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焙烧球团矿的目的在于固结，固结使它具有一定的机械强度，以满足长途运输和高炉冶炼的要求(球团矿应有一定的机械强度及良好的还原性，而此二者往往矛盾，即强度好者，还原性较差，反之亦相反，酸性球团矿尤为突出)。讨论影响球团矿焙烧固结的因素，应以改善其冶金性质为目标。

  (1)铁精矿的矿物类型。生产球团矿常用的原料有磁铁矿和赤铁矿二种。就成球性而言，赤铁矿优于磁铁矿，就焙烧固结性能而言，则相反。磁铁矿更易固结的原因有二：一为焙烧过程中，磁铁矿发生氧化和晶变二为氧化放热效应。赤铁矿则全靠高温下的再结晶，故要求更高的焙烧温度。

  铁精矿中含有脉石，有的数量不多，但对焙烧固结有重要影响。脉石矿物品种很多，其对球团固结的影响机理，不外乎能否与铁矿物反应，是否能成为液相，以及液相对铁矿物的润湿能力。

  为了研究脉石的影响，以常见的石英和长石为例。石英熔点甚高，在氧化气氛中，不与赤铁矿反应。长石熔点较低，在焙烧温度下成为液相，并对赤铁矿润湿性强，极易渗入铁矿晶粒间隙。现取极纯的赤铁矿精矿(含SiO2仅0.15%)分，别配以不同数量的石英粉、长石粉，在空气中以1250℃焙烧30分钟，然后测定其强度，并在显微镜下观察其结构，其结果见图1.石英不参与反应，故对强度无明显的影响，而长石熔融，冷固球团粘合剂合金球团粘结剂，渗入赤铁矿晶粒之间，形成液相渣键，只要有2%，便对固结影响显著。还原性实验表明，石英对于球团矿的低温(550℃)、中温(900℃)还原性没有影响，只恶化其高温(1250℃)还原性。长石将孔隙堵塞，并且封闭了部分赤铁矿表面，使球团矿的还原性降低。

  铁精矿粒度和粒度组成对于固结的影响，与对成球性的影响一致。粒度小，比表面积大，不仅有利于气一固相反应，而且有利于固一固相反应，它使磁铁矿氧化迅速，表面晶格缺陷较多，易于进行固相扩散反应。所以原料粒度细，球团矿强度高。此外粒度对气孔率和气孔大小有关，强度高的球团矿，其气孔必然小而均匀。

  (2)焙烧温度的影响。焙烧温度水平，对于球团矿固结影响大。一般认为温度愈高，反应速度愈快，对磁铁矿氧化反应如此，对赤铁矿扩散、再结晶也如此。实际上，预热温度到达900°～1000℃以上，再提高温度对加速磁铁矿氧化作用不大。

  赤铁矿或磁铁矿再结晶和晶粒长大的速度，主要决定于焙烧温度。图2是焙烧温度对于球团矿抗压强度的影响。由图可见，在1000℃以下，球团矿的强度增长缓慢。只有更高的温度。才能使其强度迅速提高。对不同的原料制成的球团矿，适宜的焙烧温度各异。在图2中，焙烧磁铁矿球团的适宜温度尚不及1200℃，这可能因为磁铁矿氧化成亦铁矿放热反应，使球团矿内部温度高于焙烧介质温度。

一、“铁粒子压块粘结剂的基本物理和化学性质：

     1.外观：白色或微黄色粉末和颗粒。

     2.成分：主要原材料是精制棉，加酸、碱等化工原料，经一系列化学反应而成.

     3.炭化温度：230℃，燃烧温度：375℃。燃烧生成物主要为二氧化碳和水.

     4.胶体性质：高粘度铁粒子压块粘结剂溶解于水后形成具有一定浓稠度和粘结力的无色或微黄色透明胶体，胶体稳定性强，不易分解，可保存较长时间不变质.

二、钢铁粒子压块粘结剂在冶金行业的主要用途：

     1、用于生产各种金属冷压球团：钢渣水洗料   铁粒子  

     2    免烘干，铁矿粉粘合剂合金球团粘结剂，隔夜产生强度，强度可用电钻钻孔。

     3、用量极小：用量0.3%-0.5%；

     使用方便：可先和其他粉料混合均匀后再加水搅拌，也可先溶解于水做成胶液后再加其他粉料搅拌；不增加任何灰分，不降低品位，不降低热值，不阻燃（有助燃作用）；粘结力强，成型效果好，成球后外观均匀美观；绿色环保：主要原料是棉花，燃烧生成物为二氧化碳，不产生有害气体和其他杂质，不影响产品品质，冷压球团粘结剂合金球团粘结剂，对人体安全无害，对环境友好。

