岩石矿物成分对磨耗率的影响探索

岩石矿物成分对磨耗率的影响探索

唐永红

贵州成智重工科技有限公司

摘要：通过对近十多年来的实验报告进行了整理，总结出已知矿物组成的情况下并不能推断得到岩石磨耗率的结论，而进一步的研究或许可以推断出在已知岩石对磨损率的影响的大致范围。希望通过本文的报告能够对降低设备的运行成本以及生产的顺利运行有所帮助。

关键词：1矿物成分；2岩石磨耗率；3设备磨损机理；

目前在机制砂生产过程中，对原材料的准确判断才能使得设备的磨损度控制在合理范围，项目围绕机制砂的生产成本和质量为起点提出研究方向，在20年的砂石检测数据基础上做出了尝试性的阐发和思路整理，浅析出矿物成分磨损率的影响，通过反复的观察和深入的研究寻找他们之间的关联并做出了初步的结论。而在现有的已知工程试验中，例如c10-c70的普通混凝土和泵送混凝土的泵送最大高度已经可达四百米，因此在机器本身的开发和目前所需上并没有太大的矛盾，但和其他的新事物一样，目前的机制砂的发展还没并有稳定，仍然处于一种不平衡的状态，而生产造成阻力的原因也有很多，但根本原因还是资源，因此需要在可控的范围内能够对已有资源的研究更加深刻。本文通过矿物以及机器磨损率之间的关系分析做出一定的总结。

1机制砂的配置和研究

在我国大部分混凝土工程中，百分之七十体积和重量由粗细集料占有，其中天然河砂为主要细集料，但由于许多隧道工程位于远离天然砂区的偏僻地点，而外送天然砂不仅会增加巨大的工程成本，同时还会直接影响到工程的安全在，质量和进度，而作为自然资源的一种，天然砂也具有了不可再生的属性，因此通过机制砂代替天然砂成为了一种主流的趋势，怎样低成本高效地生产出优质的机制砂成为了研究者们的主要研究方向，而在课题中，提出了岩石矿物成分对磨损率的关系分析，通过表格直观的数据将每个项目材质的磨损率矿物成分做了一一对应。

而对矿物成分的判定，需要通过观察并且描述出肉眼和放大镜所能辨别出的所有矿物，并且估算其含量，同时也要注意变质矿物的种类含量以及原岩矿物是否遭受如结晶，压碎，拉长等变质情况。

2岩石破碎设备的磨损机理

岩石的磨损取决于其特有的组织结构物理属性，如粘接，孔隙，密度，组织的纹理方向等；外载作用下才能表现出剪切，强度，硬度，磨损性等力学性质。

由于岩石的抗压强度最大，抗剪强度次之，抗弯强度较小，抗拉强度最小的特性，我公司机制砂生产设备采用了冲击式的工作原理，对岩石进行加工制造。

设备加工岩石的磨损存在冲击磨损，磨料磨损，切削磨损等多种混合方式。设备耐磨件的寿命取决于岩石的磨耗率和耐磨材料的选用。对于岩石磨损性能的研究和实验方法有洛杉矶，邦德功指数等方法。我们设想能通过对不同岩石的矿物组成和符合其特征的磨耗率进行总结，以找到能够判断设备耐磨件使用寿命的依据。

3．实验室岩石磨耗率与矿物分析

3.1岩石磨耗率

在实验室，我们通过专用设备对岩石进行岩石磨耗率的检测，建立了较完善的数据链资料，包含岩石成分和某些可以表现的化学性能。

3.2白云母，长石，石英含量对磨损率的影响

实验探究将岩石成分与岩石磨耗率相关联，以方解石，长石，石英，白云石作为主体的磨损矿物，按照经验和实验磨损的情况，大致按照方解石0.01，白云石0.3，长石0.5，石英1的系数进行加权。将数据关系建立散点图并加以观察，没有得到有规律的曲线。

岩石是由一种或者多种矿物和天然玻璃组成的具有稳定形态的固态集合体，而除了少数矿物组成的单矿岩，许多岩石也是有如大理岩，石英岩等数种岩石组成的复矿岩白云母。长石，石英作为常见且易判定的矿物成分，实验通过在散点图的数据观察，磨损矿物存在含量趋高时，磨耗率都会呈增加的趋势，在某种程度上可以判断其可能所处的磨耗率范围。

实验发现：

以方解石为主要成分构成的石灰岩，磨耗率范围在0-1.5

以白云石为主构成的白云岩，磨耗率范围在0.5-2.5

以长石与石英构成的花岗岩磨耗率范围在2-13

以火山碎屑物质构成的凝灰岩磨耗率范围在4-14

以石英矿物为主构成的石英岩磨耗率范围在5-15

按特征分类的各种岩石磨耗率范围差异都较大。

3.3岩石成分与岩石磨耗率的关联分析

3.3.1从大量的数据看，有的岩石的耐磨组分相近，磨损值却不同，是由于微观的粒子相同，比如混凝土的组分一致，但强度或其他性能均有巨大差异，结合形式不同造成岩石的物料力学存在差异。

3.3.2岩石自生成后，受长期的外部环境因素影响，始终处于变化的状态，外部环境影响有风化，生物，水力等，岩石内部的微观结构和组成在不断改变，甚至出现土壤化，形成不利于混凝土配制的有害物质。

3.3.3以上因素，笔者认为同类岩石矿物成分的组成即使相近似，也不可以推断出其具体的岩石磨耗率，而仅仅是初步确认它的可能范围。

4破碎机的磨损和维护

破碎机是目前生产机制砂的重要设备，本课题的研究就是为了让破碎机的磨损率指向可控范围并不断降低，破碎机的磨损来自于工作时不断受到冲刷和巨大的载荷作用，因此零件受损性很大，合理的维护不但能增加机器本身的使用寿命，同时也会减少故障的发生，节约修理成本。这里列举出几个常规的维护，首先是选择正确的转子轴承型号，同时碎破碎机在工作时长时间处于受力状态，在轴承上的冲击载荷主要就取决于轴承的支撑柔度，因此，通过在轴承座和支撑架之间加适当厚度的橡胶板来提高柔度以减轻破碎机在轴承上的冲击荷载也对机器的寿命有着直观的保护做作用，最后但是同样重要的破碎机必须进行平衡实验，防止离心力使机器产生迫动从而导致轴承和机件破坏。

5结束语

通过多次试验表明，在已知岩石矿物组成的情况下，不能单纯通过已知岩石矿物的组成判断出磨损率的确切值。但通过跟进的研究概率性能推断出磨损率的大致范围，机制砂的生产在祖国的伟大建设中不断地实践和应用，而一线的生产中除了通过对材质本身的研究，也要注重对机器的保养和维护，技术的不断更新，这样才能构建一个高效稳定的一线生产环境。

参考文献:

[1]汤志勇,邱海鸥,&郑洪涛.(2006).岩石矿物分析.?分析试验室,?25(9),98-110.

[2]邱海鸥,郑洪涛,and汤志勇."岩石矿物分析."?分析试验室33.11(2014):1349-1364.

[3]高澜庆,王文霞,等.破碎机的发展现状与趋势[J].冶金设备,2001(4):13-16.