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鐵礦粉的來(lái)源多種多樣，粒度越來(lái)越細(xì)，球團(tuán)法將會(huì)是鐵精粉造塊的主要選擇，因此，研究膨潤(rùn)土對(duì)鐵礦球團(tuán)粘接機(jī)理，具有重要的意義。
膨潤(rùn)土作用機(jī)理
膨潤(rùn)土在球團(tuán)中的作用機(jī)理鐵礦球團(tuán)制備過(guò)程中經(jīng)歷三個(gè)階段：造球(濕球/生球)→干燥和預(yù)熱(干球)→焙燒。在這三個(gè)階段中，膨潤(rùn)土所起的作用也不完全相同。
根據(jù)Rumpf理論，鐵礦球團(tuán)應(yīng)屬于低粘度液體粘接類型。在球團(tuán)造粒過(guò)程中存在著10種力，本文僅就生球階段與膨潤(rùn)土作用機(jī)理有關(guān)的機(jī)理進(jìn)行探討。
1.1調(diào)節(jié)水分增加毛細(xì)管力
球團(tuán)中的水分及其類型對(duì)球團(tuán)的強(qiáng)度至關(guān)重要，膨潤(rùn)土具有很強(qiáng)吸水性能，可起到調(diào)節(jié)和控制球團(tuán)自由水含量作用，而這種調(diào)節(jié)和控制并非改變球團(tuán)水分總量，其實(shí)質(zhì)是將顆粒自由水吸附的蒙脫石層間轉(zhuǎn)化為層間水，即不可流動(dòng)水，降低多余的自由水含量比例，使之生球中自由水液體達(dá)到飽和點(diǎn)，提高球團(tuán)的毛細(xì)管力粘接力，從而提高球團(tuán)的強(qiáng)度。
1.2 潤(rùn)滑作用增加分子力
膨潤(rùn)土吸水膨脹，由于蒙脫石層間為較弱的分子力，在機(jī)械力(攪動(dòng)，滾動(dòng))作用下，層片間極易滑動(dòng)，產(chǎn)生潤(rùn)滑作用。這種潤(rùn)滑效果在球團(tuán)中可以起到兩個(gè)作用：一個(gè)作用是可以降低顆粒摩擦力，增加生球塑性，降低空隙率，增加球團(tuán)密度，增加球團(tuán)的強(qiáng)度。另一個(gè)作用是，蒙脫石片可涂敷在鐵粉顆粒表面，膩平顆粒表面，降低其表面粗糙度，縮小顆粒之間的接觸距離，增加粒子間的引力。
1.3 表面負(fù)電性增加電性粘接力
由于蒙脫石結(jié)構(gòu)中四面體的Si4+被Al3+或Fe3+或八面體中的Al3+或Fe3+被Mg2+、Fe2+代替，破壞了電價(jià)平衡，在層間存在與金屬陽(yáng)離子以保持其電性平衡，遇水后，陽(yáng)離子水化，蒙脫石發(fā)生膨脹和分散，其層面產(chǎn)生有的負(fù)電荷。金屬氧化物，磁鐵礦、赤鐵礦微粉表面為正電荷。膨潤(rùn)土通過(guò)膠體電性和電分子力將鐵粉粘接在一起。
1.4 降低成球速度
由于蒙脫石礦物吸附水分子后，將部分移動(dòng)水變成結(jié)合水，限制或減少了自由水向球體表面的擴(kuò)散，新的鐵粉不易粘附，降低了成球速度。
2.1導(dǎo)濕作用，提高爆裂溫度
球團(tuán)內(nèi)部濕分?jǐn)U散不暢常是導(dǎo)致球團(tuán)爆裂的主要原因，膨潤(rùn)土吸水性能可以降低球團(tuán)中水份的蒸發(fā)速度，使水緩慢地釋放出來(lái)，從而降低了球團(tuán)內(nèi)部的蒸氣壓，有利于提高球團(tuán)爆裂溫度。
2.2 抑制可溶性鹽遷移，防止球團(tuán)結(jié)殼和爆裂
膨潤(rùn)土具有很強(qiáng)的離子交換性和吸附性，在球團(tuán)干燥過(guò)程中，膨潤(rùn)土可通過(guò)交換吸附捕捉固定可溶性離子，限制其自由遷移，防止由球團(tuán)中鹽類在其表面結(jié)殼發(fā)生的爆裂。
3. 焙燒階段
膨潤(rùn)土中的硅鈣鎂鉀鈉組分是良好的助熔劑。當(dāng)焙燒溫度達(dá)到這些助熔組分與鐵反應(yīng)溫度時(shí)，將發(fā)生固相反應(yīng)，生成硅酸鐵、鐵酸鈣、硅酸鈣等新化合物，形成固相粘接，增加焙燒球團(tuán)的強(qiáng)度，使球團(tuán)在運(yùn)輸過(guò)程中，避免粉塵和破碎。
