D0I:10.13374/i.issnl00I153.2009.04.001 第31卷第4期 北京科技大学学报 Vol.31 No.4 2009年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2009 矿岩均质体各向异性渗流特性 王洪江)吴爱祥) 张杰)刘明德) 1)北京科技大学土木与环境工程学院，北京1000832)云南驰宏锌锗股份有限公司，曲靖654211 3)中国黄金集团西峡金泰矿业有限公司，南阳474593 摘要以德兴铜矿矿石为实验物料，采用均匀设计法确定散体渗流实验方案，在自制多功能浸出实验台架上进行水平和垂 直渗流实验，实验结果采用SPS$统计软件进行回归分析·结果表明：垂直向下的渗流系数最大，其次为水平方式，垂直向上的 渗流系数最小：均质体各向异性系数变化范围为1.38~6.73，平均值为4：粗粒含量P5在35%~60%之间以及含泥量在 1%~5%之间，散体的渗流系数变化呈先升后降现象；渗流系数与孔隙率呈幂函数关系，随孔隙率增大而上升：孔隙率随0.1~ 0.2mm的物料含量增加而下降，随10~8mm和8~4mm含量之积增大而上升：渗流指数m与雷诺数Re之间存在幂函数关 系，对于判定渗流状态两者是一致的：西源排土场水平渗流系数为3.68×10-2ms1,垂直渗流系数为1.51×10-2ms1. 关键词均质体：渗流：各向异性系数：堆浸：孔隙率 分类号TD853.37:0357.3 Characters of anisotropy seepage in homogenous ore material WANG Hong jiang,WU Ai-xiang.ZHA NG Jie2).LIU Ming-de) 1)School of Civil and Environmental Engineering.University of Science and Technology Beijing Beijing 100083.China 2)Yunnan Chihong Zn&-Ge Co.Ltd-.Qujing 654211,China 3)Xixia Jintai Mining Co.Ltd.,China Gold Group.Nanyang 474593.China ABSTRACT Horizontal and vertical seepage experiments with granular material from Dexing Copper Mine were completed on a mul- tifunctional experimental shelf.The experiment projects were homogenous designed and the data were analyzed in SPSS software.It is shown that the maximum seepage coefficient appears in down-going flow,the smaller in horizontal flow and the minimum in up"go- ing flow.All the anisotropy coefficients vary from 1.38 to 6.73 and their average value is 4.While the content of coarse grains is in the range of 35%to 60%and the content of mud is 1%to5%,the seepage coefficient is initially uprising but latter down-going The seepage coefficient is correlated with porosity in a power function and uprises with enlarging porosity.The porosity declines with increasing content of grains in the range of 0.1 to 0.2mm and heightens with increasing content of grains in the ranges of 10 to 8mm and 8 to 4mm.The relation of seepage coefficient and Reynolds number could be expressed as a power equation and they are identical to determine seepage state.The horizontal and vertical seepage coefficients of Xiyuan dump are 3.68X10-2msand 1.51X10-2 m,respectively. KEY WORDS homogenous material;seepage;anisotropy coefficient:heap leaching:porosity 堆浸工艺中溶浸液沿浸出物料颗粒之间的孔隙 浸堆大部分物料得到浸出，对于提高浸出率具有重 以及颗粒表面的裂隙流动，在流动的同时发生浸出 要意义，良好的渗透性不仅可以加快溶浸液的流 反应，目的金属从固相进入液相，并随浸出液离开浸 速，而且可以使气体在浸堆中的流通性得到改善，并 堆一]，因此，溶浸液在浸堆中渗流是至关重要的， 可人为控制浸出反应的温度可]，优化细菌生长环 没有溶浸液在散体中的渗流过程，浸出反应就无法 境，大大提高浸出反应速率 进行，溶浸液的均匀分布使浸堆不存在浸出盲区， 根据浸出前的准备条件不同，堆浸分为筑堆浸 收稿日期：2008-06-19 基金项目：国家自然科学基金资助项目(No,50774011):国家新世纪人才计划资助项目(No,NCET07一0070)：国家重点基础研究发展计划 资助项目(No,2004CB619206) 作者简介：王洪江(1967-)，男，副教授，博士，E mail:wanghj1988@126.cmm矿岩均质体各向异性渗流特性 王洪江1） 吴爱祥1） 张 杰2） 刘明德3） 1） 北京科技大学土木与环境工程学院‚北京100083 2） 云南驰宏锌锗股份有限公司‚曲靖654211 3） 中国黄金集团西峡金泰矿业有限公司‚南阳474593 摘 要 以德兴铜矿矿石为实验物料‚采用均匀设计法确定散体渗流实验方案‚在自制多功能浸出实验台架上进行水平和垂 直渗流实验‚实验结果采用 SPSS 统计软件进行回归分析．