3.1碎矿的理论与工艺.pptVIP

* * * * * 新生表面的稳定 表面断裂键 自饱和键 断裂键吸引外来物质 新生表面的稳定过程 E-外力消失及变形部分复原阶段：新生表面形成，岩矿变成几块，外力施力点不复存在，外力消失。外力消失后，变形的矿块形变恢复，其实质是原子或分子质点弹性振动，在阻尼的作用下逐渐消停，达到新的平衡。该过程中，原子或分子质量的振动产生热量，变形能转化为热能消散，这部分能耗的无用的。该部分热量为Q3。但是由于岩矿具有塑性，不能完全恢复原状，产生的永久变形是由变形能做功的结果，所做的功为矿块各原子或分子质点永久变形位移与外力乘积的积分。 4.岩矿破磨过程能量耗散的综合表达 式中：k—施力效率系数. 6.公认的三大能耗学说 （1）P.R雷廷格尔（Rittinger－1867）学说（面积学说） 外力破碎物体所做之功，转化为新生表面积上的表面能，破碎过程所消耗的功与新生表面积成正比。 γ，k1---比表面能或生成单位新表面积所做的功 进一步的公式推导： i---破碎比 ◆式中平均粒度为： ◇给矿： ◇产品： （2）吉尔皮切夫（1874）和F.基克（kick－1885）学说---体积学说 ◆破碎矿石外力所做的功，完全用于使矿石发生形变，到了形变能储至极限，矿石即被破坏，使几何上相似的同种物料，破碎成同样形状的产品，所需的功与它们的体积或重量成正比。 k 2---比体积功，产生一个单位体积形变所做的功。 可以推导： ◆平均粒径 给矿： 产品： 上面两个公式都是加权几何平均法推算的结果。 （3）F.C邦德（Bond）及王文东裂缝学说（1952） ◆根据碎矿、磨矿设备试验得到的资料，整理成经验公式 ◆破碎矿石时，外力所做的功首先使物体发生形变，局部变形超过临界点即生成裂缝，裂缝形成之后，储在物体内的形变能使裂缝扩展并生成断面，输入的有用功转变为新生表面的表面能，其它为热损失。 可以推导： ◆平均直径 给矿： 产品： 7.三个学说比较 ◆破碎比小，形变能为主------吉尔皮切夫学说（粗碎） ◆破碎比大，新生表面积多，表面能为主-------雷廷格学说（细磨） ◆破碎比中等，形变能与表面能综合考虑-------邦德学说（细碎及磨矿） ●上述三个学说都有局限性，但互不矛盾，且相互补充。芬兰R.T.胡基（Hukki）教授通过试验对三个学说的适用范围进行了验证（详见P55 图3-1-2）。 ●问题：三大能耗学说与岩矿破磨能耗综合表达式的关系？ ●思考题：根据岩矿破裂的围微观过程，试提出降低热耗、提高能量转化率的方法。 ◆电热照射破碎：利用高频及超高频电磁场，易于吸收电磁能的矿物急剧受热，其它矿物仅靠热传递得到热能。受热速度不同使矿物间发生了温度应力，从而原来的强度约降低1/2～3/4。美国曾在4～7兆周及25千瓦的线圈磁场下进行破碎铁燧岩的试验，苏联曾在0.5～50兆周及6～14千伏电容片对花岗岩等做过研究。 4-5 破碎矿石的其他方法 液电效应破碎： 利用液体内部的高压和脉冲瞬时放电产生的高压破碎矿物。在放电区域内产生极高压力，可以将物体破碎。 此法曾用作大块矿石的破碎试验，在65千伏、45微法拉、25微亭的放电电路内，破碎花岗岩及石英岩等不合格大块，每立方米的能量消耗约0.05～0.15千瓦时。同时也曾做过100×70×50毫米的页岩、碧玉铁质岩和角岩破碎到5毫米以下试验。 超声波粉碎： 利用超声波在液体中的分散效应，使液体产生空化的作用，从而使液体中的固体颗粒或细胞组织破碎．超声波细胞粉碎机由超声波发生器和换能器二大部分组成。超声波发生器将市电转变成18～21KHz交变电能供给换能器。锆钛酸钡压电振子是换能器的心脏，它随交变电压以18-21KHz频率作伸缩弹性形变，换能器随之作纵向机械振动。振动波通过浸入在生物溶液中的钛合金变幅杆产生空化效应，激发介质里的生物微粒剧烈振动。  微波破碎： 利用微波先将矿石加热到一定的温度使得矿石产生一定的裂缝，从而达到矿石破碎的目的。 水电效应破碎： 用高压脉冲发生器，在液体水中以高压脉冲放电时，产生的热点效应来破碎矿石。由于扩散的电火花队周围的液体发生作用，经液体传到破碎的矿石上，使矿石破碎，实验结果证明，可将150mm的矿石破碎到10mm左右。 热力破碎： 选矿