物料的內(nèi)聚力有兩種:一種內(nèi)聚力作用丁晶體內(nèi)部的晶體各質(zhì)點之間;另一內(nèi)聚力作用于晶體與晶體之間,即作用在晶界面上。兩種內(nèi)聚力的物理性質(zhì)相同,區(qū)別在于內(nèi)聚力大小不同,前者比后者大很多倍。
內(nèi)聚力的大小,取決于物料塊中晶體本身的性質(zhì)和結(jié)構(gòu),也與晶體結(jié)構(gòu)中所具有的錯位和微裂紋等缺陷有很大關(guān)系。如果選擇晶體物料的缺陷處破碎,不僅能省功而且又能保證要求的粒度,減少過粉碎。達到這樣破碎的目的叫“選擇性破碎”。
實現(xiàn)選擇性破碎的技術(shù)方法是,被破碎的物料應(yīng)在體積料層中承受全方位的擠壓,同時在晶體或微晶邊緣引發(fā)應(yīng)力,料塊應(yīng)承受組合負荷,包括剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn),最好還兼有拉伸。若具體到破碎機上是,物料在破碎腔中承受全方位擠壓;料塊彼此多次沖擊或沖擊到襯板上,料塊群的快速轉(zhuǎn)移;控制料層有一定密實度,并使物料從破碎腔入口到出口,破碎力是逐漸增加。此外,若對料層采用高頻強烈振動作用,可使料塊彼此改變方向,從而可在料塊中產(chǎn)生交變剪切和彎曲應(yīng)力。這種破碎方法稱為強迫內(nèi)層振動破碎。
現(xiàn)有破碎機,如慣性振動圓錐破碎機就是采用強迫內(nèi)層振動破碎,兼有上述某兒種辦法,從而可完全實現(xiàn)選擇性破碎。
旋盤式破碎機采用料層粉碎,料塊承受全方位擠壓,并產(chǎn)生物料層間沖擊作用以及動錐對物料沖擊取向作用。物料有一定的密度并滿足了逐漸增加破碎力的要求等,從而這種破碎機在較大程度上實現(xiàn)選擇性破碎。
傳統(tǒng)圓錐破碎機若能采用旋轉(zhuǎn)布料器,正確控制給料也能一定程度上實現(xiàn)選擇性破碎。
對傳統(tǒng)復擺顎式破碎機實現(xiàn)層壓破碎,原江西冶金學院院長姚踐謙、郭年琴教授做了大量實驗和研究并取得很有價值的成果,對破碎機創(chuàng)新很有幫助。
對傳統(tǒng)復擺顎式破碎機若不改變結(jié)構(gòu)和運動特性,僅就改善腔形及其運動參數(shù)很難實現(xiàn)選擇性破碎。故早年德國某家公司曾研制一種沖擊顎式破碎機,它的r沖擊速度高達500~120Or/min,國內(nèi)也曾試制,至今未得到推廣使用。慣性振動顎式破碎機基本本可以實現(xiàn)選擇仕破碎,但也沒能得到廣泛應(yīng)用。
沖擊破碎機實現(xiàn)選擇性破碎。因在沖擊破碎開始的瞬間,顆粒內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波,迅速向四方傳播,并在內(nèi)部缺陷、裂紋和品粒界面等處產(chǎn)生應(yīng)力集中,促使顆粒首先沿這些脆弱面破碎。
像已有的沖[式破碎機,如反擊式破碎機和眵軸沖擊式破碎機等,從物料破碎機理來看沖擊式破碎機是非常先進和有發(fā)展前途的設(shè)備。但這種破碎機易損件壽命較低,一直是阻礙它快速發(fā)展的重要因素。
運用選擇性破碎方法的研究成果,可建立新的工藝,制成各種規(guī)格尺寸破碎機,可破碎極高強度的物料而沒有晶粒的過粉碎,從而達到一個工作循環(huán)中,用最小的力和能耗
量,得到很高的破碎比。
礦石的力學性能對物料破碎效果、破碎機零部件的磨損、強度和選擇破碎方法等有重要意義。也是破碎機選型和設(shè)計的主要考慮因素。如國內(nèi)某選廠,在引進美國底部單缸液壓園錐破碎機時,沒能充分結(jié)合本廠礦石很硬或礦石含泥量太多,最后導致不能使用,不得不拆除這種破碎機。
礦石的強度和硬度見表
礦石硬度類別 | 礦石名稱 | 抗拉強度σk/MPa | 普氏應(yīng)度系數(shù) |
軟礦石 | 煤 | 2~4 | 2~4 |
方鋁礦 | 4.5 | ||
菱鐵礦 | 7 | ||
無煙煤 | 13~49 | ||
閃鋅礦 | 10 | ||
松散的石灰?guī)r | 40 | ||
軟至中硬礦石 | 致密的石灰?guī)r | 50~100 | 5~10 |
砂巖 | 50~100 | ||
褐鐵礦 | 82 | ||
磁鐵礦 | 100~150 | ||
中硬礦石 | 花崗巖 | 120~150 | 12~15 |
正長巖 | 120~150 | ||
中至高硬礦石 | 大理巖 | 55~150 | 15~18 |
致密的砂巖 | 160 | ||
半假象赤鐵礦 | 158~195.5 | ||
輝綠巖 | 190~250 | ||
高硬礦石 | 閃緣巖 | 200 | 15~18 |
片麻巖 | 172~220 | ||
極硬礦巖 | 石英巖 | 200~220 | 18~20 |
閃緣巖 | 180~240 | ||
斑巖 | 150~280 | ||
銅礦巖 | 150~280 | ||
鈦磁礦巖 | 234 | ||
玄武巖 | 200~300 | ||
花崗長英巖 | 350 |
大孤山赤鐵礦為12~18;大孤山磁鐵礦為12~16;東鞍山鐵礦為12~18;南芬鐵礦為12~16;海南鐵礦為12~15;大冶鐵礦為IO~16。
大吉山鎢礦為10~14;通化銅礦為8~12;桓仁鉛鋅礦為8~12;新冶銅礦為8~10;雙塔山鐵礦為9~l3;銅官山銅礦為9~17;因民銅礦為8~10;凹LII鐵礦為8 ~12;水口山鉛鋅礦為8~10,青城子鉛鋅礦為8。