當破碎力作用于巖礦塊時，巖礦塊產生變形，而當變形達到 一定程度時巖礦塊就會發生破裂。因此，變形是破碎力作用的必然結果，也是巖礦塊破碎的先導。要研究巖礦的破碎，就要研究破碎力作用下巖礦塊的變形規律和破碎情況。

 

從熱力學觀點分析，巖礦塊未受破碎力作用時，其晶體內部 質點處于平衡位置上作前后左右的振動，且晶體外形也不發生變 化。但是，當巖礦塊受外界破碎力作用時，破碎力對巖礦塊做功， 并將功轉變為巖礦晶體的內能，從而改變了原來平衡位置上質點的能態，使質點發生相對遷移，晶體產生變形。當破碎力所產生的變形能足夠大時，將會導致巖礦晶體位移量大于質點相互作用的范圍，致使晶體被肢解，巖礦晶體被破壞。宏觀上看，就是破碎力大于礦塊內聚力時礦塊發生破碎。

洛陽大華重機球磨機剛果應用案例
 

 

由于礦物晶體類型較多，各類晶體的力學性質也不盡相同，總 起來看大體可分為脆性變形和塑性變形兩大類，當礦物變形很小 時即發生破壞時稱為脆性變形；而當變形后不發生破壞且也不再恢復原狀時稱為塑性變形。脆性和塑性是礦物變形的兩種基本狀態，但當條件發生變化時，兩種狀態也會相互發生轉變。在低溫下作十分快的變形時，所有物質皆顯脆性；而在足夠高的溫度和足夠慢的條件下變形，則所有物質皆顯塑性。可見，脆性變形 和塑性變形的劃分也是相對的，并依外界條件而相互轉化。這種轉變的外界條件是溫度、作用力大小和加載速度快慢等。礦物的工程破晬幾乎都是常溫下進行，即使有點溫升也不足以引起變形狀態的改變。即是說，破碎力的大小和加載速度快慢是使巖礦塊 產生何神變形狀態的重要因素，凋節這兩個因素即可調節巖礦塊 的變形狀態。因此，巖礦塊的變形狀態是與破碎力密切相關的，自 然，巖礦塊的破碎形式也與破碎力密切相關。

 

與礦物的兩種變形相對應，礦物也有兩種破壞類型，即脆性 破壞與塑性破壞。礦物的變形狀態是與其化學鍵的類型密切相關的。共價鍵晶體的礦物，當外力大到能改變質點間距離時鍵力即斷裂，宏觀上表現為變形很小即破壞，是屬脆性變形和脆性破壞； 離子鍵晶體的礦物，當晶體受外力作用沿某些面產生一定滑動后即產生斷裂，而晶面的滑動在宏觀上也是很微小的，故離子鍵晶體礦物也屬桅性變形和脆性破壞。分子鍵型礦物則不同，外力使分子產生位移，但分子間的范德華氏力依然存在，可以產生較大的變形，而且外力使分子產生位移后再沒有其它力可以使分子回到原位，故分子鍵型礦物一般產生塑性變形和塑性破壞。金屬鍵型礦物就更不同，在外力作用下即使原子核位控發生較大改變，但因周圍總有自由電子聯系著，且這種移動后乂沒有恢復力使它們回到原來位置，呈典型的塑性變形和塑性披壞。

 

礦物除了桅性破扠和塑性破壞以外，還有疲勞破壞。疲芳破壞是由應力的多次重復作用而引起的，重復應力雖然不大，且達不到材料的抗壓、抗拉、抗彎極限強度，假經多次寬復作用后卻 能使材料產生疲勞現象，達到極限時也能產生破壞作用。這種疲 勞破壞在長期經受交替應力作用的機械零件中最容易出現。礦物作為一種材料也在一定程度上具有這種特性，所以當破碎力+足 以使礦物產生脆性破壞和塑性破壞時，但破碎力的反復作用也會 使礦物發生疲勞破壞。

 

不同類型的破壞，其力學過程不同，破碎的效率也不同。發生脆性破壞時，礦物的變形小，吸收的變形能亦少，所以能過粍費也小，破碎的效率高。發生塑性變形破壞時，變形能損失較多， 破碎的效率低。而疲勞破壞則是破壞效率最低的.在反復的作用中反復變形，造成大量的變形能損失。作為巖礦的破碎而言，選擇脆性破壞是最好的形式。

 

巖礦塊的力學性質復雜，巖礦中各種礦物的相界面上的結合力比礦物內部的小，故巖礦中各種礦物相結合的相界面是力學脆弱面，巖礦受破碎力后理應首先從此脆弱面上發生解離性破碎,這是最理想的情況，也是解離性磨礦所需求的。正如前面分析的，巖礦的變形和破壞與破碎力的大小和加載速度密切相關。在球磨機中，鋼球的運動規律已定，球對礦塊的破碎力加載速度已定，余下的就是破碎力的大小了。對巖礦破碎的研究說明，破碎力過大過小均是不利的。破碎力過大時，巖礦的破壞不只是沿晶體界面發生，甚至晶格也被斷裂，發生“貫穿破碎”作用。貫穿破晬作用缺乏選擇性，破碎行為不是沿不同種類礦物的晶面發生。而是沿破碎力的最大主應力方向發生。因此，破碎產物往往不是不同種類礦物粒子的單體解離，而是巖礦材料粒子的機械變細。此外，破晬力過大還往往容易造成比較嚴重的過度粉碎現象。當然， 破碎力過小時也不好，因達不到破碎應力的要求而不能產生一次性破碎，只有經過反復作用后才能產生效率低的疲勞破碎。只有當破碎力作用精確時，破碎行為沿不同礦物結合的相界面上發生， 產生礦物的選擇性解離破碎。因此，破碎力的錆確選擇是解離性磨礦中極為重要的問題。

 

赫茲的研究提出，壓力與時間的關系（并見圖6)為：

 

情況在球磨機中占優勢。曲線3是施以較小載荷的情況，破裂的 時間短，只有沿易碎（較弱）的礦物結合處才會破裂，選擇性破碎作用強。曲線2是施以中等載荷的情況，破裂的時間比大載荷短而比小載荷長，破碎的選擇性比大載荷好而比小載荷差。載荷中等的情況在自磨機中占優勢。由三種載荷的破碎特性可知：球磨機磨礦是選擇性破碎作用最差的磨碎過程，礫磨機及自磨機磨礦則具有較強的選擇性磨碎作用，礦物之間沿結合面解離的情況比球磨機多。球磨機中破碎方法已定型，要改善球磨破晬過程的破碎載荷特性，只有使破碎力精確化。