研究矿石在基本粉碎方式下的粉碎特性和粉碎机理对建立脱离粉碎设备因素的矿石粉碎机理模型具有重要意义,同时也能够为工业矿石粉碎工艺流程的优化提供理论支撑。采用落重冲击粉碎装置和微机液压伺服试验装置对斑岩型铜矿石分别进行了单颗粒冲击粉碎、单颗粒压载粉碎和理想颗粒床压载粉碎试验,系统研究了矿石在以上三种基本粉碎方式下粉碎特性的差异,并深入分析了矿石在各粉碎方式下的粉碎机理,揭示了施载应变速率和颗粒分布形式对矿石粉碎特性的影响规律。粉碎试验结果表明矿石在不同粉碎方式下的粉碎特性存在明显的差异:随着施载应变速率的降低,粉碎产品中相对粒度0.65以上粗粒级的产率逐渐减少,-0.2mm以下细粒级的产率逐渐升高;颗粒床粉碎产品中粗粒级和细粒级含量更高,而单颗粒粉碎产品中中间粒级含量更高;在高施载应变速率下矿石粉碎能量利用效率更低,在低施载强度下单颗粒粉碎能量利用效率更高,但是在高施载强度下颗粒床粉碎能量利用效率更高;在单颗粒粉碎方式下,施载应变速率越大矿石可碎性越低,可碎性的尺寸效应越明显,而且施载强度越大矿石可碎性的尺寸效应越显著;矿石在单颗粒压载粉碎方式下的可碎性比在颗粒床压载粉碎方式下更高,但是颗粒的分布形式对矿石可碎性尺寸效应的影响不明显。在单颗粒粉碎方式下,矿石粉碎程度主要取决于颗粒内部裂纹在施载下的扩展程度。矿石在高低施载应变速率下的粉碎过程均可分为三个阶段:(1)主要裂纹扩展造成初次粉碎;(2)亚裂纹扩展造成二次粉碎;(3)新生破碎面之间摩擦粉碎。导致矿石在不同施载应变速率下表现出不同粉碎特性的原因主要是矿石内亚裂纹在不同施载应变速率下扩展的速率和程度不同。在颗粒床粉碎方式下,矿石粉碎程度与颗粒床孔隙率减少率密切相关。导致矿石在不同颗粒分布形式下表现出不同粉碎特性的原因主要是:(1)在颗粒床粉碎过程中存在颗粒重新排布孔隙率减少的过程;(2)颗粒在粉碎过程中被束缚的程度不同。提出了表征矿石粉碎过程中表面粉碎的程度的粉碎指数tF,采用粉碎指数t10与tF相结合的方式能够更加充分的表征矿石的粉碎程度。提出了能够表征不同粉碎方式下施载强度与矿石表面粉碎程度之间关系的粉碎模型,并且建立了 t10与tF的函数关系式。在此基础上对t10-tn曲线簇进行了修正,提高了其对颗粒床压载粉碎产品粒度分布的表征准确度。系统地研究了斑岩型铜矿石在单颗粒冲击、单颗粒压载和理想颗粒床压载三种基本粉碎方式下粉碎产品粒度特性、粉碎能耗-粒度关系、矿石可碎性等粉碎特性的差异,并且从矿石粉碎机理的角度解释了施载应变速率和颗粒分布形式对矿石粉碎特性的影响,为斑岩型铜矿石粉碎过程的优化提供了理论依据。更多还原