銅礦巖散體介質(zhì)堆浸過程的浸出動力學(xué)試驗(yàn)及模擬研究.pdf

1、本文主要結(jié)合國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目“微生物冶金的基礎(chǔ)研究”(2004CB619200)、國家創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金項(xiàng)目“硫化礦生物提取的基礎(chǔ)研究”(50321402)和國家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目“金屬礦開采”(50325415)，從銅礦巖散體堆浸過程的浸出動力學(xué)角度出發(fā)，以微生物堆浸中的礦石、溶浸液、微生物等為研究對象，通過理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬等方法，系統(tǒng)研究了微生物堆浸過程中的浸出機(jī)理，并分析總結(jié)了4種類型的浸出動力學(xué)模型，

2、其主要研究內(nèi)容如下： (1)探討了礦巖散體介質(zhì)微生物浸礦機(jī)理，細(xì)菌作用原理分為直接作用、間接作用以及聯(lián)合作用。本文的動力學(xué)模型和數(shù)值模擬是基于微生物的聯(lián)合作用。分別從傳質(zhì)動力學(xué)方面和微生物生長方面研究了微生物浸礦的動力學(xué)模型及理論，對比分析總結(jié)了現(xiàn)有的浸礦動力學(xué)模型。 (2)通過室內(nèi)氧化銅礦石和硫化銅礦石搖瓶試驗(yàn)，測定了銅浸出率與礦樣粒徑的相關(guān)性；通過礦石CT掃描及顯微分析試驗(yàn)，探明了礦石內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)、孔隙特征，以及礦

3、樣表面形態(tài)的變化特征；通過柱浸試驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證此類硫化礦微生物浸出的可行性及浸取參數(shù)特征等。 (3)結(jié)合試驗(yàn)，基于一些基本的假設(shè)，分析總結(jié)了4種浸出動力學(xué)模型：基于微生物生長相關(guān)的動力學(xué)模型；基于溶浸液滲流擴(kuò)散相關(guān)的動力學(xué)模型；基于氧氣對流與擴(kuò)散相關(guān)的動力學(xué)模型；基于熱平衡與溫度場分布相關(guān)的動力學(xué)模型等。為下一步數(shù)值模擬提供相關(guān)理論依據(jù)。 (4)根據(jù)浸出動力學(xué)模型，基于計算模擬軟件COMSOL Multiphysics，