三、“铁粒子压块粘结剂在冶金行业使用的特点：

     冶金球团粘结剂是钢铁行业加工球团矿的关键辅助原料，它的性能优劣直接关系球团质量。长期以来球团生产普遍采用膨润土、硅酸钠、水泥等作为粘结剂，大都存在着生球粉化率高、干燥速度慢、强度低，降低品位等现象。在冶金行业，高粘度PAC粘结剂可大范围替代当前广泛使用的水玻璃（硅酸钠，也称泡花碱），提高球团冷强度和降低粉化率，不降低品位；高粘度铁粒子压块粘结剂主要成分为碳氢化合物，经燃烧后生产二氧化碳，无残留物，对高炉和铁水成分均无不良影响；高粘度铁粒子压块粘结剂生产矿粉球团的每吨成本约为30-60元，成本适中。缺点：1.防水性一般；2.因铁粒子压块粘结剂属有机物，球团入炉经高温后会燃烧分解，热强度下降，如对球团热强度要求较高，可在配料时适量添加无机粘结剂.

工作机理

烧结球团粘结剂具有极强的水化作用，遇水后迅速高度分散成单体，填充在矿粉颗粒的空隙中，由于单体有很强的胶体性质，可增强矿粉的粘结作用。同时在粘结剂的吸附水层，能使生球在受到冲击作用时，使球团球粒之间相互滑动，从而产生塑性变形不至于破碎，提高了生球的落下强度。

烧结球团粘结剂对矿粉有很强的亲合粘结功能，改善混合料的亲水性，促使母球迅速生成，缩短造球时间，，合金球团粘结剂，提高生球产量，同时粘结剂在生球干燥到600 ℃ 左右时易分解挥发可燃，从而能在确保生球强度和暴烈温度提高的同时，还可提高生球的干燥速度，缩短干燥时间，提高生球产量，利于成品球固结强度的提高。

烧结球团粘结剂的高温可燃性，可增加球的内外透气性，使成品球的微气孔度增加，还原性改善，抑制还原迟滞现象，消除夹生球现象。使球团入炉比例增加，焦比降低，铁含量增加。

烧结球团粘结剂中所含的强氧化剂在球团焙烧温度条件下分解释放氧气，可增强固结氧化性气氛，使Fe3O4完全氧化成Fe2O3放热，促使Fe2O3结晶和再结晶长大迅速;球团粘结增效剂中的稳定剂可抑制Fe2O3的高温分解和Fe3O4的结晶。从而缩短焙烧时间、提高产量、节省燃耗和工艺风机电耗。

粘结机理

由胶黏剂与被粘物形成的粘合存在着吸附作用与吸附理论、静电作用与静电理论和扩散作用与扩散理论这三种理论解释。

1、吸附作用与吸附理论吸附理论认为粘结力主要产生与胶粘体系的分子作用，存在两个阶段，阶段是液体胶黏剂分子借助于热布朗运动向被粘物表面扩散，使两者所有的极性基团或链接相互接近。阶段是吸附力的产生，当胶黏剂和被粘物两种分子间的间距达到1-0.9mm时，两种分子便会产生吸附作用，直至他们之间的距离达到大稳定的状态，粘结力的大小与胶黏剂的极性有关，但主要是取决于胶粘体系分子在接触区的稠密程度。

2、静电作用与静电理论当胶黏剂-被粘物体系是由一种电子给予体-电子接受体的组合形式时，就会在界面区两侧形成双电层，双电层电荷的性质相反，从而产生了静电吸引力。但静电作用仅存在于能够形成双电层的黏合体系，因此不具备普遍性，且不是对黏合起主导作用的因素。

3、扩散作用与扩散理论两种聚合物在具有相容性的前提下，当它们相互紧密接触时，由于分子的布朗运动或链段的摆动会产生相互摆动的现象，扩散结果导致界面的消失和过渡区的产生，黏合体系的扩散作用产生了牢固的黏合结构。在黏合体系中适当降低胶黏剂的分子量有助于提高分散系数，改善黏合性能。聚合物分子链排列堆积的紧密程度不同，其扩散行为有显著的不同。大分子内有空穴或分子间有空洞结构者扩散作用就比较强。扩散作用还受到两聚合物的接触时间、黏合温度等因素的影响。一般是接触温度越高，时间越长，其扩散作用也越强，由扩散作用产生的粘合力就越高。

生产设备

反应釜(搅拌机)、输送泵、成品罐，计量用具。

烧结球团型的生产

本技术生产工艺简单，工业化生产冷水制作、30分钟出产品，无能源消耗、无污水、无有害气体排放，成本低。

生产工艺流程如下:

原料→ 水 → 助剂 → 常温反应 → 成品