膨潤土及其在冶金球團(tuán)中的應(yīng)用

1、膨潤土及其在冶金球團(tuán)中的應(yīng)用劉新兵 博士二零零五年八月 北京膨潤土及其在冶金球團(tuán)中的應(yīng)用劉新兵 博士1、膨潤土簡介膨潤土又稱皂土、斑脫巖等，英文名為Bentonite ,是一種主要由SiO2和Al2O3組成的粘土巖。關(guān)于膨潤土的定義，1972年美國地質(zhì)學(xué)家Grim在馬德里國際粘土?xí)h上認(rèn)為：“膨潤土是以蒙脫石類礦物為主要組分的巖石，是蒙脫石礦物達(dá)到可利用含量的粘土或粘土巖”。大部分膨潤土礦床是由火山物質(zhì)在堿性條件下蝕變而來的。天然產(chǎn)出的膨潤土因含鐵離子的原因而具有多種顏色，如白、黃、綠、紅等。從外表看，膨潤土有泥狀、砂狀和致密塊狀等結(jié)構(gòu)，密度為2g/cm3。干燥的膨潤土塊放入水中，會膨脹、崩解

2、、潰散，由崩解速度也可以區(qū)別膨潤土原礦的屬性和優(yōu)劣。自然界大量存在的是鈣基膨潤土，其次是鈉基膨潤土。膨潤土結(jié)構(gòu)層間吸附的可交換陽離子為Ca+2時，稱為鈣基膨潤土，為Na+時稱為鈉基膨潤土。這兩種膨潤土在性能上有很大的差別，鈉基膨潤土的膨脹性、吸水性、粘性都要好于鈣基膨潤土。2、膨潤土的礦物和化學(xué)特征2.1 蒙脫石的礦物特征膨潤土的主要組成礦物是蒙脫石（Montmorillonite），是一種主要由SiO2和Al2O3組成的層狀硅鋁酸鹽，其化學(xué)成分為：Na0.7(Al,Mg)4(OH)4(Si,Al)8O20nH2O。蒙脫石是屬于21型結(jié)構(gòu)的具有膨脹性的含水層狀硅鋁酸鹽，其晶體結(jié)構(gòu)單元為二層鋁氧

3、八面體中間夾一層硅氧四面體，許多結(jié)構(gòu)單元層沿C軸堆積，形成蒙脫石的層狀結(jié)構(gòu)。蒙脫石具有以下三個特征：（1） 結(jié)晶程度差，顆粒細(xì)小，該礦物曾經(jīng)被認(rèn)為是微晶高嶺石。（2） 21型結(jié)構(gòu)中，四面體中的Si4+常被Al3+取代，八面體中的Al3+常被Mg2+、Fe2+、Zn2+等取代，因此產(chǎn)生層面負(fù)電荷。為了達(dá)到電荷平衡，層間需要吸附陽離子，如Na+、Ca+2、Mg2+等。這些陽離子可以相互交換，形成不同類型、不同性能的蒙脫石礦物，這是蒙脫石的最主要的特征。（3） 結(jié)構(gòu)層間含有層間水，層間水的多少與層間吸附離子的種類和電勢有關(guān)。一價陽離子（如Na+）由于離子勢較小，形成一層連續(xù)水分子層；二價陽離子（如C

4、a+2）離子勢較高，形成二層水分子層。蒙脫石在水化時，一價陽離子（鉀除外）由于離子勢小，對帶負(fù)電的層片束縛力也小，層片可以脫離陽離子的束縛力，形成更大的層面間距，表現(xiàn)出更好的膨脹性能。相反地，二價陽離子離子勢高，對層片的束縛力也較大，表現(xiàn)為膨脹性能較差。利用這一特點，通過改變蒙脫石層間吸附陽離子，如將鈣蒙脫石鈉化為鈉蒙脫石，可以改變蒙脫石的性能，提高蒙脫石的膨脹性能和粘結(jié)力。2.2 蒙脫石的化學(xué)特征表1是我國64個膨潤土樣品的化學(xué)成分，值得注意的是，這是膨潤土的化學(xué)成分，而非蒙脫石的化學(xué)成分，因為膨潤土除含蒙脫石外，還含有其他雜質(zhì)。若要了解蒙脫石的化學(xué)成分，需要把膨潤土提純，這無疑把過程復(fù)雜化

5、了。根據(jù)作者對大量膨潤土樣品化學(xué)成分的分析，通過X射線衍射定性分析礦物組成和標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)組成法，利用膨潤土化學(xué)成分，是可以大致推算其中蒙脫石的化學(xué)成分和膨潤土的純度。其方法是：膨潤土化學(xué)成分中Al2O3和MgO之和，乘以系數(shù)2.84，就是膨潤土中蒙脫石所含SiO2的含量，而膨潤土SiO2含量減去蒙脫石中SiO2的含量，則是膨潤土中所含的SiO2（石英）雜質(zhì)。因此，這兩個SiO2含量差別越大，膨潤土含砂越多，質(zhì)量越差。在膨潤土的化學(xué)成分中，SiO2是最重要的成分，含量在60-75%之間，這其中有蒙脫石中的SiO2，也包括了雜質(zhì)（主要是石英）中的SiO2。Al2O3作為次要礦物，主要來自蒙脫石，其含量

6、在13-20%之間。CaO和MgO的含量分別為2-5%。Fe2O3的含量因膨潤土不同而變化，膨潤土顏色越淺（白），鐵含量越低，一般膨潤土Fe2O3含量在1-3%，但也有高的，高鐵含量的膨潤土被認(rèn)為是最好的球團(tuán)用粘結(jié)劑（如印度膨潤土）。鈣基膨潤土中的K2O含量一般高于Na2O含量，為0.5-1.5%之間，而鈉基膨潤土（包括人工鈉化膨潤土）Na2O會較高，達(dá)到1.5-2.0%。在膨潤土的化學(xué)成分中，H2O的含量要引起注意。一般地，膨潤土中的水分分為三中類型：層間自由水，是膨潤土水化時吸附的水分，與膨潤土的結(jié)合力最弱，在105烘干或自然曬干條件下都可以失去，這種水的含量通常被稱為膨潤土的水分；層間吸

7、附水，這是蒙脫石層間包裹水合陽離子的水分，鈣蒙脫石的層間吸附水要多于鈉蒙脫石，這部分水量在120-200之間失去，含量在13-15%之間；結(jié)構(gòu)羥基水，這是蒙脫石礦物晶體結(jié)構(gòu)中的水分，在550-750之間脫去，含量在5%左右。2.3 蒙脫石的X射線衍射特征蒙脫石由于顆粒細(xì)小和結(jié)晶度差，很難用光學(xué)方法來研究，X射線衍射法是研究蒙脫石的最好成績的方法。（001）面衍射峰是蒙脫石最強(qiáng)烈的衍射峰，不同屬性膨潤土的層間距不同，表現(xiàn)為d(001)的值不同。鈣蒙脫石層間距最大（因為含兩層水分子層），d(001)為15-16；鈉鈣蒙脫石的d(001)為13-14；而鈉蒙脫石的d(001)為12-13。采用X射線

