金屬銅。礦石破碎后采用標(biāo)準(zhǔn)圓振篩篩分，取粒徑小于8 mm的自然級(jí)配礦樣，粒級(jí)組成曲線見(jiàn)圖1。

平均粒徑

式中：d、d+1分別為第組粒度范圍的始末粒度值；a為第組粒度范圍的質(zhì)量分布頻率。

圖1 試樣級(jí)配曲線

1.2 試驗(yàn)裝置

為研究激波對(duì)堆浸散體介質(zhì)結(jié)構(gòu)及滲透性的影響，采用自行研制的激波管試驗(yàn)裝置，如圖2所示。

圖2 激波管試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)裝置由空壓機(jī)、貯氣包、控制系統(tǒng)、激波管、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和分析系統(tǒng)組成。貯氣包主要用于調(diào)節(jié)空壓機(jī)的機(jī)械脈沖，穩(wěn)定沖擊波壓力。在出口處設(shè)有壓力表，監(jiān)測(cè)貯氣包出口壓力。激波管由加載段、試驗(yàn)段和出口段組成，由有機(jī)玻璃管制作，內(nèi)徑50 mm，長(zhǎng)500 mm至1000 mm，采用法蘭盤(pán)螺栓連接。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由微型壓力傳感器(S1~S8)和數(shù)據(jù)采集儀組成，微型壓力傳感器安裝在激波管試驗(yàn)段管內(nèi)壁，數(shù)據(jù)采集儀采樣頻率500 Hz，主要記錄壓力波形和幅值。應(yīng)用計(jì)算機(jī)專(zhuān)用軟件分析采集的數(shù)據(jù)。

激波管試驗(yàn)加載段與試驗(yàn)段柱子內(nèi)徑相同，均為50 mm，加載段長(zhǎng)1000 mm，試驗(yàn)段長(zhǎng)400 mm。

激波強(qiáng)度通過(guò)貯氣包出口壓力控制，通過(guò)試驗(yàn)確定激波強(qiáng)度分別為3、4和5 kg/cm2，由加載段壓力和試驗(yàn)段壓力比，可以換算出激波的馬赫數(shù)M為1.5~1.8。

試驗(yàn)樣品裝樣量600 g，裝樣高度23.5 cm，礦柱底部和頂部均裝有粗砂和玻璃微珠作為緩沖過(guò)濾層。試驗(yàn)設(shè)有對(duì)照組。

1.3 滲透性測(cè)量

采用變水頭法[17]測(cè)量礦柱的滲透性，試驗(yàn)裝置如圖3所示。

圖3 變水頭法測(cè)定滲透系數(shù)原理圖

在滲透試驗(yàn)過(guò)程中任一時(shí)刻，變水頭的水位為，經(jīng)過(guò)時(shí)間d，浸出柱中的水位下落d，則在時(shí)段d內(nèi)經(jīng)過(guò)細(xì)管的流水量d為

d=d(2)

式中：為浸出柱截面積。

根據(jù)達(dá)西定律，在時(shí)段d內(nèi)流經(jīng)試樣的滲水量又可表示為

式中：為礦柱高度；為滲透系數(shù)。

聯(lián)立式(2)和式(3)并進(jìn)行積分：

即可得出礦柱的滲透系數(shù)：

式中：1、2分別為不同計(jì)時(shí)時(shí)刻；1、2分別為1、2時(shí)刻浸出柱中對(duì)應(yīng)的水頭。

1.4 孔隙結(jié)構(gòu)檢測(cè)

沖擊波作用于散體介質(zhì)時(shí)，在散體介質(zhì)中形成超壓，并向前傳播，當(dāng)超壓超過(guò)散體介質(zhì)的強(qiáng)度極限時(shí)，會(huì)引起散體結(jié)構(gòu)破壞和顆粒重排，導(dǎo)致散體孔隙結(jié)構(gòu)的變化，宏觀上表現(xiàn)為孔隙率的變化。在滲流特性上表現(xiàn)為滲透性的變化即滲透系數(shù)的變化。采用X射線CT技術(shù)觀察激波作用前后試驗(yàn)柱中散體孔隙結(jié)構(gòu)的變化，研究激波對(duì)堆浸散體結(jié)構(gòu)的影響。

