铀矿浸出的分形动力学研究

。
０
照公 式
一（ ）
来 进行矿石 质量的混合 。
２ ． ３ 试 验 参 数 的 确 定
溶浸液硫酸浓度为 ２ ５ ｇ ／ Ｌ， 布液强度 ２ ０ ． ０ Ｌ ／ （ ｍ ・ ｈ ） ； 浸 出时间 ３ ０ ｄ ； 液 固 质 量 比为 １ ． ５ ２： １ ； 浸出 ｐ Ｈ值 为 ２ ±０ ． ５ ｃ ］ 。
３ ２
采
矿
技
术
２ ０ １ ３ ． １ ３ （ ２ ）
的动力 学方 程 的通用式 ： １ —３ （ １ 一 ） 。 。 ＋２ （ １ －３ ７ ， ） 一
到 了分 维值 Ｄ 与每 个 分维值 动 力 学参 数 ｋ的 关 系 ， 并建 立 了通 用 的分 形 动 力 学方程 ： １ —
３ （ １ 一 ） ２ ／ ３ ＋２ （ １ ～ ｚ ） 一 （ Ｏ ． ０ ０ ８ Ｄ＋ ０ ． ０ ０ ９ ） 。
关键 词 ： 铀 矿石 ； 浸 出分 维值 ； 分形动 力学
赵 贺 永 ， 李 丽红 ， 曾桂 忠 ， 刘 予成
（ １ ． 文 山学 院 生 化 系 ， 云南 文 山县 ６ ６ ３ ０ ０ ０ ； ２ ． 文 山学 院 初 等教 育 系 ， 云南 文 山县 ６ ６ ３ ０ ０ ０ ） 摘 要 ： 在相 同硫 酸 浓度 、 布液 强度 、 浸 出时 间、 液 固比条 件 下 ， 对 不 同 分 维值 的铀 矿 进行 动 力 学 实验 。通 过对 实验 的 分析发 现 ， 随 着矿 石 分 维值 的 增加 ， 矿 石 的反 应速 率 增加 ， 得
１ 分 形 动 力 学
有 反应 核模 型公 式Ⅲ ： Ａ（ 溶 浸液 ） ＋ｂ Ｂ（ 反应 物
固态 ） 一 生成 物 。 有 ｃ ｒ ａ ｎ ｋ —ｇ ｉ ｎ ｓ ｔ ｌ ｉ ｎ ｇ －ｂ ｒ ａ ｕ ｎ ｓ ｈ ｔ ｅ ｉ ｎ的 简 化 模 型 ：
１ —２ ｚ ／ ３ 一（ １ 一ｚ ） ／ 。 一２ ｍｄ ｃ ｔ ／ ｂ ｐ ｒ （ １ ）
通过 图 １可 以看 出 ， 随着 分维 值 的增大 ， 浸 出液
２ 试 验 研 究
２ ． １ 矿 石 的 性 质
铀浓度 增 加 ， 在第 ３ ｄ时 ， 不 同分 维 值浸 出液 的铀 浓
度都 达 到最大 值 ， 随着实 验 的继 续 ， 到１ ５ ｄ时 ， 铀 浓
度变 化 的 幅 度 趋 于 变 缓 ， １ ５ ｄ后 ， 铀 浓 度 曲线 变 得 非常平 滑 。
通 过 分 形 动力 学 方 程进 行 数 据 的模 拟 ， 模 拟结
果见图 ２ ～图 ７ 。
含量 大 于 Ｆ ｅ Ｏ含量 ， 矿石 的氧 化性 较好 。铝含 量 较 高， ｃ ａ Ｏ、 Ｍｇ Ｏ 含量 较低 。
２ ． ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 实 验 矿 石 的 组 成
从 图 ８可 以得 出直线 的斜 率 为 ： ０ ． ０ ０ ８ ， 可 以得
