基于形态学开运算的浸矿体系孔隙结构及其演化特征

摘要

立足堆浸体系的偏析分层复杂结构，结合X-ray CT无损探测、形态学开运算处理、MATLAB和OsiriX可视化软件等手段，引入颗粒间孔隙的当量孔隙尺寸、面积、数量等关键表征参量，如从二维量化和三维可视化层面揭示浸矿体系中颗粒间孔隙结构特征及其演化规律.研究发现，细颗粒夹层呈“包裹体”状且均位于粗矿石颗粒的内部，分析认为其是造成堆浸体系颗粒偏析和分层的重要致因；浸矿作用下微细颗粒迁移导致矿堆内部发生沉积压实作用，由197 mm降至180 mm以下；浸矿21 d后，矿堆上部孔隙呈增大趋势，下部孔隙率呈减小趋势，此外，纵向当量孔隙的直径由2.81 mm减小至2.18 mm，其变化趋势和程度要显著大于横向颗粒间孔隙的当量直径；对比浸矿0 d和21 d的柱浸体系三维颗粒间孔隙结构，证实了细颗粒夹层所处区域的粘结聚集以及细颗粒夹层周边区域形成溶液绕流、溶液优势流动路径.

关键词

金属矿 / 堆浸技术 / 颗粒偏析 / 颗粒间孔隙 / 三维可视化

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52374112,52204124,52034001）; 北京市自然科学基金面上资助项目（2232080）; 国家博士后创新人才支持计划资助项目（BX20220036）; 中国博士后科学基金资助项目（2022M710356）; 金属矿山安全与健康国家重点实验室开放基金资助项目（2021-JSKSSYS-01）; 煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放基金资助项目（SKLCRSM22KF006）; 绿色化工过程教育部重点实验室开放基金资助项目（GCP202108）; 中央基本科研业务费资助项目（FRF-IDRY-21-010,QNXM20220001）