مدل‌سازي تحليلي از فرآيند بيوليچينگ توده‌اي (فروشويي زيستي)

در اين مقاله، شبيه سازي فرآيند ليچينگ باكتريايي توده اي و ارزيابي تحليلي فرآيندهاي درگير در شرايط ناپايا از طريق مدل هاي تحليلي براي كانسنگ كم عيار مس بسط و گسترش داده شده است. المان انتگرالي تعريف شده عبارت است از واحد حجم توده كه شامل فاز جامد (با توزيع اندازه ذرات كانسنگ)، فاز مايع (محلول شسته شده ساكن و جاري حاوي مواد حل شده و باكتري هاي چسبيده و معلق) و فاز گاز (جريان هوا و حباب هاي هواي موجود در منافذ) مي باشد. فرآيندهاي نفوذ و واكنش در مدل پيشنهادي شامل توزيع اندازه ذرات كانسنگ، چسبيدن و عدم چسبيدن باكتري ها و فرآيندهاي اكسايش و انتقال اجزاء شيميايي و باكتريايي به داخل و خارج المان مي باشد. با برنامه نويسي در محيط نرم افزار پايتون از روش سيمپسون براي حل مدل هاي موجود استفاده گرديد. درستي نتايج حاصله به وسيله بررسي موازنه جرم در پايان شبيه سازي تائيد گرديد. اعتبارسنجي نتايج به دست آمده با مدل پولز و مدل شبيه سازي واكنشي پيريت به كمك نرم افزارفينيكس بررسي گرديد. ذرات كانسنگ در سه كلاس اندازه به شعاع هاي mm0.1، mm0.75 و mm1.5 با درصدهاي وزني به ترتيب 45، 35 و 20 درصد طبقه بندي شدند. حداكثر خطاي نسبي در محاسبات موازنه جرم در تمام شبيه سازي ها كمتر از 0.7 درصد بود. نتايج نشان داد كه سينتيك انحلال كالكوسيت از كووليت و كووليت از پيريت بيشتر مي باشد. براي حالت باكتريايي، ميزان انحلال كالكوسيت در اندازه شعاع ذرات mm0.1، mm0.75 و mm1.5 به ترتيب %100 (بعد از 38 روز)، %100 (بعد از 110 روز)،  و %87 (بعد از 160 روز) بدست آمد. در مورد كووليت، براي اندازه ذرات مذكور در طي 160 روز درصد انحلال به ترتيب 60، 35 و 18 حاصل شد. ميزان انحلال پيريت نيز 33، 24 و 14 درصد محاسبه گرديد. همچنين، آناليز حساسيت براي عوامل دما و توزيع اندازه ذرات انجام گرديد. نتايج شبيه سازي روند صحيحي با در نظر گرفتن توزيع اندازه ذرات در بازيابي مس از خود نشان دادند.