离子吸附型稀土矿分形特性及土-水特征曲线预测研究

作者：郭钟群; 赵奎; 周尖荣; 金解放; 周可凡

来源：稀土, 2022, 43(01): 56-65.

DOI：10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.202201006

• 离子吸附型稀土
• 土-水特征曲线
• 粒径分布
• 分形维数

离子吸附型稀土矿石(土)的土-水特征与矿体渗透性能关联紧密,对于稀土资源浸取率有重要影响,利用分形维数预测土-水特征曲线具有工程价值。为了探究不同粒径范围离子吸附型稀土矿石(土)的分形特性,选取龙南足洞矿区稀土矿样进行筛分,采用粒度分析仪测量(<0.075 mm, 0.075 mm～0.25 mm, 0.25 mm～0.5 mm)三种单粒级土样的级配分布。结果表明,离子吸附型稀土矿石(土)的粒径分布具有良好的分形特性。根据粒径分布(PSD)分形模型计算分形维数,粒径范围不同的土样分形维数不同,粒径区域越小,分形维数越大。应用压力板仪测得基质吸力与含水率的关系,推求土-水特征曲线(SWCC)及其特征值,随着粒径增加,孔径相应增大,基质吸力减小,饱和含水率和进气值随之减小,持水能力减弱。分形维数越大,饱和含水率和进气值越高,持水能力越强。基于孔隙-固体分形(PSF)模型并采用PSD分形维数进行计算,得到离子吸附型稀土矿石(土)SWCC预测公式,预测结果和实测结果吻合度较好,为获取离子吸附型稀土矿石(土)土-水特征曲线提供了一种可行方法。

• 单位
  江西省矿业工程重点实验室; 江西理工大学