结果表明：垂直向下的渗流系数最大‚其次为水平方式‚垂直向上的 渗流系数最小；均质体各向异性系数变化范围为1∙38～6∙73‚平均值为4；粗粒含量 P5 在35％～60％之间以及含泥量在 1％～5％之间‚散体的渗流系数变化呈先升后降现象；渗流系数与孔隙率呈幂函数关系‚随孔隙率增大而上升；孔隙率随0∙1～ 0∙2mm 的物料含量增加而下降‚随10～8mm 和8～4mm 含量之积增大而上升；渗流指数 m 与雷诺数 Re 之间存在幂函数关 系‚对于判定渗流状态两者是一致的；西源排土场水平渗流系数为3∙68×10－2m·s －1‚垂直渗流系数为1∙51×10－2m·s －1． 关键词 均质体；渗流；各向异性系数；堆浸；孔隙率 分类号 TD853∙37；O357∙3 Characters of anisotropy seepage in homogenous ore material W A NG Hong-jiang 1）‚W U A-i xiang 1）‚ZHA NG Jie 2）‚LIU Ming-de 3） 1） School of Civil and Environmental Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China 2） Yunnan Chihong Zn＆Ge Co．Ltd．‚Qujing654211‚China 3） Xixia Jintai Mining Co．Ltd．‚China Gold Group‚Nanyang474593‚China ABSTRACT Horizontal and vertical seepage experiments with granular material from Dexing Copper Mine were completed on a mul￾tifunctional experimental shelf．T he experiment projects were homogenous designed and the data were analyzed in SPSS software．It is shown that the maximum seepage coefficient appears in down-going flow‚the smaller in horizontal flow and the minimum in up-go￾ing flow．All the anisotropy coefficients vary from 1∙38to6∙73and their average value is4．While the content of coarse grains is in the range of 35％ to60％ and the content of mud is1％ to 5％‚the seepage coefficient is initially uprising but latter down-going． T he seepage coefficient is correlated with porosity in a power function and uprises with enlarging porosity．T he porosity declines with increasing content of grains in the range of0∙1to0∙2mm and heightens with increasing content of grains in the ranges of10to8mm and8to4mm．T he relation of seepage coefficient and Reynolds number could be expressed as a power equation and they are identical to determine seepage state．T he horizontal and vertical seepage coefficients of Xiyuan dump are3∙68×10－2m·s －1and1∙51×10－2 m·s －1‚respectively． KEY WORDS homogenous material；seepage；anisotropy coefficient；heap leaching；porosity 收稿日期：2008-06-19 基金项目：国家自然科学基金资助项目（No．50774011）；国家新世纪人才计划资助项目（No．NCET－07－0070）；国家重点基础研究发展计划 资助项目（No．2004CB619206） 作者简介：王洪江（1967－）‚男‚副教授‚博士‚E-mail：wanghj1988＠126．com 堆浸工艺中溶浸液沿浸出物料颗粒之间的孔隙 以及颗粒表面的裂隙流动‚在流动的同时发生浸出 反应‚目的金属从固相进入液相‚并随浸出液离开浸 堆［1－4］．因此‚溶浸液在浸堆中渗流是至关重要的‚ 没有溶浸液在散体中的渗流过程‚浸出反应就无法 进行．溶浸液的均匀分布使浸堆不存在浸出盲区‚ 浸堆大部分物料得到浸出‚对于提高浸出率具有重 要意义．良好的渗透性不仅可以加快溶浸液的流 速‚而且可以使气体在浸堆中的流通性得到改善‚并 可人为控制浸出反应的温度［5］‚优化细菌生长环 境‚大大提高浸出反应速率． 根据浸出前的准备条件不同‚堆浸分为筑堆浸 第31卷 第4期 2009年 4月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31No．4 Apr．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．04．001