1.5 浸出率計(jì)算

浸出率是判斷浸出效果好壞的重要指標(biāo)，本次試驗(yàn)采用液計(jì)浸出率評(píng)價(jià)浸出結(jié)果。液計(jì)浸出率是根據(jù)溶液中目標(biāo)金屬離子濃度和溶液體積計(jì)算，計(jì)算方法如式(6)所示。

式中：l為液計(jì)浸出率，%；α為第級(jí)反應(yīng)合格液質(zhì)量濃度，g/L；V為第級(jí)反應(yīng)合格液的體積，L；為浸出前礦石質(zhì)量，g；為浸出前礦石中銅含量，%。

2 結(jié)果與討論

2.1 激波的傳播與衰減

當(dāng)激波作用在堆浸散體介質(zhì)上時(shí)，以超壓Δ向前傳播，超壓可用下式表示。

Δ=?g(7)

式中：為沖擊波波陣面作用與散體介質(zhì)上的壓力，g為介質(zhì)孔隙流體壓力。

由于散體介質(zhì)的滲濾與彌散效應(yīng)，沖擊波強(qiáng)度很快衰減，以應(yīng)力波或振動(dòng)波向前傳播。根據(jù)LEVY 等[18]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，沖擊波在散體介質(zhì)中衰減很快，且隨著傳播距離的增加，沖擊波波陣面的超壓迅速下降，下降曲線近似為負(fù)指數(shù)形式，即

Δ=e?(8)

式中：為常數(shù)；為傳播距離。

2.2 試樣孔隙結(jié)構(gòu)變化

2.2.1 孔隙率

試驗(yàn)樣品的孔隙率由下式確定。

式中：c為樣品的密度，s為樣品的顆粒密度。

試驗(yàn)過(guò)程中孔隙率隨激波強(qiáng)度的變化見(jiàn)圖4。

圖4 激波強(qiáng)度與孔隙率的關(guān)系

由圖4可以看出，礦柱的孔隙率隨激波強(qiáng)度的增大而加大，孔隙率由49.72%增大至55.44%，提高了5.72%。

2.2.2 CT掃描圖像

在試驗(yàn)柱上設(shè)置標(biāo)記點(diǎn)，試驗(yàn)樣品孔隙結(jié)構(gòu)的變化通過(guò)X射線CT掃描，分析應(yīng)力波(激波強(qiáng)度5 kg/cm2)加載前后試驗(yàn)樣品標(biāo)記點(diǎn)的孔隙結(jié)構(gòu)的變化，以此分析試樣孔隙結(jié)構(gòu)的變化，見(jiàn)圖5。在激波加載前后，樣品頂?shù)撞坑煤Y板固定，基本保持CT掃描過(guò)程中樣品結(jié)構(gòu)不變。

圖5中左側(cè)為激波作用前，右側(cè)為激波作用后。圖5(a)中掃描位置距礦柱底部18 cm，圖5(b)中掃描位置距礦柱底部10 cm。

對(duì)CT掃描圖像進(jìn)行二值化處理后，計(jì)算孔隙率的大小，結(jié)果如圖6所示。

由圖6可以看出，在應(yīng)力波作用后，兩個(gè)位置的孔隙率均得到了增加。圖6(a)中的孔隙率更大，因?yàn)槠湮恢孟鄬?duì)較高，密實(shí)程度小。圖6(b)位于礦柱下方，密實(shí)程度大，孔隙率相對(duì)較小，但其更接近應(yīng)力波源頭，應(yīng)力波對(duì)該位置的松動(dòng)效果更為明顯。

2.2.3 孔隙直徑分布

不規(guī)則斷面孔隙的直徑可以用當(dāng)量直徑來(lái)描述，當(dāng)量直徑即不規(guī)則孔隙斷面內(nèi)切圓的直徑。為了了解激波作用前后試樣孔隙直徑分布的變化情況，利用試驗(yàn)前后樣品標(biāo)志斷面的CT掃描圖像，通過(guò)分析統(tǒng)計(jì)標(biāo)志斷面孔隙當(dāng)量直徑的分布情況，分析試樣在試驗(yàn)前后宏觀孔隙當(dāng)量直徑分布的變化，標(biāo)志斷面孔隙當(dāng)量直徑分布的變化情況見(jiàn)圖7。

