中文摘要：

本项目主要研究浸矿体系内多过程相互作用机理及未来行为的灰色预测分析。综合运用散体动力学、渗流力学、生物化学、计算数学与灰色理论等多学科的知识，采用理论分析与室内试验相结合的研究方法，对溶浸过程中发生的物理-化学反应、矿岩散体孔裂隙的变化规律以及热-固-液耦合机理等展开全面系统的研究,建立相关的数学力学模型，发展有效的数值计算方法，从而进行数值模拟分析，探寻溶浸过程中散体多孔介质的多级渗流特性及热、质传递规律，揭示浸出过程中各物理参数的变化规律，并根据室内试验结论对数值模型的有效性进行验证。从理论上拓广灰色预测GM(1,1)模型的建模条件，给出一类既改变原始数据列的光滑性，又缩小还原误差的变换函数的构造条件，结合等维递补的动态灰色预测方法，对浸出过程的未来行为作出准确的预测分析。本项目将为推动金属矿溶浸开采技术的进步提供理论指导，为我国难处理贫矿资源的开发利用作出贡献。

结论摘要：

本项目以我国低品位金属矿溶浸开采技术为背景，综合运用散体动力学、渗流力学、传质学、应用数学等多学科理论，对溶浸过程中散体孔隙结构的量化表征、孔隙演化规律及机理、多相反应动力学理论、多场耦合过程机制及浸出行为的发展趋势等开展了基础理论研究工作，主要取得了以下研究进展（1）利用X光CT扫描技术，研究了基于MATLAB三维重构及图像分析的堆浸散体孔隙结构三维量化表征，计算并分析了不同粒级矿样的体孔隙率、孔隙尺寸分布以及孔隙连通度。（2）设计了方柱浸实验以模拟滴灌式堆浸，并基于均匀设计的试验方案以及Eviews软件，探明了铜矿浸出影响因素，回归分析了浸出过程中矿柱渗透性系数变化趋势。（3）基于均匀设计的研究方案，在试验研究的基础上，利用马克威分析系统及EViews软件回归分析了铜矿浸出率与各影响因素之间的关系，并优化分析出最佳试验条件，以期提高铜浸出率，改善浸出效果。（4）建立了基于多孔介质弹塑性变形理论的溶浸过程流动-反应-传质耦合模型方程组，应用有限元数值模拟软件数值求解，开展数值模拟工作。分析了溶浸过程中体积应力与浸柱深度，以及不同时刻溶质浓度和溶剂浓度的空间分布。（5）基于灰预测GM(1,1)建模理论，建立了非齐次指数的灰色动态预测模型，并应用于堆浸浸出率的预测研究，利用Matlab实现预测结果及对比曲线图。结合灰预测理论模型精度检验方法，分析各类模型在堆浸浸出率预测中的精度，从而为浸出过程的未来趋势提供理论指导。