8、衍射法研究膨潤土，還可以定性地了解膨潤土的礦物組成。在一些有條件的科研單位，采用X射線衍射法來確定膨潤土中有效礦物蒙脫石的含量（而不采用吸藍(lán)量法），據(jù)報道該方法是比較精確的。2.4蒙脫石的差熱分析受熱條件下蒙脫石性能的變化與膨潤土的應(yīng)用有很大的關(guān)系，因此了解蒙脫石的差熱分析很重要。蒙脫石在受熱過程中一般具有三個吸熱效應(yīng)。第一吸熱谷大而寬，溫度為90-200，主要是脫出層間自由水和層間吸附水。鈉蒙脫石是單谷，由于層間水量少，故吸熱谷面積也小，層間水失重約13%；鈣蒙脫石為典型的復(fù)谷，吸熱谷溫度分別為90-105和170-190，層間水量大，吸熱谷面積也大，層間水失重介于15-20%之間。第二吸熱

9、谷為550-750，是蒙脫石的脫羥吸熱谷。此時蒙脫石雖然失去了結(jié)構(gòu)羥基水，但還保持層狀結(jié)構(gòu)，遇水還可復(fù)水，恢復(fù)蒙脫石的各種性能，但質(zhì)量要下降。這一溫度反映了蒙脫石熱穩(wěn)定性的大小，是評價其耐熱性能的尺度。第三吸熱谷溫度為850-1050，是無水蒙脫石晶格破壞所致。第三吸熱谷后出現(xiàn)的放熱效應(yīng)是各種新礦物相的形成。3、膨潤土的加工3.1 膨潤土的提純作為冶金球團(tuán)用膨潤土，純度一般要求不高，有效礦物蒙脫石的含量大于60%就行了。提純方法一般采用干法提純，第一次是開采和晾曬過程中人工挑選，可清除大塊雜質(zhì)；第二次是利用雷蒙機(jī)的除砂功能，在磨粉過程中除去一些較細(xì)的砂子。3.2 膨潤土的人工鈉化由于鈉基膨潤土

10、具有比鈣基膨潤土更好的性能，如更高的吸水率，更強(qiáng)的粘結(jié)性，更好的膠體性能等。在自然界中，性能好的天然鈉基土比較少見，而性能較差的鈣基膨潤土則大量分布。為了提高膨潤土的性能，采用人工鈉化工藝將鈣基膨潤土改性為鈉基膨潤土是一條廉價和有效的途徑，也是球團(tuán)用膨潤土最常用的方法。鈉化劑可以是Na2CO3，NaF，Na2SO4等，但從經(jīng)濟(jì)上考慮，Na2CO3是最好的鈉化劑。鈉化過程中，膨潤土與Na2CO3發(fā)生如下反應(yīng)：Ca-Mont. + Na2CO3 Na-Mont. + CaCO3形成的CaCO3不溶于水，促進(jìn)了反應(yīng)向左進(jìn)行，形成了鈉基膨潤土，但是，由于Ca2+電勢較強(qiáng)，膨潤土有優(yōu)先吸附Ca2+能力，

11、因此，上面的反應(yīng)可逆的，不可能達(dá)到100%的鈉化，這就需要在鈉化工藝和設(shè)備上加以改進(jìn)，使鈉化反應(yīng)達(dá)到盡可能大的程度。通過測定鈉化后產(chǎn)品中Na，Ca離子交換容量，可以計算膨潤土的鈉化程度。工業(yè)上Na2CO3稱為純堿，不同工藝生產(chǎn)的純堿與膨潤土的反應(yīng)不一樣，由鹽湖或堿巖提純的純堿與膨潤土反應(yīng)不好。氨堿法生產(chǎn)的純堿適用于膨潤土的鈉化。膨潤土的鈉化工藝有很多，主要有：（1）堆場鈉化法：即在原礦堆場，將2-4%的碳酸鈉粉加入含水30%左右的鈣基膨潤土原礦中，經(jīng)翻動、混勻后堆場，老化10天，再干燥、粉碎得成品。該方法工藝簡單，費用較低，但鈉化土質(zhì)量不高。我國目前許多膨潤土廠都采用該法進(jìn)行人工鈉化，其產(chǎn)品質(zhì)

12、量不高，且不穩(wěn)定。（2）輪碾鈉化法：將含水的膨潤土與碳酸鈉粉加入輪碾機(jī)內(nèi)，充分混合、碾壓，從而達(dá)到鈉化的目的。該法效果較好，但設(shè)備利用率較低，能耗大。（3）雙螺旋混合擠壓鈉化法：將干燥的膨潤土初粉碎，加入雙螺旋擠壓機(jī)中，同時加入碳酸鈉和水，通過擠壓和混煉成軟泥狀，達(dá)到鈉化的目的。該法的缺點是目前還沒有定型的機(jī)械設(shè)備，同時處理量也較小。（4）對輥擠壓鈉化法：將碳酸鈉和水加入到經(jīng)粉碎（5mm）、干燥的鈣基膨潤土中，拌勻后給入對輥擠壓機(jī)擠壓，實現(xiàn)鈉化的目的。該法的優(yōu)點是擠壓力大，產(chǎn)量大，電耗少。但擠壓時間短，鈉化反應(yīng)進(jìn)行得不夠徹底，因此往往需要預(yù)先堆料，使對輥前的鈉化反應(yīng)盡可能地進(jìn)行。目前我國一些先

13、進(jìn)的膨潤土加工企業(yè)多采用對輥擠壓鈉化法生產(chǎn)人工鈉改性膨潤土。（5）螺旋阻流鈉化法膨潤土與碳酸鈉溶液混合，通過螺旋擠壓機(jī)擠出，在擠出口安裝阻礙物，以增加擠出壓力。該方法具有鈉化時間長，剪切力大等特點，能使層狀結(jié)構(gòu)的膨潤土露出新鮮層面，有利于與鈉離子的接觸和反應(yīng)，提高鈉化效果。根據(jù)作者的經(jīng)驗和實踐，螺旋阻流鈉化法是最好的膨潤土鈉化方法，具有設(shè)備簡單，鈉化效果好，產(chǎn)量大，耗電少等優(yōu)點。為此，作者開發(fā)了一種攪拌擠出一體機(jī)，用于膨潤土鈉化，具有很好的效果，設(shè)備已有五家膨潤土廠在使用。以上五種鈉化方法均屬于濕法鈉化，還有一種工藝被稱為干法鈉化方法，即在雷蒙機(jī)磨膨潤土?xí)r，同時加入碳酸鈉粉末，以雷蒙機(jī)為鈉化設(shè)

