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2020

含碳红土镍矿球团工艺（3）

关键词:

压球,粘结剂

来源：公司内部

图1：加水质量分数对球团强度的影响图2：球团中膨润土含量对球团强度的影响

3.水分对球团强度的影响

红土镍矿加入质量分数10%的CaO，按碳氧原子比Nc/No=1.3,配入粒径为75-150µm的无烟煤，在不加粘结剂的条件下配入不同质量的水制成含碳球团，水分加入量对球团强度的影响如图所示。水分在混合料中可以起到润滑的作用，颗粒之间的摩擦力减少，从而物料堆积密实，并且能够增加混合料的塑性，以致其更容易成球。适当的水分还可以减小压球物料与模壁之间的摩擦，如果在混合料中的水分过高，过多的水分将会被加压出来，会导致脱模困难，从而影响成球率。除此之外，水分过多将增大后续干燥过程的压力，并且干燥后会使球团中存在大量的空隙，导致球团的强度降低。因此，合适的水分选择对压球过程至关重要。

图中可以看出，随着混合料中水分的提高，颗粒之间的液体充满率增大，使物料颗粒之间的粘结力逐渐增加，并且提高了球团的抗压强度。当水分添加量为18%时，抗压强度将达到峰值为192N。如果继续增加水分，过多的水分会形成水膜，会阻碍颗粒之间的直接接触，从而降低颗粒间的分子粘结力，球团抗压强度呈下降趋势。在球团加水质量分数为14%-20%的变化范围内，球团的落下强度随着水分加入量的增加而升高。结合以上数据得知，该工艺条件下红土镍矿造球的理想加水量分数为18%。

4.粘结剂对球团强度的影响

红土镍矿加入质量分数10%的CaO，按碳氧原子比Nc/No=1.3配入粒径为75-150µm的无烟煤。加入不同质量的膨润土，配一定量的水，制成含碳球团。如图所示为不同的膨润土加入量对球团强度的影响。在压球过程中，粘结剂可以均匀地包裹或粘附在矿物颗粒的表面，减少物料颗粒间以及物料与模壁之间的摩擦，从而增大物料的塑性，使物料的成球性更好，并且可以减少由于密度分布不均匀和弹性后效造成的团块开裂。在压球过程中，粘结剂分子能够渗透到颗粒表面裂缝以及颗粒之间的缝隙中，增大了颗粒间的接触面积，从而使分子力能够得到更好的传递，并且使球团的强度得到提高。膨润土的主要矿物组分为蒙脱石，它具有层状结构，表面积大，晶层间能够吸收大量的水分，吸水后明显增大晶层间距离。膨润土的层与层之间可以相对滑动，吸水膨胀的膨润土细微颗粒能在矿石颗粒之间起到浸润和填充的作用。而每一层是由带负电荷的硅氧化合物组成，当加入混合料压球时，膨润土和液相的界面上有较高的电动电位，表面能大，能增加矿粒界面的粘结力，以提高球团强度。

随着膨润土加入量变大, 压球物料矿粒间的粘结变得更加紧密,球团的抗压强度和落下强度有明显的提高.当球团中粘结剂质量为2%时, 球团抗压和落下强度分别达到峰值.随着膨润土用量的进一步提高, 抗压和落下强度略微下降。主要原因可能是压球过程中颗粒之间的间隙不断缩小，部分粘结剂被挤压出来，失去了对颗粒的粘结作用。

5.结论

1.红土镍矿含有较高的高岭石，而高岭石属于黏土矿物，因此具有较大的塑性。在压球过程中能够充分发挥分子间的粘结力，使红土矿粉容易成球，并且矿粉具有一定的粒级组成，颗粒形状不规则，表面粗糙，颗粒在压团过程中能充分契合，从而提高球团强度。

2.无论是烟煤还是无烟煤，当粒度较小时都会对红土镍矿冷固结球团的强度产生不利的影响。球团的抗压强度和落下强度都随着煤粉添加量的增加而降低，并且配加无烟煤的球团比配加烟煤的球团强度要高一些。如果配入粒度较大的煤粉，煤粉能在混合料中起到骨架作用，随着配煤量的逐渐提高，煤粉骨架作用对球团强度的有利影响更大，从而提高球团的强度。然而，当煤粉配入量超过一定值以后，球团强度呈下降趋势。

3.水分在混合料中能够起到润滑的作用。它能够减少颗粒之间的摩擦力，使物料堆积密实，同时增加了混合料的塑性，使成球率更高。随着混合料水分的提高，球团的抗压强度逐渐提高，当水分添加量为18%时，球团的抗压强度达到峰值，为192N。但是，如果继续增加水分，矿粉成球率会降低，抗压强度会下降。球团的水分在14%-20%范围内，球团的落下强度随着水分添加量的增加而提高。

4.随着粘结剂膨润土添加量的增加，压球物料颗粒之间的粘结变得更加紧密，球团的抗压和落下强度有着明显的提高。当膨润土的质量分数为2%时，球团抗压和落下强度分别达到峰值。但是，随着膨润土用量的进一步提高，球团抗压与落下强度会发生下降。

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含碳红土镍矿球团工艺（3）

来源：公司内部

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