·914 工程科学学报，第40卷，第8期 从细观层面证实了矿石颗粒间存在胶结现象 喷淋作用，不同位置处矿石表面孔裂结构的发育程 2.3细粒层内不同位置处的表面形貌特征 度不同，不同堆高处矿石表面形貌特征及其演化规 矿石表面的微孔裂隙、凹陷等微观形貌特征规 律存在差异，矿石表面的破坏程度与矿石所处的矿 律，是矿石单元区域浸出效果的微观反映.为探究 堆深度成反比.具体而言，堆顶矿石表面遍布微孔裂 细粒层内不同位置处的表面形貌特征，选取实验柱 隙、凹陷和结垢物，矿石被溶浸液的侵蚀、破坏程度最 A、柱B和柱C,对细粒层顶部、中部和底部矿石进 大：堆中矿石表面存在一定数量的微孔裂隙和凹陷，但 行随机取样，制样后利用冷场扫描电镜(FE SEM) 被侵蚀程度较顶部略有下降：堆底矿石表面被破坏程 获取矿石表面微观形貌，如表5可见.经60d溶液 度最小，主要以表面结垢层为主，孔裂隙较不发育 表5不同位置处细粒层顶部、中部和底部的微观表面形貌 Table5 Microscopic surface topography of the top,middle,and bottom of the fine layers at different locations 细粒层 实验柱 中位置 柱A 柱B 柱C 细粒层 顶部 细粒层 中部 细粒层 底部 1 10m 当细粒矿层位于矿堆上部时，溶液直接喷淋在 渗至粗细颗粒层的交界处，溶液横向流动形成了以 矿石散体的上表面，溶液喷淋强度大、均匀性高，堆 大孔道流为中心的众多的细小支流，支流孔道内部 内固液耦合作用强烈，导致矿石表面有价矿物被大 溶液量与其距大孔道的长度成反比.非饱和区域内 量浸出，实现矿石矿物由固相向液相转化，致使矿石 细菌浓度较低，浸矿反应微弱，底部矿石表面被溶蚀 表面产生大量凹陷和孔裂隙，形成了大流量通道和 破坏的程度最低.堆内矿石破坏形式主要以表面结 溶液优先流，加速浸矿反应进程.当细粒矿层位于 垢、细小孔裂隙为主，难以形成较大孔裂隙和凹陷. 矿堆中部时，溶浸液自上而下流至细粒矿层，溶浸液 采用均一粗颗粒矿石筑堆时，孔隙结构更发育，堆内 分布均匀程度显著下降，致使中部细粒层孔裂结构 溶液流速快，溶液易对矿石表面进行冲刷，微孔裂隙 发育不良 较为发育：然而，采用较细粒径筑堆时孔裂隙结构欠 当溶液流至柱体底部时已形成溶液优先流，溶 发育，溶液分布均匀性差且流速慢，易在矿石表面形 液自上而下快速流动，流速较大.当大流量溶液下 成结垢层，形成大量的浸矿盲区.工程科学学报,第 40 卷,第 8 期 从细观层面证实了矿石颗粒间存在胶结现象. 2郾 3 细粒层内不同位置处的表面形貌特征 矿石表面的微孔裂隙、凹陷等微观形貌特征规 律,是矿石单元区域浸出效果的微观反映. 为探究 细粒层内不同位置处的表面形貌特征,选取实验柱 A、柱 B 和柱 C,对细粒层顶部、中部和底部矿石进 行随机取样,制样后利用冷场扫描电镜( FE SEM) 获取矿石表面微观形貌,如表 5 可见. 经 60 d 溶液 喷淋作用,不同位置处矿石表面孔裂结构的发育程 度不同,不同堆高处矿石表面形貌特征及其演化规 律存在差异,矿石表面的破坏程度与矿石所处的矿 堆深度成反比. 具体而言,堆顶矿石表面遍布微孔裂 隙、凹陷和结垢物,矿石被溶浸液的侵蚀、破坏程度最 大;堆中矿石表面存在一定数量的微孔裂隙和凹陷,但 被侵蚀程度较顶部略有下降;堆底矿石表面被破坏程 度最小,主要以表面结垢层为主,孔裂隙较不发育. 表 5 不同位置处细粒层顶部、中部和底部的微观表面形貌 Table 5 Microscopic surface topography of the top, middle, and bottom of the fine layers at different locations 当细粒矿层位于矿堆上部时,溶液直接喷淋在 矿石散体的上表面,溶液喷淋强度大、均匀性高,堆 内固液耦合作用强烈,导致矿石表面有价矿物被大 量浸出,实现矿石矿物由固相向液相转化,致使矿石 表面产生大量凹陷和孔裂隙,形成了大流量通道和 溶液优先流,加速浸矿反应进程. 当细粒矿层位于 矿堆中部时,溶浸液自上而下流至细粒矿层,溶浸液 分布均匀程度显著下降,致使中部细粒层孔裂结构 发育不良. 当溶液流至柱体底部时已形成溶液优先流,溶 液自上而下快速流动,流速较大. 当大流量溶液下 渗至粗细颗粒层的交界处,溶液横向流动形成了以 大孔道流为中心的众多的细小支流,支流孔道内部 溶液量与其距大孔道的长度成反比. 非饱和区域内 细菌浓度较低,浸矿反应微弱,底部矿石表面被溶蚀 破坏的程度最低. 堆内矿石破坏形式主要以表面结 垢、细小孔裂隙为主,难以形成较大孔裂隙和凹陷. 采用均一粗颗粒矿石筑堆时,孔隙结构更发育,堆内 溶液流速快,溶液易对矿石表面进行冲刷,微孔裂隙 较为发育;然而,采用较细粒径筑堆时孔裂隙结构欠 发育,溶液分布均匀性差且流速慢,易在矿石表面形 成结垢层,形成大量的浸矿盲区. ·914·