尹升华等：基于核磁共振成像技术的堆浸细观渗流速度场特性 ·279· 级级配情况下流量的阈值，此时可实现高渗透性基础 3.3孔隙内细观渗流速度场演化规律 上的溶液均匀分布，达到高效、快捷、低耗和高回收率 选取图2(b)中渗透性良好的A和B两孔隙作为 的目的.通过渗流速度场均匀性分析的方法可以优化 研究对象，绘制不同流量下孔隙内流速等值线图，如 流量的设置，指导现场喷淋装置的选择和布置. 图6. 074 d ) 073 图6不同流量下细观渗流速度场演化（单位：cms).(a)孔隙A,0.3Lmin1:(b)孔隙A,0.4L·min1:(c)孔隙A,0.5L·min1: (d)孔隙B,0.3 L'min-;(c)孔隙B,0.4 L'min-!:(0孔隙B,0.5Lmin1 Fig.6 Mesoscopic seepage velocity field evolution at different fluxes:(a)Pore A.0.3Lmin-;(b)Pore A,0.4Lmin;(c)Pore A,0.5L .min-1:(d)Pore B,0.3L-min-1 (e)Pore B,0.4L-min-1 (f)Pore B,0.5L.min-1 流量为0.3L·mi时，孔隙B中流速基本满足单动态的过程.孔隙内速度场是一个十分复杂的动态 管内层流的流速分布特征，速度最高值在中心区，由中 场，明显受孔隙形状、大小和外加流量的影响.复杂条 心到边缘逐渐降低，但中心区域速度为平面分布.流 件下孔隙内速度场分布呈现多场相互影响的叠加状 速分布满足： 态，随条件变化而不断演化，难以通过传统简单公式表 (R2-2)， r<roi 达，有待深入研究.随着实验条件的改变（实验中为喷 Aul (3) 淋强度)，速度场分布形状及位置均有不同程度变化， (R-),o≤r<R 孔隙中心区速度变化大，是主要流动区 4ul 式中：。为最高流速区当量半径，随流量增强而减小； 4工程应用 R为孔隙当量半径；△p为片层压力差：μ为流体黏度；l 云南某铜矿在试生产过程中，堆场渗透性极差，浸 为片层厚度；为到最高流速中心的距离.随着流量的 增大，中心区域流速由1.1cms逐渐增加到1.5cm· 出液中铜离子的质量浓度小于1g·L,浸出率不足 $,范围缩小；速度场边缘向右下延伸，原不动液逐渐 10%.通过室内实验，以矿石柱浸实验为基础对渗流 转化为可流动液. 速度场均匀性分析，研究前期、中期和后期三个阶段的 孔隙A中速度场为两个相互作用的单速度场的 内部溶液渗流均匀性指数，获得不同时期喷淋强度阈 叠加场.随着流量增强，相互作用越发明显，速度场中 值.结果表明阈值随浸出推移呈现出动态变化，呈阶 心间距离增加，中心区速度逐渐增加：速度场外围向着 段性的减小. 边缘发展，右上区域不动液转化为可流动液，有助于浸 根据室内实验结论，对堆浸现场喷淋工艺进行优 出液的新陈代谢 化.首先，对布液进行优化，喷淋系统由喷淋主管、喷 综合分析，细观尺度下堆浸孔隙内溶液主要分为 淋支管、喷淋毛管、喷头、阀门以及喷淋泵组成，布置方 两种：可流动液和不可流动液.可流动液在连通孔隙 式如图7所示.其次，对喷淋强度进行优化，六块矿堆 中自由流动，对溶质运移和新陈代谢起关键作用.浸 作业，其中三块同时布液，布液面积12400m2.施行动 出过程中可流动液与不动液之间相互转化，呈现一个 态喷淋强度设置，前期采用较高的喷淋强度，设定为尹升华等: 基于核磁共振成像技术的堆浸细观渗流速度场特性 级级配情况下流量的阈值，此时可实现高渗透性基础 上的溶液均匀分布，达到高效、快捷、低耗和高回收率 的目的． 通过渗流速度场均匀性分析的方法可以优化 流量的设置，指导现场喷淋装置的选择和布置． 