由圖7可知，在應(yīng)力波作用后，礦柱孔隙直徑由0.28 mm增大至了0.37 mm，提高了32%。

2.3 滲透系數(shù)的變化

滲透系數(shù)采用變水頭法測(cè)試，利用式(5)計(jì)算求得。激波加載前后滲透系數(shù)如圖8所示。

通過(guò)圖8可以看出，礦柱的滲透系數(shù)隨著激波強(qiáng)度的增大而加大，由初始的7.31×10?3 cm/s提高至了7.73×10?2 cm/s。

圖5 激波作用前后試樣結(jié)構(gòu)變化

圖6 激波作用前后孔隙率變化

圖7 激波作用前后孔隙直徑分布

圖8 激波作用下滲透系數(shù)的變化

在沖擊波作用后，試樣被松動(dòng)，繼續(xù)對(duì)試樣進(jìn)行噴淋，結(jié)果發(fā)現(xiàn)試樣重新發(fā)生沉降，孔隙率降低。但與激波作用前相比，孔隙率仍然較高，說(shuō)明存在殘余變形。測(cè)試試樣的孔隙率和滲透系數(shù)隨時(shí)間和噴淋量的關(guān)系，試驗(yàn)方法同前，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖9。

圖9表明試樣的滲透系數(shù)隨噴淋時(shí)間增加而降低，但滲透系數(shù)在一定時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)較高的水平，說(shuō)明激波松堆后有利于改善試樣的滲透性。

2.4 礦石浸出率變化

使用強(qiáng)度為5 kg/cm2的激波對(duì)礦柱進(jìn)行了浸礦試驗(yàn)，同時(shí)與對(duì)照組進(jìn)行浸出率對(duì)比。浸礦試驗(yàn)共進(jìn)行了34 d，每2 d檢測(cè)一次浸出液中的銅離子含量，并計(jì)算出銅的浸出率。銅的液計(jì)浸出率隨時(shí)間的變化曲線如圖10所示。

圖9 激波作用后滲透系數(shù)隨時(shí)間的變化

圖10 激波作用前后浸出率的變化

在柱浸試驗(yàn)初期，浸出液濃度最高，銅浸出率上升較快。隨著浸出反應(yīng)的不斷循環(huán)進(jìn)行，銅離子浸出的速率減小，曲線變化趨于平緩。在浸出后期，銅的浸出率幾乎不發(fā)生變化，浸出液中的銅離子幾乎不再增加，試驗(yàn)結(jié)束。在經(jīng)過(guò)應(yīng)力波作用后，浸出率由55.96%提高至65.27%，增幅達(dá)9.31%。

浸出率結(jié)果說(shuō)明應(yīng)力波作用在提高礦石滲透性的同時(shí)，也提高了礦石的浸出率。首先，浸柱滲透性的改善說(shuō)明浸出液在礦石中的流動(dòng)更加暢通，有利于浸出液與目的礦物接觸，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；其次，目的礦物在溶液中溶解，有用組分被及時(shí)運(yùn)移，促進(jìn)了浸出過(guò)程的外擴(kuò)散作用，提高了浸出速度；此外，礦柱具有良好的滲透性不僅是豎直方向的，在水平方向也是如此，使得浸出液在礦石中分布更加均勻，使浸出反應(yīng)更加充分。

在浸出反應(yīng)初期(0~10 d)，兩組浸出率差距不大。但隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)(11 d后)，浸出率間的差距變大。這是由于在反應(yīng)開(kāi)始階段，浸出液濃度高，相對(duì)于對(duì)流擴(kuò)散作用而言，化學(xué)反應(yīng)占據(jù)主導(dǎo)地位。但浸出反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)沉淀以及細(xì)顆粒運(yùn)移堆積使礦柱的滲透性變差，此時(shí)溶液流動(dòng)性能成為制約浸出提高的主要因素，激波改善的滲透性的效果才充分體現(xiàn)出來(lái)。

3 激波強(qiáng)化滲流原理

3.1 激波的形成

沖擊波作用于堆浸散體介質(zhì)時(shí)，會(huì)在介質(zhì)中產(chǎn)生應(yīng)力波。沖擊波在宏觀上表現(xiàn)為一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的高溫、高壓、高密度曲面，穿過(guò)該曲面時(shí)介質(zhì)的壓力、密度、溫度等物理量都發(fā)生急劇的變化，即所謂的“突變”或“躍變”。以活塞在圓筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)為例，說(shuō)明激波的形成過(guò)程。

