物料硬度、結構缺陷對破碎的影響

一、硬度對破碎的影響

硬度是指巖礦抵抗外界機械力侵入的性質。硬度愈高、抵抗外界機械力侵入的能力放大，破碎時愈困難。反之，硬度愈低、抵抗外界機械力侵入能力愈小，破碎時愈容易。因此，硬度實際是巖礦的一個堅固性指標。

近代固體理論，存熱學、電學、磁學和光學行為方面都得到了根本的職淪說明。而在固體力學行為方面雖然也有很大進展，但還難以指導工程汁算，只能采取立按測量辦法。對于巖礦堅固性指標的測定，一種是從能耗觀點出發(fā)如F．C．邦德功指數(shù)就是以能耗來測定巖礦堅固性的；另一種是從力的強度出發(fā)，如巖礦硬度的測定。在資本主義國家，多數(shù)用F．C．邦箔功指數(shù)反映巖石的堅固性，這種辦法一船說來比較可靠，只要測出各種巖礦的功指放大小就能判明各種巖礦的堅固性，表22列出了一些常見巖石的功指數(shù)。但是，對某些礦石而言，功指數(shù)并不適用，如云母、滑石及鱗片狀的煤塊等，它們的硬度本來不高．但在磨礦 中卻容易從鋼球之間滑出去，導致用磨機測功指數(shù)時數(shù)值很高，所以在這種情況下用功指數(shù)反映巖曠堅固性時就會出現(xiàn)很大誤差。我國對巖礦的堅固性通常用莫氏硬度及普氏硬度系數(shù)f來表示。其氏硬度是一種相對硬度，選取10種標堆礦物作硬度等級，這l0種礦物及硬度等級分別是：

滑石(1)   石膏(2)   方解石(3)   螢石(4)   磷灰石(5)

長石(6)   石英(7)   黃  玉(8)  剛玉(9)   金剛石(10)

這種辦法比較粗略，而且各個硬度等級之間有的差距小，有的差距大。普氏硬度系數(shù)f與巖礦的抗壓極限強度σ壓密切相關。

但f實際是一個綜合強度指標，并不單純反映硬度。總之，上述這些辦法均不很完善，但它們畢竟能反映出巖礦的硬度情況，數(shù)值愈大表示巖礦愈硬，愈難破碎。當幾種礦物存在時，用上述方法 測出的數(shù)嫡大小順序也就反映它們破碎的難易順序。這就為分析礦物的選擇性磨碎提供了判據(jù)。物硬度的差異往往是產(chǎn)生選擇性磨碎現(xiàn)象的力學基礎。

二、結構缺陷對破碎的影響

自然界的礦物巖石，由于成礦地質條件或經(jīng)歷的不同，常常導致不同地方產(chǎn)出的同種礦物在力學性質上存在差異。巖礦結構中存在缺陷便是造成這種差異的重要原因之一。缺陷有先天的， 也有后天的，有微觀的也有宏觀的。例如形成礦物晶體時所存在的離子缺位及錯位層微觀缺陷，屬先天性的。巖礦形成后由于地殼或巖層的運動或自然力的作用又會使巖礦產(chǎn)生裂縫；此外礦石的開 采、搬運、特別是磨礦前的多次破碎均會使礦石產(chǎn)生裂縫。這些缺陷多數(shù)為宏觀裂縫，也有的屈微觀裂縫。因為它們多是巖礦形成以后產(chǎn)生的，所以屬后天性的。

巖礦結構中存在的這些缺陷，常常構成巖礦塊中的脆弱面，所以破碎行為將首先發(fā)生在這些脆弱面上。結構缺陷對粗礦塊破碎的影響較為顯著，因為粗塊小的裂縫及裂紋較多，機械強度降 低較為明顯。隨著礦塊粒度的變小，裂縫及裂紋逐漸消失，強度逐漸增大，入學的均勻性增高，故細磨更為困難。可以預料，缺陷對選擇性磨碎的影響也是沮磨時更為顯著，因為細磨時軟硬兩種礦構的強度差隨之縮小。

由上述分析可見離開巖礦的機械強級就難于解釋清楚破碎過程的各種力學現(xiàn)象，巖礦中各種礦物機械強度的差異也正是礦物選擇性磨碎現(xiàn)象產(chǎn)生的基礎。