对于任何一个给定的矿堆而言,显然存在一最佳的流速或某一合理的流速范围。合理的流速使溶液沿矿石表面呈液膜向下流动,遇有裂隙则因毛管力作用,使原先被空气所充占的位置逐渐为溶液所代替。此时,一些大的空隙中存在的气液界面的变化不大。仅有的变化是流通的水膜加厚。当溶液的流速很大,必然会使原先被空气所充占的大空隙被夹断,形成一部分大空隙中既有溶液,又有空气,相互分割包围,最终因重力关系,溶液把空气以气泡的形态排挤向上涨涌,释放到敞开的大气中,空隙通道完全由溶液所贯穿。
从以上的讨论中,我们可以得知,溶液流速过大时,大部分溶液通过无矿空隙向下流动,而不是呈液膜向下流动,因而溶浸液不会起浸出作用。此时,溶液流速为其在无矿空隙所处的位置的静水压力所控制。溶液流速合理时,溶液流速主要由毛管力和重力所控制。
堆浸作业中,溶浸液的临界(最佳)流速的选择,前人做过不少工作,式(1)是一经验公式:
K渗= (1)
式中,K渗-矿堆的渗透率;
dρ-矿石的等效粒径;
v临-临界溶液流速。
由上式可知,临界流速与矿石的等效粒径有关,也即与毛管力有关,还与矿堆的渗透性有关。一旦矿石的等效粒径和渗透性被测定后,矿堆的供液流速就能确定。
供液速度大于临界流速,不仅浪费了泵送溶浸液的能量,而且使浸出液中金属浓度降低,增加后续工序的成本。
供液速度过低,虽可使浸出液金属浓度增高,但弊端也多,如金属溶解速度慢,浸出周期长,浸出液中杂质增多,容易引起结垢。