膨润土在铁矿球团中作用机理

       铁矿粉的来源多种多样，粒度越来越细，球团法将会是铁精粉造块的主要选择，因此，研究膨润土对铁矿球团粘接机理，具有重要的意义。

       膨润土作用机理

       膨润土在球团中的作用机理铁矿球团制备过程中经历三个阶段：造球(湿球/生球)→干燥和预热(干球)→焙烧。在这三个阶段中，膨润土所起的作用也不完全相同。

     1、造粒(湿球)阶段

        根据Rumpf理论，铁矿球团应属于低粘度液体粘接类型。在球团造粒过程中存在着10种力，本文仅就生球阶段与膨润土作用机理有关的机理进行探讨。

       1.1调节水分增加毛细管力

       球团中的水分及其类型对球团的强度至关重要，膨润土具有很强吸水性能，可起到调节和控制球团自由水含量作用，而这种调节和控制并非改变球团水分总量，其实质是将颗粒自由水吸附的蒙脱石层间转化为层间水，即不可流动水，降低多余的自由水含量比例，使之生球中自由水液体达到饱和点，提高球团的毛细管力粘接力，从而提高球团的强度。

       1.2  润滑作用增加分子力

      膨润土吸水膨胀，由于蒙脱石层间为较弱的分子力，在机械力(搅动，滚动)作用下，层片间极易滑动，产生润滑作用。这种润滑效果在球团中可以起到两个作用：一个作用是可以降低颗粒摩擦力，增加生球塑性，降低空隙率，增加球团密度，增加球团的强度。另一个作用是，蒙脱石片可涂敷在铁粉颗粒表面，腻平颗粒表面，降低其表面粗糙度，缩小颗粒之间的接触距离，增加粒子间的引力。

      1.3  表面负电性增加电性粘接力

由于蒙脱石结构中四面体的Si4+被Al3+或Fe3+或八面体中的Al3+或Fe3+被Mg2+、Fe2+代替，破坏了电价平衡，在层间存在与金属阳离子以保持其电性平衡，遇水后，阳离子水化，蒙脱石发生膨胀和分散，其层面产生有的负电荷。金属氧化物，磁铁矿、赤铁矿微粉表面为正电荷。膨润土通过胶体电性和电分子力将铁粉粘接在一起。

       1.4 降低成球速度

        由于蒙脱石矿物吸附水分子后，将部分移动水变成结合水，限制或减少了自由水向球体表面的扩散，新的铁粉不易粘附，降低了成球速度。

     2、干燥和预热(干球)阶段

       2.1导湿作用，提高爆裂温度

       球团内部湿分扩散不畅常是导致球团爆裂的主要原因，膨润土吸水性能可以降低球团中水份的蒸发速度，使水缓慢地释放出来，从而降低了球团内部的蒸气压，有利于提高球团爆裂温度。

       2.2 抑制可溶性盐迁移，防止球团结壳和爆裂

       膨润土具有很强的离子交换性和吸附性，在球团干燥过程中，膨润土可通过交换吸附捕捉固定可溶性离子，限制其自由迁移，防止由球团中盐类在其表面结壳发生的爆裂。

       3. 焙烧阶段

       膨润土中的硅钙镁钾钠组分是良好的助熔剂。当焙烧温度达到这些助熔组分与铁反应温度时，将发生固相反应，生成硅酸铁、铁酸钙、硅酸钙等新化合物，形成固相粘接，增加焙烧球团的强度，使球团在运输过程中，避免粉尘和破碎。