14、備。干法鈉化實際上是將膨潤土與堿粉混合，二者之間沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這種干法鈉化的產(chǎn)品在化驗時表現(xiàn)出鈉基膨潤土的性能，這是因為化驗過程中堿溶于水而將膨潤土鈉化的緣故。干法鈉化產(chǎn)品成本低，但堿的利用率也低，在球團(tuán)上的應(yīng)用效果是比較差的，僅比鈣基土好些。3.3 膨潤土的干燥膨潤土的干燥可以采用自然曬干或強(qiáng)制烘干。自然曬干成本低，鈉化時間長而鈉化效果好，干燥后顆粒疏松易于磨粉。缺點是占地面積大，干燥時間長，生產(chǎn)效率低，與天氣關(guān)系大等等，不適宜大規(guī)模生產(chǎn)。強(qiáng)制烘干一般是連續(xù)工藝，即鈉化后的濕膨潤土直接進(jìn)入干燥設(shè)備，優(yōu)點是生產(chǎn)效率高，產(chǎn)量大，產(chǎn)品不落地，勞動強(qiáng)度低，有利于自動化生產(chǎn)，與天氣關(guān)系不大等等。缺

15、點是成本高，動力和燃料消耗大，產(chǎn)品由于強(qiáng)制脫水而收縮，因而致密，磨粉過程中產(chǎn)量降低。另外，烘干過程還有可能導(dǎo)致膨潤土被“燒”死，而降低膨潤土的質(zhì)量，因此必須控制烘干溫度，一般認(rèn)為入窯熱氣溫度在500左右是合適的。膨潤土的烘干設(shè)備可以是回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐、網(wǎng)帶機(jī)、閃蒸干燥機(jī)等，最常采用的是直熱式回轉(zhuǎn)窯，具有投資低、產(chǎn)量大、易操作、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點，但熱效率低、對產(chǎn)品的顏色有影響?；剞D(zhuǎn)窯的長徑比為101時效果較好。加熱方式采用順流，即入料處為高溫區(qū)，好處是防止膨潤土粘筒壁。3.4 膨潤土的磨粉膨潤土的磨粉比較簡單，一般采用雷蒙磨磨粉，該設(shè)備是美國上世紀(jì)30年代的產(chǎn)品，近年來國內(nèi)進(jìn)行了一些改進(jìn)，效率有

16、所提高。磨粉效率與原料的含砂量和水分有關(guān)，砂含量高，產(chǎn)量低，水分高，產(chǎn)量也低。一般要求入磨原料的水分小于13%。由于磨粉過程中有一定的熱量產(chǎn)生，因此成品的水分會比入磨原料的水分低2%左右。在多雨的南方，原料干燥有困難，可以采用向雷蒙機(jī)里面通入熱氣的方法，加熱物料，這時入磨原料的水粉可以高些（如可達(dá)到10-20%）。熱氣的通入方式是有講究的，而且溫度不能太高。該方法磨粉產(chǎn)量低些，而且對設(shè)備有損害。成品的粒度可以通過調(diào)節(jié)雷蒙機(jī)的分析器的轉(zhuǎn)速來控制。理論上講，膨潤土粒度越細(xì)，越有利于球團(tuán)生產(chǎn)，但細(xì)磨過程的動力消耗會很大，而且產(chǎn)量降低，成本上升。因此球團(tuán)用土的粒度一般要求為200目（0.074mm）通

17、過率在97%以上就行了。3.5 膨潤土的運輸在球團(tuán)生產(chǎn)上，前幾年膨潤土的運輸大都采用袋裝火車（汽車）運輸，再在配料現(xiàn)場拆袋。缺點是倒運次數(shù)多，現(xiàn)場粉塵大，不利于文明生產(chǎn)。優(yōu)點是可以在膨潤土庫房儲存一定數(shù)量的產(chǎn)品，以保障供應(yīng)。隨著環(huán)保要求的越來越高，許多球團(tuán)廠開始使用散裝罐車運輸，不倒運，現(xiàn)場環(huán)境好，缺點是運輸成本高，尤其是對于遠(yuǎn)離膨潤土產(chǎn)地的球團(tuán)廠。有些企業(yè)從膨潤土廠進(jìn)袋裝半成品，在球團(tuán)配料車間附近建磨粉設(shè)備，成品直接進(jìn)入膨潤土倉，環(huán)保好，又解決了運輸成本高的問題，值得推廣應(yīng)用。3.6 膨潤土的儲存膨潤土是一種吸水物質(zhì)，易受潮結(jié)塊，所以在儲存過程中要做好防水防潮工作。膨潤土儲存時間不宜太長，一

18、般為三個月內(nèi)為宜，否則粒度會下降，影響使用，尤其是在潮濕的南方地區(qū)。 目前國內(nèi)許多研究者都在研究人工鈉化膨潤土的失效性問題。人工鈉化膨潤土的失效性是真實存在的，尤其是對于鈉化不充分的產(chǎn)品，其失效速度更快。一般說來，人工鈉土在自然存放五個月后，質(zhì)量下降明顯，逐漸重新轉(zhuǎn)化為鈣基膨潤土。人工鈉土失效的原因可能很復(fù)雜，作者認(rèn)為人工鈉化過程中被鈉置換出來的鈣離子，形成CaCO3沉淀，其顆粒是極為細(xì)小，活性很大，很容易轉(zhuǎn)化為CaHCO3而產(chǎn)生鈣離子，前面講過，膨潤土對鈣離子有優(yōu)先吸附的能力，因此人工鈉土又被鈣化，回到鈣基土，其質(zhì)量明顯下降。4、膨潤土在球團(tuán)生產(chǎn)中的應(yīng)用4.1 膨潤土作為球團(tuán)粘結(jié)劑膨潤土作為

19、球團(tuán)礦粘結(jié)劑，具有傳統(tǒng)的歷史。在我國，1978年杭鋼首次使用膨潤土替代消石灰作為球團(tuán)粘結(jié)劑，取得了很好的效果，隨即在全國各廠家得到推廣應(yīng)用。膨潤土作為球團(tuán)礦粘結(jié)劑，最大的好處就是提高了生球的爆裂溫度，穩(wěn)定了烘干和焙燒工藝。到目前，我國球團(tuán)行業(yè)年消耗膨潤土近150萬噸，是膨潤土的最大用戶。但是，膨潤土是一種以SiO2為主要成分的粘土巖，它的加入勢必會降低球團(tuán)礦的含鐵品位。因此，在球團(tuán)生產(chǎn)中，膨潤土添加量越少越好。隨著我國鋼鐵冶煉行業(yè)精料方針的貫徹，廣大球團(tuán)工作者對膨潤土的使用也越來越重視。4.2 膨潤土在球團(tuán)生產(chǎn)過程中的作用前面說過，膨潤土在球團(tuán)中的作用是粘結(jié)劑，但并不表明鐵精粉是靠膨潤土自身的

