機械磨碎法的選擇性磨碎作用

破碎機械對礦塊破碎的施力方式通常有壓碎、劈開、折斷、 磨剝及沖擊等幾種，詳見圖26所示。但作為磨礦機這種借助運動介質產生破碎力的機械，能夠實現的破碎方法主要是沖擊及磨剝兩種，當然也存在壓碎（棒磨機具有）及劈碎（自磨機的環形波峰襯板具有)作用，但目前磨礦機中的破碎力形式主要還是沖擊力及剪切力。

破碎的對象是巖礦，破碎力的特性與巖礦的力學性質相適應時破碎作用才有針對性，才能產生好的破碎效果。例如，對于硬礦石，應當依靠彎折配合沖擊來破碎，如果用磨剝則會造成機件的嚴重磨損；對于脆性礦石，彎折和劈開較為有利，如用磨剝則產品中的過細粉末就會太多；對于韌性及粘性較大的礦石，采用磨剝方式較好，沖擊及彎折則效果很差……。總之，破碎作用的針對性原理應該成為破碎力選擇的指導原則。然而巖礦的怍質千差萬別，所以，以不變應萬變的破碎方式不適宜，更不適合于利用巖礦機械性質差異的選擇性磨礦。可見，要取得較好的選擇性磨礦效果，必須在破碎的施力方式上作合理的選擇才有可能。

 

如前所述，巖礦是一種結構力學性質極不均勻的材料，礦物晶體內部的結合力最強；晶面上的結合力次于晶體內部的結合力； 而同種礦物晶體，晶面之間的結合力又大于不同礦物晶體晶面之間的結合力。由于解離性磨礦的目的是要造成不同礦物晶體聚合體之間的解離，因此。破碎力的大小應該精確到能使不同礦物晶體之間發生解離，過大過小均不利。破碎力過大，巖礦的破壞不只是沿晶體界面發生，甚至晶格也被斷裂，發生"貫穿破碎" 作用。貫穿破碎作用缺乏選擇性，破碎行為不是沿不同礦物的晶面發生，而是沿破碎力的主應力方向進行，因此破碎產物往往不是不同種類礦物粒子的單體解離，而是巖礦材料粒子的機械變細，此外，破碎力過大還往往容易造成比較嚴重的過粉碎現象。反之，破碎力過小，則因達不到破碎應力的要求，不能產生一次性破碎，只有經反復作用后才能產生效率低的疲勞破碎。由上可見，只有當破碎力作用愈精確時，礦物解離的選擇性才愈高。這就是說，精確地選擇破碎力大小是磨礦方法選擇中的一個重要問題。

破碎力的大小是載荷特性的一個重要方面，而加載速度則是另一個重要方面。加載力足夠大及加載速度快時可使礦物呈脆性破壞，脆性破壞的效率高使能量浪費少；力的作用時間愈短，礦物的解離選擇性愈高。赫茲研究提出，壓力與時間的關系為

可見，施加大的載荷時斷裂的時間增加，選擇性破碎作用減弱； 施加小的載荷時，斷裂的時間縮短，選擇性破碎作用增強，這時只有易斷裂的地方才會斷裂。圖27曲線1是施以較大載荷的情況, 破裂的時間長，選擇破碎作用差，（載荷較大的情況在球磨機中占優勢)，曲線3是施以較小載荷的情況，破裂的時間短，只有沿易碎（較弱）的礦物處才會破裂，選擇破碎作用強（在礫磨機中載荷較小的情況占優勢），曲線2是施以中等載荷的情況，破裂的時間比大載荷短而比小載荷長，破碎的選擇性比大載荷好而比小載荷差（載荷中等的情況在自磨機中占優勢）。由三種載荷的破碎特性可知：球磨機磨礦是選擇性破碎作用最差的磨碎過程；礫磨機及自磨機磨礦則具有較強的選擇磨碎作用，礦物之間沿結合面解離的情況比球磨機多。

由上述討論可見，應該根據破碎需要的載荷特性來選擇磨礦方法。然而，目前的磨礦方法已經定型，破碎力的性質屬機械破碎，破碎力的媒介是鋼介質破碎體（包括球、棒及其他金屬介質）或礦塊破碎體（包括自磨的粗塊及礫磨的礫石介質)，破碎力的作用方式幾乎都屬強烈沖擊作用型。磨礦方法雖已定型，但在既定的磨礦方法內做工作參數的調整仍然可以在一定范圍內滿足巖礦破碎載荷特性的要求；另一方面也可以按破碎載荷特性的要求研究新的磨礦方法。

粗磨常州的麼礦機有球磨機、棒磨機、自磨機及粗塊礫磨機等，前兩者是屬于鋼介質破碎，后兩者是曠塊介質破碎。在球磨機內，裝有尺寸大小不一的鋼球，磨機內的礦塊或礦粒也是大小不一，雖然鋼球尺寸是按礦塊尺寸選擇的，鋼球尺寸的配比也是按礦石粒度組成擬定的，但鋼球下落或下滾時的打擊作用卻具有隨機性質，例如大球若打到它適宜打擊的大礦塊時破碎力比較精確，如果打到中等礦塊或細礦粒時，破碎力則就過大;同理，小球打到小礦粒時破碎力精確，打到大礦決或中等礦塊時就顯得破碎力不足；中等鋼球亦存在類似情況。磨機內鋼球的實際分布并不合理，由于給礦端的大礦塊使鋼球磨損嚴重，造成給礦端的鋼球磨損快，直徑小；反之，排礦端則因礦塊小鋼球磨損較輕，直徑大。鋼球的軸向離析造成給礦端是小球打粗塊，排礦端則是大球打細粒，由于鋼球的這種不合理分布以及鋼球下落或下滾時打擊作用的隨機性，結果造成破碎力的精確性變得很差，使破碎的選擇性變壞，故球磨機的選擇破碎作用很差。棒磨機的情況則要好一些，因為鋼棒破碎時呈線接觸，棒條之間夾有大塊時棒就只能破碎大塊而保護了細粒，故形成棒專門破碎大塊，破碎力較為精確，細粒受到保護而少遭破碎，因此，棒磨機的產品粒度比較均勻。即是說，棒磨機具有專門破碎粗塊的選擇磨碎作用及對粗塊的破碎力較精確，使之具有較強的選擇性破碎作用。自磨機及礫磨機的選擇性磨碎作用也較好，因為自磨機筒體短，加上有兩圈或一圈波形襯板攪動礦塊和混勻礦塊，因而減小礦塊的軸向離析作用，使破碎力分布較為合理。此外，自磨機及礫磨機內單位體積破碎介質的能量密度比鋼球或鋼棒要小得多，故出現破碎力過大情況遠不像球磨機那么嚴重，由于載荷小，礦粒破裂的時間短，礦物解離的選擇性必然比球磨機髙。