影响破碎的岩矿力学性质

破碎是外界对岩矿施加作用力以克服岩矿内部质点之间内聚力从而使岩矿发生解散分离的过程。因此，影响破碎过程的因素不外两大类：外因的破碎力及内因的岩矿机械强度。当外界施加破碎力破碎岩矿时，必然要受到岩矿机械强度引起的阻力。岩矿破碎的难易程度与这种阻力有关。也就是说，岩矿的机械强度严重地影响着破碎过程的进行。岩矿的机械强度由一系列力学性质综合决定，它是岩矿一系列力学性质的综合指标。研究认为影响破碎过程的岩矿力学性质主要包括硬度、解理、韧性及岩矿的结构缺陷等。

硬度是指岩矿抵抗外界机械力侵入的性质。硬度愈高、抵抗外界机械力侵入的能力愈大，破碎时愈困难。反之，硬度愈低、抵抗外界机械力侵入能力愈小，破碎时愈容易。因此，硬度实际是岩矿的一个坚固性指标。

近代固体理论，在热学、电学、磁学和光学行为方面部得到了根本的理论说明。而在固体力学行为方面虽然也有很大进展，但还难以指导工程计算，只能采取立按测量办法。对于岩矿坚固性指标的测定，一种是从能耗观点出发，如F.C.邦德功指数就是以能耗来测定岩矿坚固性的；另一种是从力的强度出发，如岩矿硬度的测定。在资本主义国家，多数用F.C.邦德功指数反映岩石的坚固性，这种办法一般说来比较可靠，只要测出各种岩矿的功指数大小既能判明各种岩矿的坚固性，表22列出了一些常见岩石的功指数。但是，对策些矿石而言，功指数并不适用，如云母、滑石及鳞片状的煤块等，它们的硬度本来不高，但在磨矿中却容易从朗球之间沿出去，导致用磨机测功指数时数值很高，所以在这种情况下用功指数反映岩矿坚固性时就会出现很大误差。我国对岩矿的坚固性通常用莫氏硬度及普氏硬度系数f来表示。其氏硬度是一种相对硬度，选取10种标准矿物作硬度等级，这10种矿物及硬度等级分别是：

滑石(1)  石膏(2)  方解石(3)  萤石(4)  磷灰石(5)

长石(6)  石英(7)  黄玉(8)    刚玉(9)  金刚石(10)

这种办法比较粗略，而且各个硬度等级之间有的差距小，有的差距大。普氏硬度系数f与岩矿的抗压极限强度密切相关。

但f实际是一个综合强度指标，并不单纯反映硬度。总之，上述这些办法均不很完善，但它们毕竟诧反映出岩矿的硬度倚况，数值愈大表示岩矿愈项，危难破牌。当几种矿物存在时，用上述方法测出的数嫡大小顺序也就反映它们破碎的难易顺序。这就为分析矿物的选择性磨碎提供了依据，因为矿物硬度的差异往往是产生选择性磨碎现象的力学基础。

矿物受压轧、切割、锤击、拉伸、弯曲等外力作用时所表现出的抵抗性能叫韧性，它包括脆性、柔性、延展性、挠性、弹性等等力学性质。一般说来，自然界矿物多数都具有脆性，但有的较大，有的较小。脆性大的矿物在磨矿中容易被粉碎，易过度磨细，过粉碎粒级量大。脆性小的则不容易被粉碎，磨矿中不容易过磨，过粉碎。延展性多数为一些自然金属矿物所具有，它们在磨矿中容易被打成薄片而不易磨成细粒，所以产品颗粒形状较为特殊，多为薄片状。柔性、控性及弹性多数为一些纤维结晶矿物(如石棉)、片状结晶矿物(云母、辉钼矿等)所具有，这些矿物的破碎及解离并不困难，但要粉碎成细粒却十分因难。它们的磨矿产品粒子形状也比较特殊，在磨矿小也容易产生选择性磨碎现象。对这类矿物破碎磨种产品的粒子形状，往往是要求保留它们天然的结晶形状，例如石棉要求保持纤维状，云母要求保留片状，这样才能使产品具有特殊功用。选别这类矿物的磨矿产品时也应充分注意产品粒子的特殊形状方能取得好的效果。

解理是结晶矿物特有的性质。矿物在外力作用下沿一定方向破裂成光滑平面的性质叫解理，所形成的平滑顶称作解理面(若不沿一定方向破裂而成凹凸不平的表面者称为断口)。按解理发育程度可分为下面五种类型：

(1)极完全解理——矿物受外力作用时易分成很薄的片且解离面光滑，如云母及辉钼矿等；

(2)完全解离——易沿解离面分成小碎块，解离面也平滑，如方解石及方铅矿等；

(3)中等解离——容易形成解离面，也容易产生断口，如长石、角闪石等；

(4)不完全解离——不易形成解离面，易产生断口，如磷灰石、锡石等；

(5)极不完全解理——不生成解离面而生成断口，如石英、磁铁矿等。

解理面的存在降低了旷物的强息  出于矿物在解理面上的结合力很弱，所以受外力作用时破碎行为往往先从解理面发生。而且解理发育的旷队破碎脱产品粒子也往往呈片。状、纤维状等特殊形状。具有不同解理性质的矿物当征一起磨矿时也会产生选择性磨碎现象。

自然界的矿物岩石，出于成矿地质条件或经历的不同，常常导致不同地方产出的同种矿物在力学性质上存在差异。岩矿结构中存在缺陷便是造成这种差异的重要原因之一。缺陷有先天的，也有后天的，有微观的也有宏观的。例如形成矿物晶体时所存在的离子缺位及错位是微观缺陷，属先天性的。岩矿形成后由于地完或岩层的运动或自然力的作川又会使岩矿产生裂缝；此外矿石的开采、搬运、特别是磨矿前的多次破碎均会使矿石产生裂缝。这些缺陷多数为宏观裂缝，也有的愿微观裂缝。因为它们多是岩矿形成以后产生汛所以届后天性的。

岩矿结构中存在的这些缺陷，常常构成岩矿块中的脆弱面，所以破碎行为将首先发生在这些脆弱面上。结构缺陷对粗矿块破碎的影响较为显著，因为粗块小的裂缝及裂纹较多，机械强度降低较为明显。随着矿块粒度的变小，裂缝及裂纹逐渐消失，强度逐渐增大，入学的均匀性增高，故细磨更为阻难。可以预料，缺陷对选择性磨碎的影响也是沮磨时更为显著，因为细磨时软硬两种矿构的强度美阳之缩小。

总之，岩矿的机械强度包括硬度、韧性、解理及结构缺陷等均影响岩矿的破碎行为，也影响矿物的选择性磨碎行为。岩矿的机械强度是岩矿几个方面力学性质的综合性指标。由上述分析可见，离开岩矿的机械强级就难于解释清楚破碎过程的各种力学现象，岩矿中各种矿物机械强度的差异也正是矿物选择性磨碎现象产生的基础。