20、粘性而粘結(jié)成球的，要是這樣，比膨潤土更粘的物質(zhì)很多。實際上，膨潤土是通過對水的作用來實現(xiàn)對鐵精粉的粘結(jié)。膨潤土具有良好的吸水、分散、潤滑、增稠等性能，是它成為球團(tuán)粘結(jié)劑的重要原因。下面想從球團(tuán)生產(chǎn)工藝中的各階段，闡明膨潤土在其中的作用。4.2.1 原料一般來說，生產(chǎn)球團(tuán)礦就兩種原料，鐵精粉和膨潤土。鐵精粉是球團(tuán)礦的主要成分，它的性能對球團(tuán)生產(chǎn)來說很重要，這些性能主要有：屬性，粒度，成分，水分，比表面積和粒度組成。一般認(rèn)為磁鐵礦更適合作球團(tuán)，主要是焙燒過程中磁鐵礦氧化結(jié)晶，晶體長大并相互連接，使成品球團(tuán)礦具有很好的強(qiáng)度，另外，氧化放熱也能節(jié)省焙燒用的熱量。就親水性來說，赤鐵礦也不錯，但鏡鐵礦的親

21、水性和成球性就很差了。礦粉粒度越細(xì)，成球性越好，但全部是細(xì)粉也不好，還需要一個合適的粒度組成，即相對粗些的礦粉用于形成球核，而細(xì)礦粉用于生球長大。精礦粉的水分不宜太高，尤其在北方地區(qū)的冬天，會產(chǎn)生凍塊，使造球變得十分困難。膨潤土有鈉基和鈣基之分，鈉基土的許多性能優(yōu)于鈣基土。我國目前大部分球團(tuán)廠都使用鈉基膨潤土，使配比得以明顯降低。但這兩種膨潤土都有優(yōu)點和缺點，所以廠家應(yīng)根據(jù)自己的礦粉條件、工藝設(shè)備等因素來選擇膨潤土類型。但作者認(rèn)為，應(yīng)首選性能優(yōu)良的鈉基膨潤土，但由此帶來的一些問題（如生球爆裂），應(yīng)該高度重視，可通過添加其它物質(zhì)來解決。4.2.2 配料和烘干目前，我國大多數(shù)球團(tuán)廠礦粉和膨潤土的配

22、料都采用電子自動配料，微機(jī)控制，達(dá)到了穩(wěn)定、精確的目的。 烘干工藝是為了控制和穩(wěn)定進(jìn)入造球盤混合料的水分，為造球提供有利條件，許多廠家采用回轉(zhuǎn)窯烘干機(jī)，對混合料進(jìn)行烘干，同時也達(dá)到混勻的目的。但實際上，對混合料的烘干有其缺點，如粘料、成小球，膨潤土被抽走而損失、膨潤土被“燒死”等。一般均將精礦粉單獨烘干，再配膨潤土，效果會更好些。烘干后混合料的水分控制在7.58.0%之間，對造球工序有好處。4.2.3 混合精礦粉與膨潤土的混合很重要，尤其是膨潤土配比降低后，均勻混合就顯得更為重要。為此，我國許多球團(tuán)廠采用了潤磨措施，達(dá)到了很好的混合效果，還可以將物料進(jìn)一步磨細(xì)，有利于造球。 潤磨工藝是目前球團(tuán)

23、廠降低膨潤土配比，穩(wěn)定球團(tuán)生產(chǎn)的重要硬件措施，如吉林建龍公司，使用潤磨前膨潤土配比為2.0%左右，使用后膨潤土配比降低到0.8%左右，效果極其明顯。但是潤磨設(shè)備的使用方法不同，效果也不同。有的廠由于潤磨能力不夠，采用半潤磨、半直通的工藝，效果并不很好。通過調(diào)整潤磨設(shè)備或減少鋼球量，可以提高潤磨能力，雖然潤磨效果差些，但能實現(xiàn)全潤磨，效果也很不錯。4.2.4 造球造球工序是球團(tuán)生產(chǎn)的最關(guān)鍵的工序，球造得好，焙燒就好。造球理論是一個很復(fù)雜的理論，它牽涉到物理化學(xué)和界面化學(xué)的理論。簡單地說，是一個液體（水）、固體和膠體之間的作用，這個過程中水的毛細(xì)作用很重要，膨潤土形成的膠體影響了水的毛細(xì)力，達(dá)到粘

24、結(jié)鐵精粉和增強(qiáng)生球強(qiáng)度的作用。通常說，滴水成球，霧化長大。在球盤中礦粉下料的地方滴水，易形成母球。母球在成球區(qū)滾動長大，滾動使生球結(jié)實，內(nèi)部水分被擠出來，表面變得很濕，于是又有礦粉粘上去，生球不斷長大。因此，母球不能太多，太多了會沒有礦粉來用于長大。母球太少，會不成球，球盤里面粉子多。在生球偏大時，可以適當(dāng)增大滴水量，提高母球的數(shù)量。生產(chǎn)過程中，由于原料會發(fā)生變化，需要造球工及時調(diào)整打水量，以穩(wěn)定球團(tuán)生產(chǎn)和球盤出力。膨潤土過多，會形成過多的母球，生球也長不大，而且生球發(fā)扁，塑性好，落下次數(shù)多，而抗壓強(qiáng)度不好，不利于焙燒，這樣的塑性球還容易爆裂。合格的生球要求有一定的塑性，即落下強(qiáng)度，以保證在皮

25、帶倒運過程中不會摔碎。對落下強(qiáng)度的要求，要根據(jù)倒運過程的跌落次數(shù)來確定。生球還需要一定的剛性，即抗壓強(qiáng)度，以保證生球在運輸和烘干過程不壓碎和變形，生球的抗壓強(qiáng)度一般要求高于1kg/球。水分也影響生球的落下和抗壓強(qiáng)度，在生產(chǎn)上，生球水分應(yīng)盡可能低，一是有利于烘干，二是減少爆裂。一般來說，生球水分在8.5%左右是合適的，與入盤混合料的水分相比，生球水分提高0.5%左右。造粒度均勻的球很重要，目前各廠家生球粒度有向小型化發(fā)展的趨勢。小球容易焙燒，容易氧化，產(chǎn)量也大。一般認(rèn)為，生球粒度在8-14mm之間是合適的。造球盤的轉(zhuǎn)速也很重要，為了保證球盤邊緣切線速度一樣，大球盤的轉(zhuǎn)數(shù)要低于小球盤，轉(zhuǎn)速太快了，

