Физические свойства


 

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 G1, 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: 2016-06-18; просмотров: 2649;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.008 сек.