1. Maydalash jarayonlari haqida umumiy ma`lumotlar Maydalash darajasi va bosqichlari. Maydalash usullari va qonunlari

Maydalash jarayonining nazariy asoslari

Parchalanishda ichki bog’lanish kuchlarini yengish uchun sarflangan energiyani aniqlash maydalash va yanchish nazariyasining asosiy vazifalaridan biri hisoblanadi.

Ma`lumki, ko`pgina qattiq kristall jismlar, shu jumladan, tog’ jinslari ham polikristall hisoblanadi, ya`ni juda ko`p sonli birlashib ketgan mayda kristall zarrachalardan iborat.
Bog’lanish kuchining turlariga qarab ionli, atomli; metalli, molekulyar va vodorod bog’li kristallar mavjud. Ion bog’lanishli kristallarda kristallik panjaraning tugunlarida ionlar joylashadi. Bog’lanish qarama-qarshi ishorali ionlarning o`zaro elektr ta`sirlashuvi natijasida sodir bo`ladi. Ionlar orasidagi o`zaro ta`sirlashuv kuchi qancha katta bo`lsa, kristallarning qattiqligi shuncha yuqori bo`ladi.
Atom bog’lanishli kristallar panjaralarining tugunlarida atomlar joylashib, ularning orasida kovalent kimyoviy bog’ mavjud. Kovalent bog’lanish asosida har qaysi atomdan bittadan elektron olib valent elektronlarning umumiy juftligini hosil qilish yotadi. Metall bog’lanishli kristallarda metall ionlari orasidagi bog’lanish hamma kristallar uchun umumiy bo`lgan elektron buluti orqali ta`minlanadi. Molekulyar bog’lanishli kristallar kristall panjara bo`g’imlariga nisbatan kuchsizroq vandervals kuchlari bilan ushlanib turuvchi molekulalar borligi bilan xarakterlanadi. Vodorod bog’lanishli kristallarda molekulalararo bog’lanish vodorod atomlari orqali amalga oshadi. Bog’lanishning vandervals kuchlari kovalent va ion bog’lanishga nisbatan ikki marta va vodorod bog’lanishga nisbatan bir marta kuchsizroqdir. Metall bog’lanish kovalent va ion bog’lanishga nisbatan bir muncha kuchsizroq.
Real kristallar kristall panjaradagi buzilishlarga ega bo`lib, ular nuqsonlar deb ataladi. Bu nuqsonlar nuqtali, bir o`lchamli va ikki o`lchamli bo`lishi mumkin. Nuqtali nuqsonlar o`z navbatida energetik, elektrli va atomli nuqsonlarga bo`linadi. Ularning orasida eng ko`p tarqalgani energetik nuqsonlar hisoblanib, ular issiqlik harakati yoki radiatsiya orqali hosil bo`ladi, elektron nuqsonlar elektronlarning ortib ketishi yoki yetishmasligi sababli (kristallardagi to`ldirilmagan valent bog’lar-teshiklar) yoki eksitonlar (kulon kuchlari bilan bog’langan elektron va teshiklardan tarkib topgan juftlashgan nuqsonlar) ning borligi tufayli hosil bo`ladi. Atomli nuqsonlarga atomlarning kristall panjara tugunlaridan tugunlar oralig’iga siljishi misol bo`ladi. Bir o`lchamli (chiziqli) nuqsonlar atom tekisligining o`zaro dislokatsiyasi (siljishi) dan hosil bo`lsa, ikki o`lchamli nuqsonlar chiziqli dislokatsiya qatorlari siljishidan hosil bo`ladi.
Nuqtali nuqsonlar har qanday real kristalda mavjud bo`lib, ular issiqlik harakati natijasida molekulalarning joylashishidagi tasodifiy o`zgarish natijasida doimo tug’ilib va yo`q bo`lib turadi. Panjaraning atomli nuqsonlari kristallarning mexanik va boshqa xossalariga ta`sir qilishi mumkin. Siljish minerallarning fizik xossalariga atomli nuqsonga nisbatan ko`proq darajada ta`sir qiladi. Kuchlanishlar ta`siri ostida siljishlar yengil harakatlanishga ega bo`ladi va o`zaro hamda panjaraning boshqa nuqsonlari bilan jadal ta`sirlashadi. Harakatdagi siljishlarning to`siqlar bilan (zarrachaning qirrasi, boshqa siljishlar va h.k) ta`sirlashuvi natijasida siljishlar (dislokatsiya) ning ko`payishi sodir bo`ladi.
Nuqsonlar konsentratsiyasining ma`lum bir qiymatgacha ortishi kristallar mustahkamligining kamayishiga olib keladi. So’ngra nuqsonlar siljishlar harakatini qiyinlashtiradi va bu mustahkamlovchi omil sanaladi.
Tog’ jinslarini maydalash va yanchish ularni siqilish va siljishdagi mustahkamlik chegaralaridan ortiq kuchlanishlarda darzlar va nisbatan kuchsizroq joylaridan parchalash orqali boshlanadi. Keyin esa bir jinsliroq massa parchalanadi.