3. 3 孔隙内细观渗流速度场演化规律 选取图 2( b) 中渗透性良好的 A 和 B 两孔隙作为 研究对象，绘制不同流量下孔隙内流速等值线图，如 图 6． 图 6 不同流量下细观渗流速度场演化( 单位: cm·s － 1 ) ． ( a) 孔隙 A，0. 3 L·min － 1 ; ( b) 孔隙 A，0. 4 L·min － 1 ; ( c) 孔隙 A，0. 5 L·min － 1 ; ( d) 孔隙 B，0. 3 L·min － 1 ; ( e) 孔隙 B，0. 4 L·min － 1 ; ( f) 孔隙 B，0. 5 L·min － 1 Fig． 6 Mesoscopic seepage velocity field evolution at different fluxes: ( a) Pore A，0. 3 L·min － 1 ; ( b) Pore A，0. 4 L·min － 1 ; ( c) Pore A，0. 5 L ·min － 1 ; ( d) Pore B，0. 3 L·min － 1 ; ( e) Pore B，0. 4 L·min － 1 ; ( f) Pore B，0. 5 L·min － 1 流量为 0. 3 L·min － 1时，孔隙 B 中流速基本满足单 管内层流的流速分布特征，速度最高值在中心区，由中 心到边缘逐渐降低，但中心区域速度为平面分布． 流 速分布满足: v = Δp 4μl ( Ｒ2 － r 2 ) ， r ＜ r0 ; Δp 4μl ( Ｒ2 － r 2 0 ) ， r { 0≤r ＜ Ｒ． ( 3) 式中: r0 为最高流速区当量半径，随流量增强而减小; Ｒ 为孔隙当量半径; Δp 为片层压力差; μ 为流体黏度; l 为片层厚度; r 为到最高流速中心的距离． 随着流量的 增大，中心区域流速由 1. 1 cm·s － 1逐渐增加到 1. 5 cm· s － 1，范围缩小; 速度场边缘向右下延伸，原不动液逐渐 转化为可流动液． 孔隙 A 中速度场为两个相互作用的单速度场的 叠加场． 随着流量增强，相互作用越发明显，速度场中 心间距离增加，中心区速度逐渐增加; 速度场外围向着 边缘发展，右上区域不动液转化为可流动液，有助于浸 出液的新陈代谢． 综合分析，细观尺度下堆浸孔隙内溶液主要分为 两种: 可流动液和不可流动液． 可流动液在连通孔隙 中自由流动，对溶质运移和新陈代谢起关键作用． 浸 出过程中可流动液与不动液之间相互转化，呈现一个 动态的过程． 孔隙内速度场是一个十分复杂的动态 场，明显受孔隙形状、大小和外加流量的影响． 复杂条 件下孔隙内速度场分布呈现多场相互影响的叠加状 态，随条件变化而不断演化，难以通过传统简单公式表 达，有待深入研究． 随着实验条件的改变( 实验中为喷 淋强度) ，速度场分布形状及位置均有不同程度变化， 孔隙中心区速度变化大，是主要流动区． 4 工程应用 云南某铜矿在试生产过程中，堆场渗透性极差，浸 出液中铜离子的质量浓度小于 1 g·L － 1，浸出率不足 10% ． 通过室内实验，以矿石柱浸实验为基础对渗流 速度场均匀性分析，研究前期、中期和后期三个阶段的 内部溶液渗流均匀性指数，获得不同时期喷淋强度阈 值． 结果表明阈值随浸出推移呈现出动态变化，呈阶 段性的减小． 根据室内实验结论，对堆浸现场喷淋工艺进行优 化． 首先，对布液进行优化，喷淋系统由喷淋主管、喷 淋支管、喷淋毛管、喷头、阀门以及喷淋泵组成，布置方 式如图 7 所示． 其次，对喷淋强度进行优化，六块矿堆 作业，其中三块同时布液，布液面积 12400 m2 ． 施行动 态喷淋强度设置，前期采用较高的喷淋强度，设定为 · 972 ·