26、生球滾得不實，強(qiáng)度不高；轉(zhuǎn)速太慢不能將生球帶到高處，減小了滾動面積，而且還會影響產(chǎn)量。球盤合適的傾角也很重要，傾角的大小要滿足物料合理的滾動和成型。球盤的轉(zhuǎn)速和傾角有一定的關(guān)系，轉(zhuǎn)速快，傾角也要大。4.2.5 生球的烘干烘干是為焙燒作準(zhǔn)備，烘干過程中遇到的最大問題生球的爆裂，生球爆裂的原因是生球內(nèi)部的水分在高溫下汽化，產(chǎn)生很高的壓力而使生球炸裂。爆裂嚴(yán)重時球團(tuán)會被炸成粉末，不嚴(yán)重時會在球團(tuán)表面形成裂紋，降低球團(tuán)礦強(qiáng)度。生球的爆裂與生球的水分、生球的抗壓強(qiáng)度、膨潤土屬性和配比、烘干速度和烘干溫度等有關(guān)系。生球水分高和抗壓強(qiáng)度低，會降低生球的爆裂溫度；落下強(qiáng)度高的生球也更容易爆裂；烘干速度快和烘干

27、溫度高也回使生球產(chǎn)生爆裂。至于與膨潤土的關(guān)系，需要進(jìn)一步討論。鈣基膨潤土在生球烘干過程中起到穩(wěn)定水分析出速度，減小收縮應(yīng)力的作用，防止生球爆裂，因此，鈣基膨潤土用量越多，生球越不易爆裂。鈉基膨潤土粘性和保水性都好，受熱后水分析出速度慢，生球進(jìn)入高溫區(qū)時，內(nèi)部水分還未全部析出，結(jié)果水分在生球內(nèi)部汽化而產(chǎn)生爆裂。因此，鈉基膨潤土粘性越好或用量越多，生球爆裂溫度越低，爆裂傾向越大。球團(tuán)生產(chǎn)使用鈉基膨潤土?xí)r，要特別關(guān)注生球的爆裂現(xiàn)象。鏈篦機(jī)烘干工藝是比較簡單的，對生球的要求也比較低，生球也不易爆裂?？梢酝ㄟ^實踐來確定合適的鏈篦機(jī)速度和溫度分布以及布料厚度，以防止生球的爆裂。豎爐球團(tuán)工藝由于烘干床面積小

28、，烘干時間短，生球更容易爆裂。解決的方法有：降低鈉基膨潤土的粘度，提高鈉基土吸收和釋放水分的速度，降低生球水分，減小生球粒度，增大烘干床面積和延長烘干時間等。根據(jù)膨潤土的耐熱性，在烘干過程中，溫度達(dá)到600以后，膨潤土就會被燒死而失去作用，膨潤土在球團(tuán)生產(chǎn)中的使命也就完成了。4.2.6 球團(tuán)礦的焙燒球團(tuán)礦在回轉(zhuǎn)窯中的焙燒是比較簡單的，可根據(jù)球的填充率等因素來焙燒溫度和停留時間等參數(shù)，熱源可以是煤氣或煤粉。豎爐球團(tuán)的焙燒工藝要復(fù)雜得多，要保證爐內(nèi)的透氣性，才能充分氧化，生產(chǎn)出高質(zhì)量的球團(tuán)礦。在焙燒過程中，磁鐵礦被氧化，F(xiàn)e2O3晶體在固相條件下長大、連接，使成品球具有良好的強(qiáng)度。因此，焙燒過程中

29、保證足夠的氧化氣氛是必要的。另外，焙燒過程中膨潤土熔化產(chǎn)生液相，對成品球的強(qiáng)度也有提高作用。5、球團(tuán)用膨潤土的質(zhì)量指標(biāo)5.1 概述我國沒有膨潤土國家標(biāo)準(zhǔn)，球團(tuán)用膨潤土也沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，化驗方法也是參考建材行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。近年來很多球團(tuán)工作者在會議上提出要制訂球團(tuán)用膨潤土行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范膨潤土的質(zhì)量指標(biāo)和化驗方法。但這事遲遲未能落實，這與我國地域面積大，不同地區(qū)膨潤土質(zhì)量不一樣有關(guān)系。球團(tuán)生產(chǎn)企業(yè)一般就近使用膨潤土資源，其運輸半徑不會超過700km，否則會使成本升高。例如遼西地區(qū)膨潤土質(zhì)量最好，遼寧、河北地區(qū)球團(tuán)企業(yè)能夠使用高質(zhì)量的膨潤土；南方地區(qū)膨潤土質(zhì)量差些，球團(tuán)企業(yè)使用的膨潤土質(zhì)量也相應(yīng)差些，這是

30、統(tǒng)一不起來的。作者認(rèn)為，盡管不能統(tǒng)一各球團(tuán)廠所用膨潤土的質(zhì)量要求，但規(guī)范和統(tǒng)一膨潤土的化驗方法是十分必要的。在這里，作者對膨潤土質(zhì)量指標(biāo)的化驗以及可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行了重點的討論。在附錄中還推薦了這些指標(biāo)的化驗方法。5.2 吸藍(lán)量吸藍(lán)量是指膨潤土分散于水溶液中具有吸附次甲基藍(lán)的能力大小，以100g試樣吸附次甲基藍(lán)的克數(shù)表示，即g/100g。在粘土礦物中，膨潤土的有效礦物蒙脫石對次甲基藍(lán)的吸附能力最大，因此吸藍(lán)量可作為粗略估計膨潤土中蒙脫石含量的一個指標(biāo)，其計算公式為： MBM = - 0.442這里：M蒙脫石含量 % MB吸藍(lán)量 g/100g膨潤土吸藍(lán)量越高，蒙脫石含量越高，但有幾個因素影響了吸

31、藍(lán)量和蒙脫石含量的關(guān)系，它們是：（1） 膨潤土雖是以蒙脫石為主要成分的粘土巖，但常伴生有高嶺石、綠泥石、沸石、埃洛石等雜質(zhì)礦物。這些礦物同樣具有吸附次甲基藍(lán)的能力，只是相對比蒙脫石小一些而已，通常測得膨潤土的吸藍(lán)量，實際上是多種礦物的綜合吸藍(lán)量。因此，膨潤土中雜質(zhì)越多，利用吸藍(lán)量來換算蒙脫石含量時，后者會偏高。（2） 同樣是蒙脫石，由于成分、結(jié)構(gòu)電荷數(shù)量、來源的不同，吸藍(lán)量也可以有很大差別。例如，吸藍(lán)量特別高的往往是一些黃色、黃綠色、粉紅色的膨潤土，而許多純白膨潤土的吸藍(lán)量一般比較低，這是因為二價陽離子對膨潤土中三價鋁離子的置換量的不同而引起的。（3） 關(guān)于計算公式中的系數(shù)0.442的問題。很

