500 工程科学学报，第43卷，第4期 (a) (b) 50300 5005s060060 (c)Xlum Y/um 750 100150 700 700 600 600 500 550 um/Z 550 500 500 600 450 450 650 650 600 600 Xum 550 Xum 500 图7边界条件.(a)导入网格数据：(b)人口：(c)出口 Fig.7 Boundary conditions:(a)imported grid data;(b)entrance;(c)export b 地出现在通道边界的位置上，且较为狭窄；而靠近 通道中心的位置，溶液流动较为复杂，压力无法确 定.随着流体压力的增加，矿粒结构需要承受的压 力也越来越大.基于数值模拟的结果，孔隙通道底 部区域较为狭窄的位置受压力影响较为严重，当 压力超过其承受能力时，矿粒会发生破裂，影响溶 浸效果 图8速度流线图.(a)流线间隔为0.1um:(b)流线间隔为0.01m 3结论 Fig.8 Streamline distribution of the solution:(a)streamline interval of 本文基于CT扫描技术和模拟仿真软件构建 0.1 um;(b)streamline interval of 0.01 um 了次生硫化铜矿粒内部孔隙通道的数值模型，分 渐增大.流速过大会导致溶液与矿石的接触时间 析了孔隙的演变规律，研究了溶浸过程中矿粒内 变短，溶浸过程中化学反应不彻底，无法提取出所 部溶液的渗流作用，研究结果表明： 有的有价组分，造成资源的流失与浪费 (1)利用CT扫描技术、数字图像处理与三维 图10为孔隙通道内溶液所受压力的特征图 重构技术，得到了矿粒孔隙的三维模型，且能准确 像，其中，图10(a)为通道边界上溶液的压力分布 地表征硫化铜矿粒内部的孔隙结构特征 图，从入口到出口，自上而下，压力逐渐增大，最大 (2)浸矿试验中，矿粒内部孔隙度与孔隙连通 压力可达0.8Pa,超过了设置的初始压力(0.715Pa): 度均有大幅度地增长，使用NaCl溶解模拟浸矿过 最大压力出现在孔隙通道底部的位置；图10(b)为 程，可以得到较为理想的孔隙变化，便于孔隙结构 溶液所受压力的等值线图像，速度等值线圈较多 的研究 The arrow points:velocity field Streamline:velocity field Sections:velocity /10-7msJ /10-7ms） Ylum ul(10-7m-s-) ▲7.35×10-7 ▲4.95×10-7 ▲4.75×10- (a) (b)xhum (c) 650 850800750700 650 1 4.5 4.5 X/um 500506000850 750 600 6 700 4.0 GO 4.0 550 35 550 500 500 3.0 50 600 600 550 2.5 600 50 2.0 550 320 2 450 1.0 500 1.0 450 0.5 450 850800 750 700 0 0 Yμm 70 70 图9速度切面图.(a)X方向：(b)Y方向：(c)Z方向 Fig.9 Velocity sections in different directions:(a)Xdirection;(b)Ydirection;(c)Zdirection渐增大. 流速过大会导致溶液与矿石的接触时间 变短，溶浸过程中化学反应不彻底，无法提取出所 有的有价组分，造成资源的流失与浪费[26] . 图 10 为孔隙通道内溶液所受压力的特征图 像，其中，图 10（a）为通道边界上溶液的压力分布 图，从入口到出口，自上而下，压力逐渐增大，最大 压力可达 0.8 Pa，超过了设置的初始压力（0.715 Pa）； 最大压力出现在孔隙通道底部的位置；图 10（b）为 溶液所受压力的等值线图像，速度等值线圈较多 地出现在通道边界的位置上，且较为狭窄；而靠近 通道中心的位置，溶液流动较为复杂，压力无法确 定. 随着流体压力的增加，矿粒结构需要承受的压 力也越来越大. 基于数值模拟的结果，孔隙通道底 部区域较为狭窄的位置受压力影响较为严重，当 压力超过其承受能力时，矿粒会发生破裂，影响溶 浸效果. 3    结论 本文基于 CT 扫描技术和模拟仿真软件构建 了次生硫化铜矿粒内部孔隙通道的数值模型，分 析了孔隙的演变规律，研究了溶浸过程中矿粒内 部溶液的渗流作用，研究结果表明： （1）利用 CT 扫描技术、数字图像处理与三维 重构技术，得到了矿粒孔隙的三维模型，且能准确 地表征硫化铜矿粒内部的孔隙结构特征. （2）浸矿试验中，矿粒内部孔隙度与孔隙连通 度均有大幅度地增长，使用 NaCl 溶解模拟浸矿过 程，可以得到较为理想的孔隙变化，便于孔隙结构 的研究. (a) 850 800 750 700 600 650 X/μm 600 550 500 500 550 450 Z/μm Y/μm (b) 850 800 750 700 600 650 X/μm 600 550 500 500 550 450 Z/μm Y/μm (c) 750 650 550 500 700 800 850 600 600 550 500 450 Z/μm Y X/μm /μm 图 7    边界条件. （a）导入网格数据；（b）入口；（c）出口 Fig.7    Boundary conditions: (a) imported grid data; (b) entrance; (c) export (a) (b) 图 8    速度流线图. （a）流线间隔为 0.1 μm；（b）流线间隔为 0.01 μm Fig.8    Streamline distribution of the solution: (a) streamline interval of 0.1 μm; (b) streamline interval of 0.01 μm 650 600 600 550 550 450 850 800 750 7 u/(10−7 m·s−1) ▲ 7.35×10−7 ▲ 0 6 5 4 3 2 1 0 700 500 500 (a) X/μm Z/μm Y/μm 650 600 600 550 550 450 850 800 750 u/(10−7 m·s−1) ▲ 4.95×10−7 ▲ 0 700 500 500 (b) X/μm Z/μm Y/μm 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 650 600 600 550 550 450 850 800 750 u/(10−7 m·s−1) ▲ 4.75×10−7 ▲ 0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 700 500 500 (c) X/μm Z/μm Y/μm The arrow points: velocity field Streamline: velocity field Sections: velocity 图 9    速度切面图. （a） X 方向；（b） Y 方向；（c） Z 方向 Fig.9    Velocity sections in different directions: (a) X direction; (b) Y direction; (c) Z direction · 500 · 工程科学学报，第 43 卷，第 4 期