当今世 界 易 开 采 的铀 矿 资 源 日益 减 少 ， 特 别 对
于硬 岩性 铀 矿 ， 原 矿 品位越 来越 低 ， 性质 也越 来越 复 杂， 给矿 石 的开采 和选 矿 工艺均 造成 较大 困 难 ， 如 何 充分 地利 用现 有 的低 品位 矿产 资源 ， 显得 日益 迫切 。 本文 通 过实验 ， 建 立 了 硬 岩 铀 矿浸 出 的分 形 动 力 学
１ ＳＳ Ｎ １ ６ ７１— ２９ ０ ０
采 矿 技 术 第 １ ３卷 第 ２期
Ｍｉ ｎｉ ｎｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇｙ， Ｖ ｏ １ ． １ ３， Ｎｏ． ２
２ ０ １ ３年 ３月
Ｍａ ｒ ． ２Ｏ１ ３
ＣＮ ４ ３ —１ ３ ４ ７ ／ ＴＤ
铀 矿 浸 出 的 分 形 动 力 学 研 究
模型 。
０ ． １ ５ ｍｍ 共 ７个 等级 ， 按照 分维 值为 １ ． １ ， １ ． ４ ， １ ． ７ ，
ｖ 嚣 涮 幂 。 ２ ． ０ ， ２ ． ３ ， ２ ． ６ ， ２ ． ９组 合 成 重 量 为 ５ ｋ ｇ的样 品 。按
。 ５ ０ ５ ０ ５
某 铀 矿 石 中 Ｕ ０ ． １ ３ ４ ９ ／ ６ 、 Ｓ ｉ ０ ７ ５ ． ８ ． ０ ４、 Ｍｎ Ｏ
０ ． ０ ８ 、 Ｆ ｅ ２ Ｏ３ １ ． ０ １ 、 Ｆ ｅ Ｏ ０ ． ７ ８ 、 Ａ１ ２ ０３ １ Ｏ ． ７ ６ 、
Ｃ ａ Ｏ ０ ． ２ ６ 、 Ｍｇ Ｏ ０ ． ３ ５ ， 结果表明， 矿 石 中Ｆ ｅ ０。
３ 实验 结 果 分 析
对 实 验所 得 出 的数 据进 行 处 理后 ， 得 到图 １ 所
示 的曲线 。
通 过公 式 （ １ ） 可 以得 出 ：
１ －３ （ １ －Ｘ ， ） 。 ＋２ （ １ －Ｘ ） 一２ ｍｄ ｃ ｔ ／ ３ ｂ ｐ ｒ ｔ （ ２ ）
式中， 为 反应 物 的相对 分 子量 ， Ｃ 为 溶 液 的浓 度 ， ｄ 为 反应 物直径 ， ｂ为化 学计量 系数 ， ｐ为 反应 物 密 度 ， ｒ 为 反应 物起 始直 径 ， ３ ５ 为 ｔ时刻 的 反应 率 。令 ｋ 一
出直线 的方程 为 ： ｋ 一０ ． ０ ０ ８ Ｄ＋０ ． ０ ０ ９ ， 把公 式 是 一 ０ ． ０ ０ ８ Ｄ＋０ ． ０ ０ ９代 人式 （ ３ ） 中， 可 以得 到不 同分维值
将 矿石 破 碎 后 分 为 ９ ， ６ ． ９ ， ４ ， ０ ． ９ ， ０ ． ６ ３ ， ０ ． ４ ，
２ ｍｄ ｃ ｔ ／ ３ ｂ ｐ ｒ ， 得 到 动力 学方 程为 ：
１ —３ （ １ 一ｚ ） 。 ／ 。 ＋２ （ １ 一ｚ ） 一ｋ ｔ （ ３ ）
时 同， ｄ
其中， ｋ与分维 值 Ｄ 为线 性关 系 。
图 １ 浸 出 液铀 浓 度 与 浸 出 时 间 的 关 系