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第三章 球团矿生产原理和工艺 球团生产的意义和特点 球团矿是细磨铁精矿或其它含铁粉料造块的又一方法。 它是将精矿粉、熔剂（有时还有粘结剂和燃料）的混合物，在造球机中滚成直径8~15mm（用于炼钢还要大些）的生球，然后干燥、焙烧，固结成型，成为具有良好冶金性质的优良含铁原料，供给钢铁冶炼需要。 球团生产的意义和特点 1912年瑞典A.G.安德逊（Andson）首先提出球团问题。 1948年美国在小高炉上冶炼球团试验成功，本世纪50年代在世界发展起来，形成工业生产规模，60~70年代发展很快。 1957年世界球团生产能力为1000万吨， 1972年为13600万吨，1978年达26000万吨，1985年约38000万吨。 我国只生产酸性球团，年生产能力在1300万吨以上，1999年实际生产球团矿1224万吨，仅占高炉炉料的7％左右，缺口须从国外进口。 烧结与球团的区别 烧结和球团都是粉矿造块的方法。但它们的生产工艺和固结成块的基本原理却有很大区别，在高炉上冶炼的效果也有各自的特点。烧结与球团的区别主要表现在以下几方面： 烧结与球团的区别 1．富矿短缺，必须不断扩大贫矿资源的利用，而选矿技术的进步可经济地选出高品位细磨铁精矿，其粒度从-200网目（小于0.074mm）进一步减少到-325网目（小于0.044mm）。这种过细精矿不益于烧结，透气性不好，影响烧结矿产量和质量的提高，而用球团方法处理却很适宜，因为过细精矿易于成球，粒度愈细，成球性愈好，球团强度愈高。 烧结与球团的区别 2．成品矿的形状不同：烧结矿是形状不规则的多孔质块矿，而球团矿是形状规则的10～25mm的球球团矿较烧结矿粒度均匀，微气孔多，还原性好，强度高，且易于贮存，有利于强化高炉生产。 3．适于球团法处理的原料已从磁铁矿扩展到赤铁矿、褐铁矿以及各种含铁粉尘，化工硫酸渣等；从产品来看，不仅能制造常规氧化球团，还可以生产还原球团、金属化球团等；同时球团方法适用于有色金属的回收，有利于开展综合利用。 烧结与球团的区别 4）固结成块的机理不同： 烧结矿是靠液相固结的，为了保证烧结矿的强度，要求产生一定数量的液相，因此混合料中必须有燃料，为烧结过程提供热源。而球团矿主要是依靠矿粉颗粒的高温再结晶固结的，不需要产生液相，热量由焙烧炉内的燃料燃烧提供，混合料中不加燃料。 烧结与球团的区别 5）生产工艺不同： 烧结料的混合与造球是在混合机内同时进行的，成球不完全，混合料中仍然含有相当数量未成球的小颗粒。而球团矿生产工艺中必须有专门的造球工序和设备，将全部混合料造成10～25mm的球，小于10mm的小球要筛出重新造球。 水分在造球过程中的作用 水分是使细磨物料成球的基本因素。没有水分的千料是不能成球的，只有加水润湿后才能使矿粉滚动成球。 水分在细磨物料中以如下四种形态存在，各种形态的水分在造球过程中的作用也有所不同。 1）吸附水; 2）薄膜水; 3）毛细水; 4）重力水 水分在造球过程中的作用 1）吸附水（强结合水）： 造球物料不仅粒度极细，比表面积大，而且颗粒表面带有电荷，因此，在静电引力作用下具有偶极结构的水分子被吸附在固体颗粒的表面形成吸附水层。吸附水层的厚度在0.002～0.008μm之间。由于吸附水和矿粒之间是靠分子吸引力结合的，因此被牢牢吸附在颗粒表面，不能自由转移，只有在烘干时才能变为蒸汽。因此，仅有吸附水，物料尚不能成球。 水分在造球过程中起什么作用？ 2）薄膜水（弱结合水）： 物料进一步被湿润，则在吸附水的外围形成薄膜水。它是由形成吸附水以后剩余的未被平衡的分子力所吸引的分子水层。薄膜水距离颗粒表面较远，所受的吸引力较小，因此水分子具有一定的活动性，当两个矿粉颗粒靠近时，薄膜水可以从水层较厚的颗粒表面向水层较薄的颗粒表面迁移。如图2－32所示，具有不同厚度薄膜水的A、B两个矿粒相接触时，接触点M处的水分子离A近些，因此被拉向A。 水分在造球过程中起什么作用？ 吸附水和薄膜水合起来组成分子结合水，或称水化膜。分子结合水由于受静电力和分子力的作用，水分子排列紧密，具有很大粘滞性，使相邻的矿粉颗粒不容易发生相对移动，并且当矿粉颗粒相距很近时，可以形成公共的水化膜（如图2－32中ef阴影部分），使颗粒彼此粘结，这就是细磨物料成球后具有一定机械强度的原因。各类物料的最大分子结合水量列于表2－12。 物料达到最大分子结合水以后，在外力作用下表现出可塑性，这时成球过程才能开始。 水分在造球过程中起什么作用？ 3）毛细水： 当物料润湿到超过最大分子结合水时，水分开始充填在物料颗粒之间的空隙中，形成毛细水。毛细水是靠永的表面张力形成的，在矿粉颗粒的空隙中形成弯曲的液面，产生毛细压力。在毛细压力和外力的作用下，