水土化学作用对离子型稀土矿体抗剪强度参数的影响机理

为研究水土化学作用对离子型稀土矿体抗剪强度的影响,将矿体分别浸泡于不同浓度的硫酸铵溶液中,明确硫酸铵浓度对矿体颗粒表面双电层中滑动层厚度和矿体颗粒间净作用力的影响,由此探讨了硫酸铵浓度对矿体抗剪强度参数的影响机理。研究表明:当硫酸铵溶液浓度由0.08 mol/L增大到0.23 mol/L时,矿体颗粒间最大净引力的绝对值由10.44 atm增加到13.20 atm,矿体中的黏粒和细粉粒逐步团聚成粗粉粒、极细砂和细砂,且硫酸铵浓度越高,黏粒和细粉粒团聚成的大颗粒团越多,黏性颗粒间的接触面积由0.089 m^(2)/g减小到0.052 m^(2)/g,故矿体的黏聚力减少;同理,当硫酸铵浓度由0.08 mol/L增大到0.23 mol/L时,矿体颗粒表面双电层中的滑动层厚度由3.12 nm减小到2.25 nm,矿体颗粒表面的双电层厚度减小,矿体颗粒间直接接触面积增大,且矿体中的黏粒和细粉粒逐步团聚成粗粉粒、极细砂和细砂,则矿体的滑动摩擦强度和咬合摩擦强度均增大,即矿体的摩擦强度增大,矿体的内摩擦角增大。

基于空间插值算法确定离子型稀土矿体的底板

为了确定离子型稀土矿体底板,基于见石勘探孔数据,分别利用反距离权重法、径向基函数插值法、局部多项式法、普通克里金法和经验贝叶斯克里金法5种空间插值算法计算稀土矿体底板。通过随机选取不同数量的检验点进行独立数据集验证,以标准差、平均绝对误差和均方根误差作为评价指标。结果表明:径向基函数插值法的标准差和均方根误差均低于6.1,平均绝对误差低于4.9,插值精度优于其他4种插值方法,能够更准确地确定离子型稀土矿体底板形状。本研究可为离子型稀土矿体的注液、收液工程设计提供有力的技术支持。

离子型稀土矿体的剪胀特性及其弹塑性本构模型的构建

通过塑性功增量分析离子型稀土矿体的剪胀特性,并在修正剑桥模型剪胀方程的基础上,提出离子型稀土矿体的剪胀方程,从而构建出适用于离子型稀土矿体的弹塑性本构模型。结果表明:1)所构建新的剪胀方程能够较好地描述离子型稀土矿体的剪胀比和其应力比之间的关系;2)确定了模型在一般应力状态下的弹塑性刚度矩阵,证明其对离子型稀土矿体的室内三轴CD试验结果具有较好的拟合效果,并进一步通过室内等p三轴试验和减p三轴试验验证了模型的有效性。

离子型稀土矿硫酸镁溶液原地浸矿渗流演化实验研究

对于离子型稀土矿体的原地浸矿,渗流是稀土离子浸出率和浸矿周期的重要控制因素,成为提升浸出效率的关键。本研究以赣州龙南足洞稀土矿块为柱浸实验对象,以硫酸镁溶液作为浸矿液,利用核磁共振、EDTA容量法和数据拟合分析等手段,研究了不同浓度硫酸镁溶液浸矿对离子型稀土矿体孔隙结构、稀土离子浓度及溶液浸出速率的影响,并探讨了原地浸矿过程孔隙结构的演化机理。结果表明:清水浸矿过程对矿体孔隙结构的影响较小,并有少部分大孔隙矿体向小孔隙矿体转变;而硫酸镁溶液浸矿过程对矿体孔隙结构的影响较大,矿体孔隙率先由大孔隙向小孔隙转变,再由小孔隙向大孔隙转变,并且表现出阻碍浸矿液渗流的特点,浓度越大,阻碍作用越显著。最后分别拟合了各硫酸镁浸矿组的浸出稀土离子浓度与平均浸出速率的关系。