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

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

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 W_п (%) 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.