如圖11所示，活塞在時(shí)刻1緩緩地在圓筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)平面聲脈沖，形成擾動(dòng)，此脈沖在活塞前面以聲速向前迅速運(yùn)動(dòng)，這個(gè)脈沖將氣體輕微地加熱和壓縮，如圖11(a)中壓力?距離曲線(,)所示。

圖11 活塞運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的激波

如果在時(shí)刻2再推動(dòng)一下活塞，這時(shí)就產(chǎn)生另外一個(gè)聲脈沖，它進(jìn)一步加熱和壓縮氣體。因?yàn)檫@個(gè)脈沖是在第一個(gè)脈沖加熱過(guò)的氣體中運(yùn)動(dòng)，所以它將運(yùn)動(dòng)得更快一些，并將追上第一個(gè)脈沖且與第一個(gè)脈沖結(jié)合(合并)而形成一個(gè)非常弱的激波。圖11(b)就表示這個(gè)過(guò)程。

最后，由于連續(xù)推動(dòng)活塞，結(jié)果在時(shí)刻3就由壓縮脈沖或壓縮波產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)激波，如圖11(c)所示。從(,)曲線可以看出，在激波面處發(fā)生壓力階躍變化，它總保持在活塞面的右前方。類(lèi)似地，所有的物理量，如溫度、密度和質(zhì)點(diǎn)速度，也都發(fā)生階躍變化。在最后一種情況中，激波前面質(zhì)點(diǎn)的速度是零，激波后面質(zhì)點(diǎn)的速度值則與激波的強(qiáng)度相一致，它與活塞的速度相同。也就是說(shuō)，活塞速度愈快，激波就愈強(qiáng)。

如果活塞從靜止?fàn)顟B(tài)脈沖地加速到有限速度值，則激波就立即產(chǎn)生，并且從活塞面到激波面之間的所有物理量均保持為常數(shù)。實(shí)際上，這種脈沖運(yùn)動(dòng)可在激波管內(nèi)使高壓下的薄膜片(玻璃紙或金屬)突然破裂來(lái)模擬。

3.2 激波基本方程

激波波陣面上的質(zhì)量、動(dòng)量和能量守恒關(guān)系式構(gòu)成了激波的基本方程，對(duì)活塞在圓筒中運(yùn)動(dòng)所形成激波的一維平面波情況，激波的基本方程為

(?)=0(?0)(10)

(?)2+=0(?0)2+0(11)

式中：為激波速度，、、分別為介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)速度、密度、壓力和比內(nèi)能。帶下標(biāo)的和不帶下標(biāo)的量分別表示該量在激波波陣面兩邊的值。一般把相對(duì)波陣面而言介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)朝向波陣面流動(dòng)的一邊叫波前，另一邊叫波后，帶下標(biāo)“0”的量表示波前的量。

若激波波前狀態(tài)已知，再加由狀態(tài)方程有=(,)，則以上式(10)~(12)中的未知量共有4個(gè)：沖擊波速度及波后的、、。所以，為了確定激波，必須在這4個(gè)量中再給定任何一個(gè)。若把坐標(biāo)取在激波波面上，即只考慮運(yùn)動(dòng)的相對(duì)速度=?時(shí)，以上關(guān)系式就可以完全確定激波。

對(duì)多方氣體，有狀態(tài)方程

(13)

式中：=1/，為多方氣體的比容；為多方氣體常數(shù)。

若給定了波前狀態(tài)，并給出激波速度，則可求出波后的、和，即

對(duì)凝聚態(tài)物質(zhì)，有試驗(yàn)關(guān)系式：

=0+(15)

式中：0、均為常數(shù)。

則有

當(dāng)一個(gè)強(qiáng)超壓激波通過(guò)末受擾動(dòng)的介質(zhì)時(shí)，受擾動(dòng)部分的壓力、溫度和密度要增高數(shù)倍。當(dāng)激波強(qiáng)度超過(guò)介質(zhì)的動(dòng)抗剪強(qiáng)度時(shí)，堆浸散體介質(zhì)將發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，孔隙率發(fā)生變化，引起浸堆滲透系數(shù)的改變。激波作用于飽和堆浸散體介質(zhì)時(shí)，堆中的溶浸液受到?jīng)_擊載荷的作用，孔隙流體壓力增高，有利于加快溶液的滲流。

