編號：CYYJ02313
篇名：微波照射后磁鐵礦石動力學(xué)性能及破碎特征研究
作者：劉志義 甘德清 甘澤
關(guān)鍵詞： 巖石力學(xué) 磁鐵礦石 微波 動力學(xué)性能 破碎特征 分離式Hopkinson 壓桿(SHPB)
機(jī)構(gòu)： 華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 河北省礦業(yè)開發(fā)與安全工程實(shí)驗(yàn)室
摘要： 以改善礦石破碎效率和能耗為目的,采用微波照射與霍普金森壓桿(SHPB)相結(jié)合的試驗(yàn)方法,開展不同微波參數(shù)照射前、后磁鐵礦石動力學(xué)性能及破碎特征研究,對比分析其宏觀力學(xué)性能與微觀結(jié)構(gòu)特征,揭示微波弱化磁鐵礦石力學(xué)性能的作用機(jī)制。結(jié)果表明:微波照射功率比照射時(shí)間對磁鐵礦石的動力學(xué)性能的影響更為顯著,只有當(dāng)功率達(dá)到一定程度時(shí),照射時(shí)間的影響才逐漸顯著;隨著照射功率的逐漸增大,磁鐵礦石試樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷經(jīng)歷原有裂紋擴(kuò)展、沿晶破裂及沿晶破裂伴隨穿晶破裂3個(gè)階段;應(yīng)力﹣應(yīng)變曲線彈性階段的斜率逐漸變小,歷時(shí)變短,屈服變形階段逐漸變長,峰后階段分別呈應(yīng)變回彈、應(yīng)力跌落及峰后塑性3種現(xiàn)象;微波對試樣的P波波速和強(qiáng)度的弱化影響逐步顯著;磁鐵礦石試樣經(jīng)歷拉伸破壞和拉伸剪切破壞2個(gè)階段。分析認(rèn)為微波對磁鐵礦石力學(xué)性能的弱化主要是因?yàn)榈V石中不同礦物晶粒對微波的敏感性不同而出現(xiàn)差異膨脹形成溫度應(yīng)力,最終導(dǎo)致試樣內(nèi)部發(fā)生沿晶體邊界發(fā)生拉裂或晶體自身沿其內(nèi)部缺陷發(fā)生破裂。因此,在利用微波輔助破巖時(shí),需根據(jù)巖石的礦物組成、各礦物的升溫特性及破碎塊度要求設(shè)計(jì)微波加熱參數(shù),以提高微波輔助沖擊破巖的能量利用率和破巖效率。
