1、本文將散體動力學、工程滲流力學、傳質學、傳熱學、計算數(shù)學、分形幾何以及灰色理論等應用于堆浸過程的研究，針對浸出過程中亟待解決的幾個關鍵問題，進行了一系列的基礎理論研究和數(shù)值模擬分析，主要工作包含以下幾個方面： (1)飽和區(qū)范圍大小是堆浸技術研究的重要課題之一，浸潤面為飽和區(qū)與非飽和區(qū)的分界面，其高度直接影響飽和區(qū)的大小。因此，論文首先以流體力學為基礎，根據(jù)布西尼斯克理論，在裘布依假設的基礎上，率先系統(tǒng)地研究了傾斜底墊堆場浸潤面的

2、形成機理及形態(tài)，建立了浸潤面形態(tài)的數(shù)學模型方程，根據(jù)邊界條件的數(shù)學描述，采用有限差分法，將定解問題離散成封閉的代數(shù)方程組，用牛頓迭代法進行數(shù)值求解，并借助于MATLAB軟件和SPSS回歸分析軟件擬合出浸潤面的三維形態(tài)曲面圖和與之對應的二元二次方程，得出浸潤面為橢圓拋物面的結論，為合理利用飽和區(qū)和堆浸筑堆提供科學指導。 (2)堆浸礦堆中溶質輸運過程分析的核心科學問題是多孔介質中的傳質分析，本文基于質量守恒原理，建立了堆浸礦堆中描述

3、溶質輸運的控制方程?；陲柡蜅l件下，根據(jù)對Peclet數(shù)據(jù)的判別：一方面，給出了擴散占優(yōu)時的解析解法，并由此提出確定水動力彌散系數(shù)的新的途徑一曲線對比擬合法；另一方面，采用有限特征差分法，針對對流占優(yōu)時的情形進行數(shù)值模擬分析和動態(tài)試驗研究。 (3)考慮浸出過程中細菌的生長與繁殖，對單顆粒微生物浸出原理進行理論分析與建模，探明了表面分數(shù)維與浸出反應速率之間的關系，以及不同顆粒半徑下，浸出率隨浸出時間的變化關系；基于微生物浸出機理，

4、結合傳質學與傳熱學，詳細推導了硫化銅礦細菌浸出過程中的質量、能量守恒方程，以及與溶液中氧濃度和亞鐵離子濃度相關的細菌生長動力學模型，并利用FEMLAB有限元分析軟件，數(shù)值模擬了溶浸液流動作用下，浸堆內的熱、質傳遞規(guī)律。 (4)基于非飽和礦堆中溶液流動的液相質量守恒原理，建立了描述飽和度分布的模型方程，同時考慮由于化學反應而引起的多孔介質變形，發(fā)展了一孔隙發(fā)育模型，首次建立起非飽和礦堆中基于孔隙演化的流動-反應-傳質耦合數(shù)學模型。

5、同時使用顯式有限差分格式求解耦合模型方程組，數(shù)值算例結果給出了浸堆中溶劑濃度和溶質濃度的分布以及飽和度的分布，模擬結果還探明了礦石回收率隨浸出時間變化的規(guī)律，它們之間呈三次立方關系。 (5)對堆浸浸出過程動力學行為進行了長期預測分析。從理論上拓廣了灰色預測GM(1，1)模型的建模條件，給出了一類既改變原始數(shù)據(jù)列的光滑性，又縮小還原誤差的變換函數(shù)的構造條件，并結合等維遞補的動態(tài)灰色預測方法，對浸出過程中浸出率隨浸出時間變化的規(guī)律進