3.3 礦堆結(jié)構(gòu)變形

3.3.1 礦堆的骨架變形

骨架變形包括骨架本身整體變形和構(gòu)成骨架的散體顆粒的變形，對(duì)堆浸散體介質(zhì)而言，在低壓時(shí)決定于散體顆粒接觸面上結(jié)合物的彈性變形；高壓時(shí)決定于結(jié)合物的破裂和各顆粒的位移(塑性變形)，如圖12所示。

在應(yīng)力波作用下，堆浸散體介質(zhì)的結(jié)構(gòu)變形和顆粒變形都存在，散體多孔介質(zhì)總的變形是這兩種變形的代數(shù)和。

3.3.2 礦堆所有相變形

當(dāng)?shù)V堆受到應(yīng)力波等高速?zèng)_擊載荷作用時(shí)，孔隙流體來(lái)不及排出，散體的變形就由所有相的變形決定，即所有相變形決定于各個(gè)相的體積壓縮量。此時(shí)，散體單元在應(yīng)力梯度作用下發(fā)生變形，單元總體積的變化等于各項(xiàng)體積變化的總和，即

式中：0為礦堆單元體初始總體積；ΔS為礦堆單元固相體積；ΔP為礦堆單元孔隙總體積；ΔW為礦堆單元液相體積；Δa為礦堆單元?dú)庀囿w積；Δc為礦堆單元液膜體積。

當(dāng)?shù)V堆受到外載作用時(shí)，兩種機(jī)制同時(shí)都起作用，然而，在加載過(guò)程的某一些階段，其中的一種機(jī)制的效應(yīng)可以大到使另一種機(jī)制能忽略的程度。

4 結(jié)論

1) 應(yīng)力波改變了礦柱的孔隙結(jié)構(gòu)。礦柱的孔隙率隨著應(yīng)力波強(qiáng)度的增加而加大，孔隙率提高了5.72%；CT掃描圖像顯示應(yīng)力波對(duì)于礦柱底部的作用更為明顯；孔隙當(dāng)量直徑擴(kuò)大了32%。

2) 應(yīng)力波改善礦柱滲透性的作用明顯，強(qiáng)度為5 kg/cm2的激波將礦柱的滲透系數(shù)提高了10倍。之后，隨著溶液的流動(dòng)，滲透性有所下降，但仍維持在較高水平。

3) 經(jīng)過(guò)應(yīng)力波作用后，礦石浸出率提高了近10%。同時(shí)，通過(guò)浸出率隨時(shí)間變化曲線可以看出，應(yīng)力波改善礦堆滲透性的作用，在浸出后期對(duì)于浸出率的提高起到了關(guān)鍵作用。

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(編輯 何學(xué)鋒)

Effect of shock wave on permeability and leaching rate during heap leaching

AI Chun-ming1, WANG Yi-ming2, LIU Chao3

(1. College of Safety Science and Engineering, Liaoning Technical University, Huludao 125105, China?2. Key Laboratory of High Efficient Mining and Safety of Metal Mines,Ministry of Education, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China;3. Wanbao Mining Limited, Beijing 100053, China)

To improve heap permeability and leaching rate of ore, the shock tube experiment was introduced in the heap leaching. The improved effect of the permeability with the shock wave was examined based on both the seepage mechanics principle and the CT scanning. The results show that shock wave has impact on the pore structure of heap leaching medium, and the equivalent diameter of pillar pore is increased by 32%, the porosity is increased by 5.72%. When the permeability of pillar is measured by the means of variable water head, the permeability coefficient increases 3.8?10 times. The solution seepage which reflects certain timeliness has reinforced. The ore leaching rate increases by nearly 10% due to the function of the shock wave. In the late reaction, the effect of the reinforcement is more apparent.

shock wave; heap leaching; permeability; leaching rate; pore structure

Project(51604138, 51674012) supported by the National Natural Science Foundation of China

2015-03-12;

2018-01-24

WANG Yi-ming; Tel: +86-10-62332264; E-mail: ustbwym@126.com

10.19476/j.ysxb.1004.0609.2018.03.20

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51604138，51674012)

2015-03-12；

2018-01-24

王貽明，副教授，博士；電話：010-62332264；E-mail：ustbwym@126.com

1004-0609(2018)-03-0604-08

TD862.1

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