维度网讯,智利大学先进矿业技术中心(Advanced Mining Technology Center, AMTC)的研究团队首次通过计算模型量化了气候条件对工业规模生物浸出提铜过程的影响。该研究以“硫化铜矿的生物浸出:工业规模环境影响的综合数值评估”为题发表,开发了一个三维计算模型,用于模拟工业生物浸矿堆内部物理、化学、生物和环境过程的相互作用。

生物浸出是一种利用水溶液和专用微生物促进硫化铜矿溶解的湿法冶金技术。该过程中,液体循环、空气进入、热量传递、细菌活动和化学反应等多种现象同时发生,并受气候条件影响。AMTC研究员、该研究主要作者Aldo Muñoz博士表示,研究目标是开发一种工具,以便在实际矿山操作变更前更好地理解这些过程的相互作用。该模型可像虚拟实验室一样模拟生物浸矿堆,在实地应用前评估不同场景。
为测试模型,研究团队对合成矿堆进行了702次模拟。该矿堆承受着代表智利三个矿区气候条件的环境:中部地区的一个山区环境,以及北部的两个场景——一个在高海拔地区,另一个靠近海平面。模拟评估了不同操作策略,包括改变通气、灌溉温度、酸浓度和细菌群落类型等变量。结果显示,相同的操作策略可能因作业地点气候不同而表现迥异,环境温度、湿度、太阳辐射、风、雨雪等变量会改变矿堆内部条件,影响化学反应和微生物活性。
研究指出,细菌的空间分布是过程效率的决定性因素。借助该模型,可以识别矿堆内最活跃的区域,并理解某些条件为何有利于更高矿物回收率,而其他条件则限制其性能。Muñoz解释,环境及细菌在矿堆中的集中位置和活性状态,会直接影响铜的回收率。除了工业应用,研究团队强调该建模平台还可用于研究尾矿库、废石场和自然矿化环境中的地球化学过程。
该研究的参与者还包括AMTC主任Humberto Estay、研究员Tomás Vargas、Yarko Niño、Santiago Montserrat,以及奥尔堡大学(丹麦)博士后研究员Simón Díaz-Quezada。Muñoz总结,该进展可成为支持工具,用于设计适应每个地点特定条件的操作策略,或评估未来气候变异对湿法冶金过程的影响。该工作首次明确纳入了气候对工业生物浸出的影响。
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