32、多研究者認(rèn)為這個系數(shù)不準(zhǔn)確，并提出了稍有不同的系數(shù)。我們認(rèn)為，對于不同來源、性質(zhì)的膨潤土，其換算系數(shù)是有稍微的差別，而對于球團(tuán)用膨潤土，沒有必要嚴(yán)格地去探討蒙脫石含量的準(zhǔn)確問題（因為這是很難測準(zhǔn)的），利用0.442這個系數(shù)粗略地?fù)Q算蒙脫石含量是可行的。（4） 關(guān)于吸藍(lán)量的檢驗。吸藍(lán)量的檢驗是球團(tuán)用膨潤土性能指標(biāo)中最復(fù)雜的，檢驗過程中要注意的問題有：次甲基藍(lán)溶液的配制：次甲基藍(lán)試劑含量應(yīng)大于98.5%，在保質(zhì)期內(nèi)使用，配制溶液前試劑應(yīng)在933下烘干一小時，配制時次甲基藍(lán)顆粒應(yīng)充分溶解，但往往由于溶液顏色深看不清，而忽視了完全溶解這個問題，一般認(rèn)為應(yīng)在配制后24小時后使用。次甲基藍(lán)溶液的保存：由于

33、次甲基藍(lán)是一種光敏性物質(zhì)，見光分解，因此配制好的溶液應(yīng)避光保存于棕色磨口瓶中，配好的溶液使用周期不宜太長，化驗室應(yīng)每星期配制一次。焦磷酸鈉溶液的加入：加入焦磷酸鈉的目的在于提高膨潤土在水中的分散性，同時將非鈉基膨潤土轉(zhuǎn)化為鈉基膨潤土。焦磷酸鈉的加入量應(yīng)該嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，加多了或加少了都會使吸藍(lán)量結(jié)果降低。在實驗室，焦磷酸鈉溶液往往由于配制時間過長，會出現(xiàn)片狀結(jié)晶，在燈光或太陽光照射下閃閃發(fā)光，這時焦磷酸鈉的濃度降低了，應(yīng)重新配制溶液。加熱過程：吸藍(lán)量測定時，一般采用加熱煮沸法來提高膨潤土在水中的分散性（也有采用超聲波法的），標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定微沸五分鐘，少于五分鐘，試樣分散不好，煮沸時間太長或劇烈沸騰，

34、水分蒸發(fā)過多，都影響結(jié)果。另外，在加熱過程中應(yīng)搖動幾次，使膨潤土充分分散。加熱后最好采用自然冷卻，不要用冷水沖洗三角瓶外側(cè)，強(qiáng)制冷卻。滴定終點的判定：理論和實踐都表明，應(yīng)以滴定至深藍(lán)色斑點周圍出現(xiàn)淺綠色暈環(huán)為滴定終點，而如果周圍只出現(xiàn)淡藍(lán)色毛刺暈圈，說明未到終點。淺綠色暈環(huán)的寬度為0.10.2mm時為終點，若寬度達(dá)到1mm，則結(jié)果會偏高1015%。實際操作過程中，剛出現(xiàn)淺綠色暈環(huán)后，需要再搖動1530秒，再檢查暈環(huán)是否消失，若不消失，則說明到了終點；若淺綠色暈環(huán)消失，則說明未到終點，而前次出現(xiàn)的暈環(huán)是因為搖勻不夠造成的。5.3 膨脹容膨潤土與水按比例混合，加入鹽酸作電解質(zhì)，靜止24小時后凝膠體

35、的體積，稱為膨脹容，以ml/g表示。膨脹容是膨潤土的水化性能，是分散性、親水性、電荷性和膨脹性的綜合表現(xiàn)，與膨潤土的屬性、鈉化程度和蒙脫石含量等密切相關(guān)。膨脹容的測定很簡單，同時可以適用于不同屬性（鈉基或鈣基）的膨潤土，可作為球團(tuán)用膨潤土的重要指標(biāo)之一。一般認(rèn)為，膨脹容低于10ml/g時屬于鈣基土；1015ml/g為鈣鈉混合土；高于15ml/g屬于鈉基土。雖然膨脹容的測定很簡單，但制樣過程的烘干溫度和烘干時間對該指標(biāo)的影響很大（表2）。烘干溫度越高，膨脹容越低，表中烘干溫度為120時，膨脹容已經(jīng)降低得很低了。這是與膨表2.烘干處理對膨潤土性能的影響樣品烘干處理溫度 烘干處理時間 h膠質(zhì)價ml/

36、g膨脹容ml/g吸水率 %20min.2h24h1#未烘-3332225264300801241624129632822114255305332320142783113479012215287320344220132893263553201330033036110011912275315344219122933263483191229833535712021293153403682#未烘-67563674406231051514541045663525043446467650348354504816524402246349066211014937437496647241234574996651

37、201291945850067022413461507679潤土在這一溫度下失去層間吸附水有關(guān)。在同一烘干溫度下，時間越長，土烘得越干，膨脹容就越低。烘干作用對膨潤土性能的改變，也稱為膨潤土的耐熱性，有些膨潤土耐熱性好，而有些則差。但膨脹容都會隨烘干溫度過高或烘干時間過長而降低，只是降低值不同而已。一般認(rèn)為，晶體結(jié)構(gòu)中置換較少的白色膨潤土耐熱性能好（這些膨潤土往往吸水速度較慢），而黃色、紅色等雜色的膨潤土由于晶體內(nèi)置換比例較大，耐熱性能差。所以，在測定膨脹容時，樣品處理的過程中，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)控制烘干溫度和烘干時間是十分必要的。5.4 膠質(zhì)價 與膨脹容一樣，膠質(zhì)價也是膨潤土的水化性能指標(biāo)。對于鈣

38、基土來說，由于膠質(zhì)價較低，故采用15克試樣，單位為ml/15g。但對于鈉基土，采用15克就不合適了，因為15克鈉土形成的膠體物大于100ml（量筒的體積）。為了能用100ml的量筒測定鈉化膨潤土的膠質(zhì)價，可以將試樣量減少到1克，而輕質(zhì)氧化鎂的量仍為1克。這是因為氧化鎂的作用是電解質(zhì)，對于100ml的溶液，為了保證電解質(zhì)濃度一樣，就得添加同樣數(shù)量的氧化鎂，而與膨潤土試樣的數(shù)量無關(guān)。對于鈉基膨潤土，膠質(zhì)價的單位是ml/g。制樣過程的烘干溫度和烘干時間，對膠質(zhì)價的影響也很大（表2），烘干溫度過高或烘干時間過長，都會降低膨潤土的膠質(zhì)價。5.5 吸水率吸水率是指單位重量的膨潤土能夠吸收水分的量，以百分?jǐn)?shù)

39、表示。在國內(nèi)，吸水率的測定方法有兩種，一種是恩斯林法，一種是多孔磚（板）法，后者在美國稱為 Water absorption on porous plate。在球團(tuán)行業(yè)，建議采用多孔磚法，該法具有儀器簡單易得，操作方便，數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好等特點。多孔磚法測定膨潤土的吸水率，其方法是將多孔磚（比重小于0.7g/mm3）浸入蒸餾水中，多孔磚上表面露出水面31mm，在完全濕潤的磚面上放置一張定量濾紙，待濾紙完全濕潤后稱重，記為m1， 稱重后的濾紙放回原來的位置。稱取膨潤土試樣2.00g（精確到0.01g），均勻地灑在濕濾紙上，記下時間。稱取20min.，2h，24h時濕濾紙和吸水后土的總重，記為m2，吸水

