溶浸液渗入矿石内部的速度,取决于矿石的孔隙度和浸润性。在均质矿石(如花岗斑岩)中,溶浸液渗入岩石的各个方向;在裂隙发育的岩石中,溶浸液首先进入主干裂隙,再进入次级裂隙和毛细孔隙。测定矿石孔隙度的方法很多,如用称量干燥样品量和被水饱和样品量等方法确定矿石的有效孔隙度。测定溶浸液在矿石中的扩散(或渗透)的方法,可用示踪原子法、溶液染色法、导电率法等。示踪原子法较为复杂,需要较多的仪表。后两种方法直观简便,尽管它们的测量精度不高,但互相对比检查几次,还是可以满足实际工作需要的。
一、溶液染色法
在待测的均质矿石上表面中央凿一小槽,然后将染色溶液逐渐不断滴入小槽中,使槽内溶液既不溢出,也不干涸,最好睫槽内染色溶液的液面始终保持衡定不变。再逐日观察染色溶液向四周扩散形成的染色带。必要时,可将矿石切片,用化学分析来校核溶液向下扩散(渗透)的深度。巴甫洛夫等用染色的硫酸溶液,对普氏硬度10~15的花岗斑岩矿石做试验,测定的数据如下表:
表
向下扩散的距离(mm) | 20 | 30 | 40 | 60 | 100 |
扩散的速度(mm/h) | 0.14 | 0.08 | 0.05 | 0.005 | 0.005 |
二、导电率法
先在待测矿石上表面凿一小槽,再在矿石的侧面每隔一定距离,钻几个互不相通但深入到矿石内部的小孔,在这些小孔中埋入电极。然后如同溶液染色法一样,在小槽内不断加入溶液,并始终保持液面衡定不变,定期测量导电率。图1是测量示意图,图2是硫酸溶液在5种不同矿性的岩石中的扩散情况。
图1 矿石内溶液渗透性测定方法示意
a)导电率法 1-花岗斑岩岩块;2-溶液小槽;3-电极
b)溶液染色法 上图:花岗斑岩样品,经过1个月
下图:花岗斑岩样品,经过3个月
图2 沿矿石表面至探部距离(L)硫酸溶液移动速度(v)的变化
l-霏细斑岩;2-花岗岩;3-泥板岩;
4-粗面英安岩;5-玄武岩
由图2可见,尽管不同的矿石中硫酸溶液向下的扩散速度不同,但共同的趋势是:在距矿石表面约l0mm处,溶液的扩散速度最大,随着距离的增加,速度越来越低。对有效孔隙度为0.89%~1.1%的花岗斑岩-斑岩、矽长岩和花岗岩等矿石来说,在距矿石表面10mm深处的渗透速度为0.1~0.16mm/h,在深选50mm处的渗透速度为0.007~0.04mm/h;对有效孔隙度为0.61%~0.72%的泥板岩和粗面英安岩矿石,在深达50mm深处的渗透速度仅为0.003mm/h。