基于二元平衡解吸模型的离子型稀土浸矿剂用量计算方法

以硫酸铵作为浸矿剂浸取稀土时,其在矿土表面赋存形式分为可逆和不可逆两部分;根据铵在浸矿中的作用,铵消耗分为三个部分:离子交换消耗、专性吸附消耗和维持浸矿剂浓度的消耗。本文结合铵的赋存形式和浸矿作用,采用二元平衡解吸模型(DED模型)刻画浸矿,通过数值拟合确定相应参数,提出一种针对离子型稀土的浸矿剂用量计算方法。结果表明:以福建屏南和江西信丰某离子型稀土矿为研究对象,设定稀土目标浸取率85.00%、90.00%和95.00%时,计算出相应浸矿剂用量;通过柱浸试验评价方法可行性,发现两种矿样实际浸取率分别达到85.93%、89.05%、94.22%和85.97%、90.55%、95.14%,与目标浸取率误差在1.5%以内。本方法在实验室具有良好效果,可以用于指导实际生产中的浸矿剂用量确定。

高水压高应力岩石动态响应特性试验研究

深部岩体工程处于高水压和高应力环境中;工程岩体的动态响应特性深受赋存环境的影响,是深部岩体工程爆破设计与施工的重要基础。为研究深部高水压环境下岩石动态响应特性,采用自主研制的高水压高应力岩石动力学测试系统,设置4个轴向静应力和9个水压力等级,模拟工程岩体赋存环境,对红砂岩进行冲击试验。基于入射波、反射波和透射波计算岩石应力和应变数据,研究水压力和轴向静应力对岩石动态应力–应变曲线和动态峰值应力的影响。综合考虑岩石应力–应变曲线峰前和峰后阶段能量转换特性,利用能量演化参数定义岩石突水倾向性指数。分析岩石动态残余应力、残余应变、突水倾向性指数和波阻抗与水压力的关系,构建动态峰值应力强化系数、残余应力、残余应变、突水倾向性指数和波阻抗与水压力,以及动态峰值应力与轴向静应力的演化经验模型;探索高水压和高应力对岩石动态强度和变形特性的影响机制。研究结果表明,随着水压力上升,岩石动态应力–应变曲线逐渐由Ⅰ型向Ⅱ型转变。相同轴向静应力工况下,岩石动态峰值应力强化系数、残余应力和波阻抗随水压力的增加先快速上升后缓慢上升,突水倾向性指数和残余应变随水压力增大而减小。相同水压力作用下,岩石动态峰值应力随轴向静应力的增加而减小。高压水对岩石动态强度具有双重作用,即“水楔效应”促进裂纹扩展,降低岩石强度,而Stefan效应等黏性效应和外部围压水阻碍孔隙结构的破坏,对动态强度有增强作用,2种效应相互博弈,共同影响深部高水压环境下岩石动态响应特性。研究结果有利于深部高水压环境下工程岩体爆破开挖及围岩体稳定性分析。

离子吸附型稀土无铵开采现状

当前离子吸附型稀土的开采以硫酸铵-碳酸氢铵体系为主,这些铵类药剂的加入引发了一系列氨氮污染,造成了环境问题。为响应国家号召,实现绿色化生产,学者们对离子吸附型稀土的无铵化开采展开了深入研究。本文概述了现有稀土无铵浸出和提取的一些成果:溶浸过程的无铵化包括使用非铵类浸矿剂镁盐、钙盐等替代传统硫酸铵浸矿,以及使用助浸剂和抑杂剂提高浸出效率(少铵角度);浸出液提取过程的无铵化包括使用萃取法、离子交换法,或是使用非铵盐沉淀法处理浸出液。最后对离子吸附型稀土的无铵开采前景进行了展望。

改进单毛细上升模型确定原地浸矿中的毛细损失高度

再吸附现象是离子型稀土原地浸矿中浸取率的主要影响因素之一,其可以分为随着液体渗流在矿体下部再吸附和因为毛细作用在矿体上不再吸附两个部分。矿体下部的再吸附已有很多的研究,主要通过浸矿剂用量的多少来解决,而针对毛细上升作用引起的上部再吸附研究相对较少。本文在已有单毛细上升模型的基础上,把土柱的等效孔径(R_(等))替换单毛细上升模型原本的孔径(R),让该模型可用于土壤多孔隙网络情况,对该模型进行修正。然后通过毛细上升实验,拟合R_(等)与孔隙比(e)、10%的细颗粒直径(D_(10))和浸矿剂浓度(C_(NS))的函数关系。然后考虑含水率(θ)对毛细上升高度的影响,得出修正计算公式。最终通过验证实验得出该修正模型计算值和真实值差值在6%以内,具有较高的准确性,能够符合回收上部毛细再吸附的高度计算需求。