40、率的計算公式為：m2m1-2Wr(%) = - 100%2這里：Wr-吸水率 % m1-濕濾紙重量 g m2-濕濾紙和濕樣品總重 g 吸水率的大小反映了膨潤土吸水后所產(chǎn)生膠體的多少，也即粘結(jié)力的大小，是球團(tuán)用膨潤土的重要指標(biāo)。鈣基土吸水率比鈉基土低，在同樣生球質(zhì)量的條件下，鈣基土用量要高于鈉基土。使用鈉基土能降低球團(tuán)中膨潤土用量，是因為鈉基土吸水率高，粘結(jié)性強(qiáng)。吸水率的另一個重要性是反映了膨潤土吸水速度的快慢，這一點對球團(tuán)生產(chǎn)很重要。在球團(tuán)生產(chǎn)工藝中，從膨潤土配入礦粉到生球造好后從球盤中排出來，整個過程一般都在30min.以內(nèi)。根據(jù)這個工藝要求，膨潤土的吸水速度越快越好，也即20min.吸水率

41、越高越好。20min.吸水率這個指標(biāo)可以直接判別膨潤土吸水速度的快慢，一般認(rèn)為這個指標(biāo)大于300%，就算比較快了。為了更好地判別膨潤土吸水速度的快慢，還可以引入一個比值，即20min.吸水率與2h吸水率之比，該比值越大，吸水速度越快，作為好的球團(tuán)用土，該比值應(yīng)大于0.8。有些膨潤土2h吸水率雖然很高，但20min.吸水率卻低，吸水速度慢，在造球過程中會出現(xiàn)球盤中礦粉不成球，成球速度慢，排料中粉末多，生球爆裂等現(xiàn)象。鈣基膨潤土吸水速度快，在幾分鐘內(nèi)達(dá)到飽和狀態(tài)，但吸水率低，一般不超過200%。鈉基膨潤土吸水率大，但吸水速度慢，如何提高鈉化膨潤土的吸水速度，是球團(tuán)用鈉化膨潤土的關(guān)鍵。原土性質(zhì)是影響

42、吸水率和吸水速度的主要因素，有些土“砂”性大，吸水速度快，吸水率也比較高；有些土“粘”性大，鈉化后顆粒遇水后形成不透水膜，阻止水分向內(nèi)部滲透，導(dǎo)致吸水速度慢，但這樣的膨潤土的飽和吸水率往往很高，有的達(dá)到1000%以上。在外觀上，“砂”性土的顏色一般呈黃色、紅色、粉色等，而“粘”性土通常呈白色、灰白色和綠色。膨潤土試樣的水分影響吸水速度，水分越高，吸水速度越慢。試樣烘干后，吸水速度變快。為了更好地反映膨潤土的吸水性能，模擬現(xiàn)場球團(tuán)生產(chǎn)工藝中膨潤土的作用，我們建議測定膨潤土吸水率時，試樣不需要烘干。6、新型球團(tuán)粘結(jié)劑的發(fā)展方向6.1 概況雖然膨潤土是一種優(yōu)良的球團(tuán)粘結(jié)劑，但它畢竟是一種雜質(zhì)，它的加

43、入會降低球團(tuán)礦的含鐵品位。因此，人們在不斷地尋求新的球團(tuán)粘結(jié)劑。在這一方面，國內(nèi)外進(jìn)行了很多工作和嘗試，推出了各種類型的有機(jī)粘結(jié)劑、復(fù)合粘結(jié)劑、功能性添加劑等，其目的就是提高球團(tuán)礦的質(zhì)量。6.2 有機(jī)粘結(jié)劑球團(tuán)用新型粘結(jié)劑，有機(jī)粘結(jié)劑的工作是做得最多的。國外在七、八十年代就推出了佩利多，一種纖維素的衍生物，在國外一些球團(tuán)企業(yè)得到應(yīng)用，取得了較好的效果。在國內(nèi)，八十年代末廣東花都一企業(yè)推出了代號為KLP的球團(tuán)用有機(jī)粘結(jié)劑，投入了大量的人力、物力和財力，在許多球團(tuán)廠進(jìn)行了工業(yè)試驗，但結(jié)果并不令人滿意，因此未能得到推廣應(yīng)用。KLP的缺點主要表現(xiàn)在配加不方便，由于添加量小而混不勻，生球在有機(jī)物燃盡后強(qiáng)

44、度較差，生球爆裂嚴(yán)重，產(chǎn)品成本較高而導(dǎo)致球團(tuán)礦成本升高等。目前，我國研究球團(tuán)有機(jī)粘結(jié)劑的企業(yè)還有很多，但應(yīng)用的還沒有，都還停留在實驗室試驗或中試階段。KLP淡出市場后，新的球團(tuán)有機(jī)粘結(jié)劑主要有：石油化工產(chǎn)品系列，纖維素系列，腐殖酸系列，變性淀粉系列等。有機(jī)粘結(jié)劑由于不影響球團(tuán)礦的含鐵品位，是一種具有很好前景的產(chǎn)品，但目前幾個因素制約了它的發(fā)展，主要有：我國球團(tuán)生產(chǎn)硬件差；鐵精粉原料粒度粗；混合條件差；缺少合適的有機(jī)粘結(jié)劑添加設(shè)備；有機(jī)粘結(jié)劑成本過高等。另外，分布廣泛、價格低廉的球團(tuán)傳統(tǒng)粘結(jié)劑膨潤土是有機(jī)粘結(jié)劑最大的競爭對手。作者認(rèn)為，不論在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)上，有機(jī)粘結(jié)劑還是具有一定的競爭力的，

45、隨著產(chǎn)品技術(shù)的不斷完善和球團(tuán)技術(shù)的進(jìn)步，一旦條件成熟，有機(jī)粘結(jié)劑在球團(tuán)生產(chǎn)上得到推廣應(yīng)用是完全有可能的。6.3 膨潤土有機(jī)添加劑組成的復(fù)合粘結(jié)劑許多年以來，作者一直都在致力于研究和推廣這種球團(tuán)用復(fù)合粘結(jié)劑，其理由有四，一是膨潤土作為傳統(tǒng)的球團(tuán)粘結(jié)劑，具有原料易得，價格低廉，添加方便等特點，繼續(xù)使用膨潤土具有一定的合理性，而且還可以降低復(fù)合粘結(jié)劑的成本；二是有機(jī)添加劑粘結(jié)性能雖然優(yōu)于膨潤土許多倍，但它如同上述的有機(jī)粘結(jié)劑一樣，有著不可克服的缺點，不能單獨使用；三是膨潤土和有機(jī)添加劑組成復(fù)合粘結(jié)劑，二者可以發(fā)揮各自的優(yōu)點，相互補(bǔ)充，達(dá)到降低粘結(jié)劑用量的目的；四是幾年來成功的經(jīng)驗堅定了我們的信心。膨