Mo`rt qattiq jismlar odatda ularning Yung modulining ming ulushini tashkil qiluvchi kuchlanishda parchalanadi. Ma`lum chegaragacha kuchlanishning ortishi bilan mo`rt jismlarda darzlarning tarqalish tezligi ortadi. Harorat va siqiluvchi bosimning ortishi bilan parchalanish (yemirilish) jarayoni murakkablashib boradi, plastik deformatsiya sodir bo`lishi mumkin. Kuchning asta-sekin qo`yilishi parchalashdan oldin kamroq plastik deformatsiya hosil bo`lishiga olib keladi va tezroq qo`yilgandagiga nisbatan kamroq energiya talab qiladi. Kuchlanish ishlatishining optimal tezligi zarbaning yo`nalishi va parchalanuvchi mahsulotning o`lchamiga bog’lik bo`lib, 40÷120 m/s orasida bo`ladi. Shuni hisobga olinganda, bolg’ali maydalagichlar boshqa turdagi maydalagichlarga nisbatan samaraliroq hisoblanadi. Mahsulotdagi zarrachalarning o`lchami kamaygan sari uni parchalash uchun ko`proq energiya talab qilinadi.
Shuni e`tiborga olish kerakki, zarrachaning parchalanishi faqat tashqi kuch ta`sirida emas, balki issiqlik energiyasi ta`sirida ham sodir bo`ladi.
Har xil minerallarning issiqlikdan kengayish koeffitsienti va ularning hajmiy kengayishi har xilligi tufayli tog’ jinslari qizdirilganda, ayniqsa minerallarning birikkan chegaralari bo`ylab yanchilishi oson bo`ladi. Bunday hollarda yanchish uchun termomexanik effekt (magnitlovchi kuydirish, gaz purkash orqali yanchish va h.k.da) larni qo`llash maqsadga muvofiqdir.
Tog’ jinslarini yanchishda ularning mustahkamligiga sirt faol moddalar ta`sir ko`rsatadi. Sirt faol moddalarning fizikaviy yutilishi natijasida qattiq jism yuzasida uning mustahkamligining pasayishi sodir bo`ladi (Rebinder effekti). Sirt faol moddalar mikrodarzlarga tushib, ularni birlashishiga qarshilik ko`rsatib, darzlar ichiga yorib kirish xususiyatiga ega. Rebinder effektining sodir bo`lishiga qattiq jism tuzilishidagi nuqsonlar ham ta`sir ko`rsatadi. Nuqsonlar bor joyda ortiqcha erkin energiya bo`lib, u qattiq jism molekulasi va sirt faol moddaning jadal ta`sirlashuviga olib keladi.
Tog’ jinsining va sirt faol moddaning fizik-mexanik xossalariga bog’liq holda yanchishning mexanik sharoitlari ham bu effektning kattaligiga ta`sir qiladi.
Sement klinkerlarini quruq yanchishda juda oz miqkdorda sirt faol moddalar va suvning qo`shilishi tegirmonning ishlab chiqarish unumdorligini 13-17 % ga oshirgan, shuning uchun sement ishlab chitarish sanoatida sirt faol moddalarini ko`shish joriy qilinmoqda. Rudani suvli muhitda yanchish quruq yanchishga nisbatan samaraliroq.
Yanchishni ikki bosqichda amalga oshirish zarur: foydali qazilma yuzasini ochishga tayyorlash va ochish. Ochishga tayyorlashda foydali qazilmaning mexanik (taranglik) xossalarini o`zgartirishga erishish kerak.
Griffits-Orovan-Rebinderlarning mikrodarzlarning o`sishi haqidagi nazariyaga ko`ra foydali qazilmaning parchalanishi kristal panjaraning buzilgan joylaridan boshlanadi va quyidagi ketma-ketlikda boradi: muayyan joylarda kuchlanishning to`planishiga olib keluvchi nuqsonlarning yig’ilishi; mikrodarzlar ko`rsatkichlarining hosil bo`lishi; jismni bir necha qismga parchalanishi.
Agar iqtisodiy jihatdan mumkin va maqsadga muvofiq bo`lsa, mahsulotni ochishga tayyorlashning birinchi bosqichiga har taraflama siqish sharoitida egiluvchanlikni kamaytirish uchun issiqlik ta`sirini qo`shish kerak.
Ochish jarayonining ikkinchi bosqichi siljishlarning qo`shilishi va mikrodarzlarning tuzilishiga sharoit yaratishni ta`minlashi kerak. Turli elastiklikka ega rudali va noruda minerallarni mexanik usulda yanchish afzal.
Mustahkamlik chegarasidan kichik siquvchi va cho`zuvchi kuchlanish qo`yilganda qattiq jismda zarrachalararo yuza bo`ylab mikrodarzlar hosil bo`ladi. Bunday kuchlanishni tashqi havoli yoki suvli muhitning bosimini o`zgartirib, yoki yanchilayotgan mahsulot bo`laklarini ko`p marta urilishi orqali hosil qilish mumkin.
Zarba ta`sirida yanchilganda mahsulotning yangi yuzalarini hosil qilish uchun kerak bo`lgan energiya bu yuzaga uning dastlabki qiymatidan qat`iy nazar to`g’ri mutanosibdir.