造球理论与工艺.ppt

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1、造球理论与工艺培训制作：华嵩2014-4球团生产的基本工艺过程含铁原料配料混合添加剂造球水生球筛分返料干燥预热焙烧均热冷却筛分成品球团矿返矿煤粉高炉冶炼造球（balling）又叫滚动成型，是细磨物料在造球设备中被水润湿并在机械力及毛细力作用下的连续过程。生球质量与：造球工艺过程、原料的物理化学性质和准备方法等有关。各种物料的成球性能取决于：①物料表面性质；②与水的亲和能力。一、物料的表面性质1.1液体的表面性质液体的表面层、表面能和表面张力液面下厚度约等于分子作用半径的一层液体，叫表面层。不平衡力场表面层内分子比液体内部所具有的更大的位能，称作表面能。（1）液体的表面层、表面能和表面张力

2、不平衡力场液体具有尽可能缩小其表面的趋势，液体表面就好像一拉紧了的弹性膜，处在沿着表面的使表面有收缩倾向的张力作用下，这种力称作表面张力。1.2液体和固体的作用（1）润湿现象在液体和固体接触处，液体表面的切面和固体表面所成的角称为接触角。完全润湿润湿不润湿完全不润湿（2）毛细现象浸润液体在毛细管里升高的现象和不浸润液体在毛细管里降低的现象，叫做毛细现象。管径小于2mm的管子叫毛细管。1.3细磨物料的表面特性细磨物料特点：分散度和比表面积较大较大表面能表面电性荷负电：方解石、石英、膨润土、金属、金属硫化物等荷正电：氢氧化铁、氢氧化铝二、水分在细磨物料中的形态及作用2.1水分子的构造与性质水

3、分子具有偶极子构造可与具有某种电荷的其他物体相缔合形成瞬时复合体造球过程中水的形态吸附水、薄膜水、毛细水2.2吸附水的特性及作用在静电引力作用下被吸附在固体颗粒的表面的水分子叫做吸附水。吸附水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。仅有吸附水，物料尚不能成球。2.3薄膜水的特性及作用薄膜水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；分为强结合水和弱结合水。最大分子水=吸附水+强结合水。2.4毛细水的特性及作用当物料润湿到超过薄膜水时，水分开始充填在物料颗粒之间的空隙中，形成毛细水。毛细水是靠水的表面张力形成的，在矿粉颗粒的空隙中形成弯曲的液面，产生毛细

4、压力。在毛细压力和外力的作用下，水滴周围的矿粉颗粒被拉向水滴的中心，形成小球。因此，物料的亲水性越强，颗粒越细，排列越紧密，毛细力的作用越大，成球速度也越快。成球过程中毛细水起主导作用。2.5重力水的特性及作用由于重力总是向下的，因此重力水总是向下运动。由于重力水对矿粒有浮力作用，故对成球不利。当矿粉完全被水饱和时，还存在重力水。它是在重力和压力差的作用下能移动的自由水。所以，只有当水分处于毛细水含量范围以内时，对矿粉成球才有实际意义。2.6四种形态水的作用吸附水：是无效水，呈固态水性质；薄膜水：增加球团机械强度，呈粘滞性；可提高生球强度，可使物料呈现塑性；毛细水：起主导作用，使颗粒成核

5、；重力水：饱和水，对成球不利。三、成球过程3.1成球机理生球的强度靠自然力将矿粒维持在一起，决定着矿粒的尺寸、表面电荷、结晶构造、添加剂等。主要的自然力是毛细压力。影响成球的力：自然力和机械力。还需借助机械力使润湿颗粒接触，即在造球设备中，以滚动、转动、挤压等方式使物料作机械运动而形成生球。3.2成球阶段包括：成核阶段、过渡阶段和长大阶段。为形成母球，必须创造条件，造成毛细水含量较高的颗粒集合体，这可以用两种方法来达到：一是对物料进行不均匀的点滴润湿；二是利用机械外力作用于粉料的个别部分，使其颗粒之间接触紧密，形成更细的毛细管。过渡阶段：母球彼此碰撞，饱和毛细水使空隙逐渐减小，形成毛细管

6、连接。润湿/毛细力和机械力起主导作用小球密度增加，仍具较大塑性，粒度范围宽。长大阶段：①间断造球以成核和聚结机理为主导；②连续造球以成层机理为主。机械力起主导作用四、造球机圆盘造球机4.1圆盘造球机盘上装有喷水管及刮料板等装置。细磨物料加进盘内被水湿润后，不断翻滚形成料粒→母球→大料球，大料球位于表面和圆盘的边缘。因此，当总给料量大于圆盘的填充量时，大颗粒的合格生球即自盘内排出。特点：不同粒径的球粒分别沿各自不同的轨道运行，按大小分级，排出尺寸合格的生球。所需料量相当于排出的生球量。五、影响造球的因素5.1原料影响精矿成球的因素很多，概括起来，可分为两类，一是原料的性质，二是造球工艺条件

7、。（1）原料的自然性质造球原料的自然性质中，以颗粒表面的亲水性、颗粒形状，对其成球性影响最大。颗粒表面亲水性愈高，固相与液相界面的接触角愈小，颗粒容易被水润湿，薄膜水和毛细水含量高，毛细水的迁移速度也高，从而成球性好。铁矿石亲水性（从弱到强）：磁铁矿赤铁矿菱铁矿褐铁矿>>>>>>>>>（2）原料的水分原料水分对于成球影响很大。对于不同的原料，生球有不同的适宜水分。①若原料含水过低，虽然在造球时可以洒水补充，但成球速度慢，生产率降低，