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原文传递一种离子型稀土入渗特性试验系统及实验方法

专利名称：	一种离子型稀土入渗特性试验系统及实验方法
摘要：	本发明涉及离子型稀土技术领域，且公开了一种离子型稀土入渗特性试验系统及实验方法。该离子型稀土入渗特性试验系统及实验方法，包括以下步骤：首先，离子型稀土二维入渗试验，其次，试验结果及分析，最后，实验成果。本发明，通过取江西龙南足洞稀土矿区稀土进行二维入渗试验，基于数字图像技术进行入渗数据采集，探究不同粒径及颗粒级配对离子型稀土湿润体形状、湿润锋二维运移距离、入渗速率和平均入渗率的影响规律，推求了湿润锋距离、入渗速率的经验计算公式，以期为离子型稀土原地溶浸过程中注液井网参数设计提供理论依据，提高稀土资源浸取率。
专利类型：	发明专利
申请人：	江西理工大学
发明人：	郭钟群;金解放;赵奎;周尖荣;徐虹
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T18:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T12:00:00+0805
申请号：	CN201911306776.5
公开号：	CN111141651A
代理机构：	北京化育知识产权代理有限公司
代理人：	尹均利
分类号：	G01N15/08;G;G01;G01N;G01N15;G01N15/08
申请人地址：	341000 江西省赣州市红旗大道86号
主权项：	1.一种离子型稀土入渗特性试验系统及实验方法，其特征在于：包括以下步骤： 1)首先，离子型稀土二维入渗试验； 2)其次，试验结果及分析； 3)最后，实验成果。 2.根据权利要求1所述的一种离子型稀土入渗特性试验系统及实验方法，其特征在于：离子型稀土二维入渗试验步骤： A1、通过实验装置，设计了一套可视化的二维渗流装置，整个试验系统由二维渗流装置和数字图像采集装置组成； A2、试验材料与方法 a、取稀土矿区的试验土样，对其进行基本物理参数测试； b、将a中的土样进行烘干，捣碎，过筛，通过筛分法测得0.075mm～10mm间颗粒含量为82.86％，粒径小于0.075mm的颗粒含量通过BT-2002型激光粒度分布仪进行测试，对筛分法和激光粒度仪测试结果进行综合分析； c、试验设计了原状重塑土及7种不同粒径大小和颗粒级配的重塑土样； d、根据上述a、b、c中的实验，土粒的级配指标确定土样的不均匀系数和曲率系数，土的不均匀系数用Cu表示：CU＝d60/d10，曲率系数用Cc表示：CC＝d302/d10×d60。 3.根据权利要求2所述的一种离子型稀土入渗特性试验系统及实验方法，其特征在于：试验材料与方法步骤如下： e、首先，对稀土湿润体形状进行实验，通过数字图像技术，清晰准确地记录入渗全过程中湿润体形状及其大小，提取出数字图像，对数字图像进行二值化或去燥滤波处理； f、其次，对稀土进行湿润锋距离实验，根据不同粒径及颗粒级配的土体入渗能力不同，刻画不同土体入渗过程中湿润锋入渗距离与入渗时间关系； g、对f中的实验进行湿润锋运移速率分析,通过Kostiakov入渗模型刻画本试验过程中运移速率与时间的关系。 4.根据权利要求3所述的一种离子型稀土入渗特性试验系统及实验方法，其特征在于：实验成果如下：基于数字图像技术开展了离子型稀土二维入渗试验，通过可视化的试验结果表征了湿润体形状近似为椭球体，并且直观地刻画了湿润体的演化过程。在相同注液入渗历时，湿润体的形状随粗粒径含量增加而增大，湿润锋距离与时间呈现极显著的幂函数关系，相同注液入渗历时，随着细颗粒含量的增加，入渗距离逐渐减小，入渗曲线越平缓，随着注液时间的推进，湿润体的垂向距离逐渐接近与水平距离，湿润锋运移速率在注液入渗初期最大，之后呈现快速下降、缓慢下降，最后趋于稳定三个阶段。定义了向速比，在注液入渗过程中，向速比由大于1逐渐减小至接近1，可以看出初期水平入渗速率快，然后垂直入渗速率逐渐接近甚至超过水平入渗速率。 5.根据权利要求2所述的一种离子型稀土入渗特性试验系统及实验方法，其特征在于：选取的土样密度为1.66ρ、含水率16.26θ、比重2.68ds、孔隙比0.88e、液塑限40.56WP、塑性指数10.29Ip，土壤类别属于粉质黏土。 6.根据权利要求2所述的一种离子型稀土入渗特性试验系统及实验方法，其特征在于：S1为原状重塑土，S2～S8分别设定为粒径<1mm的含量100％、90％、80％、70％、60％、50％和40％的重塑土样，颗粒级配以限制粒径d60为主要区分标志，同时考虑平均粒径d50、中值粒径d30和有效粒径d10，S1的粒径及颗粒级配介于S6～S7之间。 7.根据权利要求2所述的一种离子型稀土入渗特性试验系统及实验方法，其特征在于：不均匀系数反映土粒大小的分布情况，Cu越大表示土的粒径大小分布范围越大，其颗粒级配越好，曲率系数Cc刻画了颗粒级配曲线的分布范围，反映颗粒级配曲线的整体形状。 8.根据权利要求2所述的一种离子型稀土入渗特性试验系统及实验方法，其特征在于：二维渗流装置由马氏供水瓶、土箱、注液管、溢流管、量筒等组成，土箱采用夹角为30°扇柱体玻璃箱，垂直高度和水平长度均为200cm，箱外壁沿着垂直和水平方向分别贴有刻度，注液管半径为1cm，数字图像采集装置由CanonEOS80D数码照相机和计算机组成。
所属类别：	发明专利