机械磨碎法的选择性磨碎作用

破碎机械对矿块破碎的施力方式通常有压碎、劈开、折断、 磨剥及冲击等几种，详见图26所示。但作为磨矿机这种借助运动介质产生破碎力的机械，能够实现的破碎方法主要是冲击及磨剥两种，当然也存在压碎（棒磨机具有）及劈碎（自磨机的环形波峰衬板具有)作用，但目前磨矿机中的破碎力形式主要还是冲击力及剪切力。

破碎的对象是岩矿，破碎力的特性与岩矿的力学性质相适应时破碎作用才有针对性，才能产生好的破碎效果。例如，对于硬矿石，应当依靠弯折配合冲击来破碎，如果用磨剥则会造成机件的严重磨损；对于脆性矿石，弯折和劈开较为有利，如用磨剥则产品中的过细粉末就会太多；对于韧性及粘性较大的矿石，采用磨剥方式较好，冲击及弯折则效果很差……。总之，破碎作用的针对性原理应该成为破碎力选择的指导原则。然而岩矿的怍质千差万别，所以，以不变应万变的破碎方式不适宜，更不适合于利用岩矿机械性质差异的选择性磨矿。可见，要取得较好的选择性磨矿效果，必须在破碎的施力方式上作合理的选择才有可能。

 

如前所述，岩矿是一种结构力学性质极不均匀的材料，矿物晶体内部的结合力最强；晶面上的结合力次于晶体内部的结合力； 而同种矿物晶体，晶面之间的结合力又大于不同矿物晶体晶面之间的结合力。由于解离性磨矿的目的是要造成不同矿物晶体聚合体之间的解离，因此。破碎力的大小应该精确到能使不同矿物晶体之间发生解离，过大过小均不利。破碎力过大，岩矿的破坏不只是沿晶体界面发生，甚至晶格也被断裂，发生"贯穿破碎" 作用。贯穿破碎作用缺乏选择性，破碎行为不是沿不同矿物的晶面发生，而是沿破碎力的主应力方向进行，因此破碎产物往往不是不同种类矿物粒子的单体解离，而是岩矿材料粒子的机械变细，此外，破碎力过大还往往容易造成比较严重的过粉碎现象。反之，破碎力过小，则因达不到破碎应力的要求，不能产生一次性破碎，只有经反复作用后才能产生效率低的疲劳破碎。由上可见，只有当破碎力作用愈精确时，矿物解离的选择性才愈高。这就是说，精确地选择破碎力大小是磨矿方法选择中的一个重要问题。

破碎力的大小是载荷特性的一个重要方面，而加载速度则是另一个重要方面。加载力足够大及加载速度快时可使矿物呈脆性破坏，脆性破坏的效率高使能量浪费少；力的作用时间愈短，矿物的解离选择性愈高。赫兹研究提出，压力与时间的关系为

可见，施加大的载荷时断裂的时间增加，选择性破碎作用减弱； 施加小的载荷时，断裂的时间缩短，选择性破碎作用增强，这时只有易断裂的地方才会断裂。图27曲线1是施以较大载荷的情况, 破裂的时间长，选择破碎作用差，（载荷较大的情况在球磨机中占优势)，曲线3是施以较小载荷的情况，破裂的时间短，只有沿易碎（较弱）的矿物处才会破裂，选择破碎作用强（在砾磨机中载荷较小的情况占优势），曲线2是施以中等载荷的情况，破裂的时间比大载荷短而比小载荷长，破碎的选择性比大载荷好而比小载荷差（载荷中等的情况在自磨机中占优势）。由三种载荷的破碎特性可知：球磨机磨矿是选择性破碎作用最差的磨碎过程；砾磨机及自磨机磨矿则具有较强的选择磨碎作用，矿物之间沿结合面解离的情况比球磨机多。

由上述讨论可见，应该根据破碎需要的载荷特性来选择磨矿方法。然而，目前的磨矿方法已经定型，破碎力的性质属机械破碎，破碎力的媒介是钢介质破碎体（包括球、棒及其他金属介质）或矿块破碎体（包括自磨的粗块及砾磨的砾石介质)，破碎力的作用方式几乎都属强烈冲击作用型。磨矿方法虽已定型，但在既定的磨矿方法内做工作参数的调整仍然可以在一定范围内满足岩矿破碎载荷特性的要求；另一方面也可以按破碎载荷特性的要求研究新的磨矿方法。

粗磨常州的麼矿机有球磨机、棒磨机、自磨机及粗块砾磨机等，前两者是属于钢介质破碎，后两者是旷块介质破碎。在球磨机内，装有尺寸大小不一的钢球，磨机内的矿块或矿粒也是大小不一，虽然钢球尺寸是按矿块尺寸选择的，钢球尺寸的配比也是按矿石粒度组成拟定的，但钢球下落或下滚时的打击作用却具有随机性质，例如大球若打到它适宜打击的大矿块时破碎力比较精确，如果打到中等矿块或细矿粒时，破碎力则就过大;同理，小球打到小矿粒时破碎力精确，打到大矿决或中等矿块时就显得破碎力不足；中等钢球亦存在类似情况。磨机内钢球的实际分布并不合理，由于给矿端的大矿块使钢球磨损严重，造成给矿端的钢球磨损快，直径小；反之，排矿端则因矿块小钢球磨损较轻，直径大。钢球的轴向离析造成给矿端是小球打粗块，排矿端则是大球打细粒，由于钢球的这种不合理分布以及钢球下落或下滾时打击作用的随机性，结果造成破碎力的精确性变得很差，使破碎的选择性变坏，故球磨机的选择破碎作用很差。棒磨机的情况则要好一些，因为钢棒破碎时呈线接触，棒条之间夹有大块时棒就只能破碎大块而保护了细粒，故形成棒专门破碎大块，破碎力较为精确，细粒受到保护而少遭破碎，因此，棒磨机的产品粒度比较均匀。即是说，棒磨机具有专门破碎粗块的选择磨碎作用及对粗块的破碎力较精确，使之具有较强的选择性破碎作用。自磨机及砾磨机的选择性磨碎作用也较好，因为自磨机筒体短，加上有两圈或一圈波形衬板搅动矿块和混匀矿块，因而减小矿块的轴向离析作用，使破碎力分布较为合理。此外，自磨机及砾磨机内单位体积破碎介质的能量密度比钢球或钢棒要小得多，故出现破碎力过大情况远不像球磨机那么严重，由于载荷小，矿粒破裂的时间短，矿物解离的选择性必然比球磨机髙。