46、潤土有機(jī)添加劑組成的復(fù)合粘結(jié)劑，在我們的產(chǎn)品中又稱為“含有機(jī)粘結(jié)劑人工鈉化膨潤土”。這一定義中好象產(chǎn)品還是一膨潤土為主，但實際上，有機(jī)添加劑和膨潤土的比例是可以改變的，根據(jù)用戶的要求和成本承受能力，可以調(diào)高或降低添加劑的比例。有機(jī)添加劑的選擇并不是隨意的，要做到兩條：一是有機(jī)添加劑能改變鈉化膨潤土的性能，尤其是提高吸水（或釋放水分）的速度，還能增加膨潤土的粘性（提高膨脹容和膠質(zhì)價）；二是有機(jī)添加劑與膨潤土要混勻，成為一體，否則是不利于造球的。復(fù)合粘結(jié)劑的成功，在吉林建龍和邢臺德龍等企業(yè)球團(tuán)生產(chǎn)上得到了驗證。這兩個企業(yè)粘結(jié)劑配比都在0.8%左右，達(dá)到了全國最好的水平（接近國外先進(jìn)水平），其成本也

47、在企業(yè)承受能力之內(nèi)。復(fù)合粘結(jié)劑的添加方式與膨潤土一樣，不用改變球團(tuán)企業(yè)現(xiàn)有的添加設(shè)備。潤磨工藝有利于發(fā)揮復(fù)合粘結(jié)劑的作用，使配比降低到最好水平（1%左右）。在我國目前的技術(shù)水平和原料條件下，使用膨潤土有機(jī)添加劑組成的復(fù)合粘結(jié)劑也許是最好成績的選擇，它可以明顯降低粘結(jié)劑用量，提高球團(tuán)礦含鐵品位，價格也不貴，能使用現(xiàn)有球團(tuán)生產(chǎn)工藝和設(shè)備，能解決單獨使用有機(jī)粘結(jié)劑時所帶來的問題。6.4 功能性球團(tuán)添加劑功能性球團(tuán)添加劑是指能夠提高或改善球團(tuán)礦某些或所有性能的添加劑，如改變球團(tuán)礦堿度的添加劑；提高球團(tuán)礦強(qiáng)度的添加劑；降低球團(tuán)礦焙燒溫度的添加劑；改善球團(tuán)礦冶金性能的添加劑等。附錄冶金球團(tuán)用鈉基膨潤土基本

48、物化性能試驗方法說 明本方法膨潤土試樣的制備：將試樣加工至200目，在105溫度下烘干2h。分析用水均指蒸餾水或去離子水。1.膠質(zhì)價的測定方法1.1提要膨潤土試樣置于盛有適量水的量筒中，混勻后加入氧化鎂，放置沉降24h，試樣凝聚形成的凝膠體積，稱為膠質(zhì)價。本方法參照資料為DZG93-06非金屬礦物化性能測試規(guī)程。1.2儀器與試劑 a帶刻度具塞量筒（100ml，直徑約25mm）； b輕質(zhì)氧化鎂（化學(xué)純），存放于密閉瓶中或干燥器中。1.3操作步驟1.3.1稱取1.00g試樣，精確至0.01g，置于已加入50-60ml水的具塞量筒中，塞緊塞子，手握量筒上下方向搖300次（約五分鐘），使試樣與水混勻，

49、在光亮處觀察，無明顯顆粒或團(tuán)塊。如有團(tuán)塊，應(yīng)繼續(xù)搖動至團(tuán)塊消失為止。1.3.2打開量筒塞，加入1.00g（精確至0.01g）輕質(zhì)氧化鎂，再加水至100ml刻度處，塞緊量筒塞，再上下?lián)u動200次（約三分鐘）。1.3.3將量筒置于不受振動的臺面上，靜置24h，讀取凝膠體界面的刻度值（精確至0.5ml），即為一克膨潤土的膠質(zhì)價，以ml/g表示。1.3.4將一克膨潤土的膠質(zhì)價乘以15，則得每15克膨潤土的膠質(zhì)價，以ml/15g表示2膨脹容的測定方法2.1提要膨潤土試樣置于盛有一定濃度鹽酸的量筒中，混勻后放置沉降24h，試樣凝聚形成的沉降物體積，稱為膨脹容。本方法引用資料為DZG93-06非金屬礦物化性

50、能測試規(guī)程。2.2儀器與試劑 a帶刻度具塞量筒（100ml，直徑約25mm）； b鹽酸溶液（1N），取83ml鹽酸（=1.19g/ml），用水稀釋至1000ml。2.3操作步驟2.3.1稱取1.00g試樣，精確至0.01g，置于已加入50ml水的具塞量筒中，塞緊塞子，手握量筒上下方向搖300次（約五分鐘），使試樣與水混勻，在光亮處觀察，無明顯顆?；驁F(tuán)塊。如有團(tuán)塊，應(yīng)繼續(xù)搖動至團(tuán)塊消失為止。2.3.2打開量筒塞，加入25ml濃度為1N的鹽酸，再加水至100ml刻度處，塞緊量筒塞，再上下?lián)u動200次（約三分鐘）。2.3.3將量筒置于不受振動的臺面上，靜置24h，讀取凝膠體界面的刻度值（精確至0.5

51、ml），即為膨脹容，以ml/g表示。3吸藍(lán)量的測定3.1提要膨潤土分散于水中，具有吸附次甲基藍(lán)的能力，其吸附的量稱為吸藍(lán)量，以100g試樣吸附的次甲基藍(lán)克數(shù)表示。本方法引用資料為ZBJ31009-90 鑄造用膨潤土和粘土。3.2試劑和儀器a次甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.2%）：將次甲基藍(lán)（指示劑，含量不小于95%）在933的烘箱中干燥4h，取出后置于干燥器內(nèi)，冷卻至室溫。稱取2.000g次甲基藍(lán)溶解于1000ml水中，即配制成0.2%濃度的次甲基藍(lán)溶液。b焦磷酸鈉溶液（1%）：稱取10g焦磷酸鈉，加水使其完全溶解，再加水稀釋至1000ml，搖勻。c中速定量濾紙。d分析天平：感量0.0001g。e電爐。f50ml滴定管。g錐形瓶：250ml。3.3操作步驟3.3.1稱取0.2000g試樣，置于已加入50ml水的錐形瓶中，搖動，使試樣在水中充分分散，再加入20ml濃度為1%的焦磷酸鈉溶液，搖勻。3.3.2將盛有混合溶液的錐形瓶置于電爐上，加熱微沸5分鐘，加熱過程中搖動2-3次，取下冷卻至室溫。3.3.3用次甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。開始時，可以依次滴加5ml，逐次縮小滴定量至2-3ml