扩散和传质速率

堆浸过程是液－固反应，这种反应不仅与化学反应固有的反应速率有关，而且遵守多相反应规律。堆浸的实际反应速率往往不取决于化学反应，而取决于物质的扩散和传质状况。某些化学反应（如水溶液中的离子间的反应）的速率很快，若这时的反应物或生成物的扩散速率很慢，则其扩散和传质速率成为浸出过程速率决定性因素。此时浸出的实际或表观速率为扩散所控制，即扩散成了浸出过程的速率决定步骤。

根据费克定律，溶浸剂向矿物的单位面积上的扩散速率公式表示如下：

v_D＝－ ＝ （C₀－C_i）＝kD（C0－Ci）    （1）

式中，VD－扩散速率，表示在单位时间内溶浸剂因向矿物单位面积表面迁移而引起浓度降低的量值；

      C，C0，Ci－溶液中溶浸剂的浓度、起始浓度、反应瞬时浓度；

      δ－扩散层的厚度；

      D－扩散系数；

      kD－扩散或传质速率常数，kD＝D／δ；

      t－浸出时间。

在时间t内，整个相界面上的扩散的物质量m（或因扩散而损失的溶浸剂量），其数值等于扩散速率、相界面面积S时间t的乘积，即

m＝Sv_Dt＝Sk_D△Ct＝k_DS（C₀－C_i）t         （2）

由式（2）可知，相际传质m与扩散速率常数、相界面面积、溶浸剂的浓度差、传质时间等参数成正比。扩散速率常数是传质的物质与传质介质两者固有特性的反映，同时受温度的影响。