Физические свойства. Из физ. свойств наибольшее значение имеет механическая прочность (крепость) руд, определяющая энергетические затраты при их дроблении и измельчении
Из физ. свойств наибольшее значение имеет механическая прочность (крепость) руд, определяющая энергетические затраты при их дроблении и измельчении, с целью раскрытия минералов. Следовательно, механическая прочность характеризуется дробимостью, хрупкостью, твердостью абразивностью.
Дробимость характеризует способность ПИ сопротивляться разрушению под действием динамических напряжений, передаваемых материалу непосредственно дробящими устройствами.
Хрупкость характеризуется свойством минералов и их агрегатов разрушаться при механическом воздействии на них без применения специальных дробящих устройств.
Твердость характеризует способность тела противодействовать проникновению в него другого, более твердого тела. Существует 10 бальная шкала твердости Мооса, представляющая собой ряд эталонных минералов (табл.1.1).
Таблица 1.1
Шкала твердости различных минералов по Моосу
| минерал | Твердость | Простейший способ определения твердости |
| тальк | Минерал пишет по бумаге, не царапая ее | |
| гипс | Царапает бумагу | |
| флюорит | Кончик ножа легко без усилия чертит по минералу | |
| кальцит | Необходимо небольшое усилие ножа | |
| апатит | Чертит ножом при значительном усилии | |
| ортоклаз | Минерал оставляет царапину на стекле | |
| кварц | Минерал оставляет царапину на стекле | |
| топаз | Минерал оставляет царапину на стекле | |
| корунд | Минерал оставляет царапину на стекле | |
| алмаз | Минерал оставляет царапину на стекле |
Крепость горных пород характеризует их сопротивляемость технологическому разрушению. Существует шкала М.М. Протодъяконова крепости горных пород, приведенная в табл. 1.2.
Прочность образцов неправильной формы можно рассчитать по формуле
где F – усилие раздавливания; γ – плотность образца; G – масса куска породы.
Коэффициент крепости можно рассчитать либо по формуле
либо более точно по формуле
.
Показатель абразивности горных пород составляет (мг):
- для мягких – до 10;
- средних от 10до 30;
- твердых от 30 до 45;
- весьма твердых более 45.
Из других физизических свойств минералов и их агрегатов выделяют пористость, газопроницаемость, кусковатость и влажность.
Таблица 1.2
Крепость минералов по шкале М.М. Протодъяконова
| Категория | Степень крепости | Порода | Коэффициент крепости |
| I | В высшей степени крепкая | Наиболее крепкие, плотные и вязкие кварциты и базальты; исключительные по крепости другие породы | |
| II | Очень крепкая | Очень крепкие гранитовые породы, кварцевый профир, очень крепкий гранит, кремнистый сланец, самые крепкие песчаники и известняки | |
| III | Крепкая | Гранит (плотный) и гранитовые породы, очень крепкие песчаники и известняки, кварцевые рудные жилы, крепкий конгломерат, очень крепкие железные руды | |
| IIIa | Крепкая | Известняки (крепкие), некрепкий гранит, крепкие песчаники, крепкий мрамор, доломит, колчеданы | |
| IV | Довольно крепкая | Обычный песчаник, железные руды | |
| IVa | Довольно крепкая | Песчанистые сланцы, сланцевые песчаники | |
| V | Средняя | Крепкий глинистый сланец, некрепкий песчаник и известняк, мягкий конгломерат | |
| Va | Средняя | Разнообразные сланцы (некрепкие), плотный мергель | |
| VI | Довольно мягкая | Мягкий сланец, очень мягкий известняк, мел, каменная соль, гипс, мерзлый грунт, антрацит, обыкновенный мергель, разрушенный песчаник, сцементированные галька и хрящ, каменный грунт | |
| VIa | Довольно мягкая | Щебенистый грунт, разрушенный сланец, слежавшаяся галька, щебень, крепкий каменный уголь, отвердевшая глина | 1,5 |
| VII | Мягкая | Глина (плотная), мягкий каменный уголь, крепкий нанос-глинистый грунт | |
| VIIa | Мягкая | Легкая песчанистая глина, лесс, гравий | 0,8 |
| VIII | Землистая | Растительная земля, торф, легкий суглинок, сырой песок | 0,6 |
| IX | Сыпучая | Песок, осыпи, мелкий гравий, насыпная земля, добытый уголь | 0,5 |
| X | Плывучая | Плывуны, болотистый грунт, разжиженный лесс, и другие разжиженные грунты | 0,3 |
Пористость и газопроницаемость определяет восстановимость руд. Например, наиболее высокой восстановимостью характеризуются бурые железняки и сидеритовые руды, наименьшей – магнетитовые руды.
Кусковатость руд является нормирующим показателем, определяющим кондиции руд черных металлов. Например, для магнетитовых руд верхний предел крупности составляет 40-50 мм, для бурых железняков -80-120 мм; нижний предел крупности для всех железных руд -10 мм.
Влажность руд может вызывать смерзаемость и существенно затруднять транспортирование ПИ, ухудшить условия его переработки и технологические свойства. Влажность снижает упругие свойства горных пород – модуль Юнга (коэффициент пропорциональности между действующим продольным напряжением σ и соответствующей ему относительной деформацией Δl/l (l - первоначальная длина, Δl –абсолютное удлинение или сокращение) – σ = ЕΔl/l); модуль сдвига G (показатель, связывающий касательные напряжения τ с деформацией сдвига φ G = τ/φ); модуль сжатия К (коэффициент пропорциональности между всесторонним сжатием σ′ и относительным уменьшением объема σ′=КΔV/V), а также увеличивает модуль Пуассона μ (коэффициент пропорциональности между относительным удлинением и относительным поперечным сокращением образца Δd/d = μΔl/l) и значительно изменяет их термические и электрические свойства.
Влажность Wп (%) рассчитывается по формуле
где G′1, G2 – масса соответственно насыщенного водой и сухого образца.
Следующие свойство это плотность горных пород, которая определяется плотностью слагающих их минералов, которые в свою очередь, делятся на тяжелые (более 4), средние (2,5-4,0) и легкие (менее 2,5). Кроме того, существует еще и такое понятие как насыпная плотность, характеризующая отношение массы руды к занимаемому ей объему.
Дата добавления: 2016-01-26; просмотров: 1025;