堆浸体系内微细颗粒在孔隙内迁移和附着规律

摘要

在堆浸过程中，堆浸体系内游离的颗粒会随着溶液的流动而移动，从而对浸出的速度和效率产生影响.对于粒径较小的微细颗粒，虽然难以对矿石颗粒间孔隙产生堵塞，但其在孔隙壁表面的大量附着也会影响溶液对矿石的内渗从而降低浸出效率.本文基于真实的孔隙结构使用Fluent软件开展仿真模拟实验，从粒径、颗粒密度和流体流速三个方面探究它们对微细颗粒在孔隙内迁移和附着行为的影响.模拟结果表明，当颗粒粒径为1×10^–6 m时几乎没有颗粒会沉积附着在孔隙内.而随着粒径的增大，在1×10^–6～1×10^–4 m的粒径范围内，附着在孔隙壁表面的颗粒数量会呈现先增多后减少的趋势，且对于不同密度的颗粒，其附着数量在峰值处的占比均超过了90%.观察发现颗粒的主要附着部位为弯孔隙的外壁以及流速较小、坡度较缓的小孔隙内.分析认为粒径和密度越大的颗粒，其重力和惯性对其运动轨迹的影响越大，而流体对其轨迹运动的影响越小，在迁移过程中更容易靠近孔隙壁从而导致颗粒附着.且大粒径、大密度的颗粒主要在大孔隙内迁移，轨迹较为集中.而小粒径、低密度的颗粒，在高流速流体内迁移时，其水平运动幅度更大，迁移轨迹分布更加分散，更容易进入小孔隙内迁移.

关键词

堆浸 / 微细颗粒 / 孔隙 / 迁移 / 附着

基金资助

国家博士后创新人才支持计划资助项目(BX20230041); 国家自然科学基金资助项目(52034001); 国家环境保护矿冶资源利用与污染控制重点实验室开放基金课题资助项目(HB202303)