地浸采铀渗流弥散场特征分析及应用(待续) analysis and application of seepage-dispersion field characteristics in-situ leaching uranium(to be continued).pdfVIP

第35卷第3期 铀 矿 冶 V01．35NO．3 2016年8月 URANIUMMININGANDMETALLURGY Aug．2016 地浸采铀渗流弥散场特征分析及应用(待续) 谢廷婷1，姚益轩1，甘 楠1’2，张 种1，胥国龙1，闻振乾1 (1．核工业北京化工冶金研究院，北京101149；2．中国地质大学(北京)，北京100083) 摘要：应用地下水模拟软件，对地浸采铀井场的水动力渗流场和溶质弥散迁移场进行了量化分析研究。将渗 流场分为若干特征区域，定义了粒子渗流域平垂面特征参数、地下水对地浸流场稀释率、注孔流量贡献值等特 征参数，同时根据各抽孔的稀释量变化对地浸流场进行了周期划分。在地层均质性、抽注流量、井距、过滤器安 放位置及过滤器长度等不同因素影响下，建立内蒙古某地浸井场的水动力及溶质弥散迁移模型，并以这些特征 参数为指标对井场进行了量化比较。 关键词：地浸采铀模拟；有效渗流域面积比；垂向水力作用高度；井场稀释率；注液孔贡献率 中图分类号：TD868文献标志码：A 文章编号：1000—8063(2016)03—0149—10 doi：10．13426／i．cnki．yky．2016．03．001 地浸采铀井场内含矿层中溶质的运移受3个 心取1无限小的平行六面体作为均衡单元体，该 “场”控制：抽注液水力梯度作用下形成的水动力 点沿坐标轴方向的渗流速度分量为训。，u。，口：，液 渗流场；浸出剂在浓度梯度作用下形成的溶质弥 体密度为p。则△f时间内，流入与流出这个单元 散场；以及浸出剂与矿石化学反应形成的物理化 体的总质量差为： 学反应浸出场。渗流场、弥散场和浸出场相互作 az。a。a2l一一。……、～ 用，推动了溶液的运移扩散，三者一起构成了地浸 一[掣+掣Y+掣p伽“，， 采铀流场。目前对地浸采铀过程中抽注液水动力 在均衡单元体内，液体所占的体积为 渗流场及弥散场的研究大多只停留在概念阶段， nAxAyAz，其中n为孔隙度，单元体内的液体质 为了更准确地掌握地浸采铀流场规律，需要建立 量为pnAxAyAz。因此，△￡时间内，单元体内液 相应数学方程，对抽注液水动力渗流场及弥散场 体质量的变化量为： 进行量化分析。 晏[∥AxAyAz]△￡。 (2) 1 数学计算方程 单元体内液体质量的变化是由流人与流出这 1．1 地下水抽注渗流及弥散理论模型[1‘1 个单元体的液体质量差造成的。在连续流条件 在地浸采铀井场流场中，钻孑L抽注液作业形 下，根据质量守恒定律，二者应该相等： 成的水动力渗流场是基础，只有溶液渗流到的部 位才有可能发生弥散与浸出。水动力渗流场反映 一『型Ox+掣+掣似伽z—a_y az l…一。一一‘ 溶液的流速矢量场，研究渗流场就是研究溶液的 (3) 兰f[pnAxAyAz]At。 流速矢量分布。从注液钻孔过滤器到抽液钻孔过 溶质的迁移分为2个部分：渗流迁移，以及由 滤器，溶液在这2个点之间的地层中循环流动，流 渗流迁移引起的随机偏离，即弥散迁移。弥散迁 体在含水层中的流动过程都可以用三维连续流进 移也称为水动力弥散，包括由