潘建等：超微细铁精矿的粒度特性和润湿性对其成球性能的交互影响 835· 对超微细铁精粉的成球性起重要作用. 的抗压强度有利. 通过静、动态成球性两个指标来看，超微细粒度特 2.4粒度特性与润湿性对成球性能的交互影响 性所带来的较高的比表面积和较好的润湿性，其成球 磁铁精矿由于其超微细粒度特性，比表面积高，表 效果并不好，所以进一步通过添加黏结剂进行造球试 面能大，对提高其润湿性有利，且影响成球过程中生球 验来确认评价其生球性能 内毛细管的形成.通过检测可知，两种磁铁精矿的毛 表6为内配1.5%膨润土条件下的澳洲微细磁铁 细水迁移速率分别为V.=5.43 mm*min、V=6.00 精粉A和国内东北磁铁精矿B的生球性能. mm'min,精矿A的毛细水迁移速率偏低于精矿B. 表6物料A与B造球得到的生球性能 且结合上文其润湿性的试验结果分析，说明对于超微 Table 6 Performance of the green balls pelletized with sample A and B 细粒度的精粉，虽然较好的亲水性对提高水对粉体浸 水的质量 抗压强度/ 爆裂温度/ 润有利，但是毛细水、分子水超过一定限度时，会使颗 样品 落下强度” 分数/% ℃ 粒增加水分持有能力的同时对毛细水在颗粒间的迁移 精矿A 9.00 3.2 15.23 472 不利.所以对于超细粒级的磁铁精粉，毛细水迁移速 精矿B 9.00 4.6 11.28 >600 率受其粒度特性、最大分子水、最大毛细水和润湿性共 注：*为破碎前的落下次数 同影响. 由两种不同粒度特性磁铁精矿的生球性能（表6） 通过分析原矿A的基本粒级组成（表3）和微观颗 对比发现，精矿A抗压强度略高，而落下强度低于精 粒形貌（图6），发现其颗粒表面光滑致密，部分颗粒显 矿B,生球爆裂温度也明显低于精矿B.因此，粒度更 示出磁铁矿本身立方晶型的结构，粒度大小在0.01~ 细，比表面积越高，润湿性更好不一定对生球的综合性 0.02mm之间，说明了澳洲磁铁矿晶粒微细的特征. 能最好，铁精粉也不一定具有更好的成球性能. 结合与精矿B成球过程和生球性能的对比研究，肯 另从表6中生球各项指标对比也表明，超微细的 定了粗粒级在成球过程中的积极因素.说明超微细 粒度特性、较高的比表面积和较好的润湿性对提高颗 粒度和较窄的粒级组成，会成为提高成球性能的制 粒间的毛细力，提高生球抵抗低速形变能力，增加生球 约因素 图6微观形貌特征.(a)精矿A:(b)精矿B Fig.6 Microscopic morphological characteristics of magnetite concentrates:(a)A:(b)B 表7为两种磁铁精粉原料和生球有关粒度特性的 球孔隙率较精矿B高，结合其粒度特性，说明了较合 相关物理性质试验结果. 理的粒度组成有利于形成更加致密的生球，同时，微细 表7精矿A和精矿B的物理性质 粒度特性对提高颗粒间的黏结强度及生球致密性和抵 Table 7 Physical properties of A and B 抗高速冲击形变能力（落下强度）不利. 颗粒真密度/比表面积/ 生球孔隙生球毛细管 对于磁铁精矿球团的热稳定性，学者一般通过研 试样 (g.cm-3) (cm2…gl） 率1% 半径/10-3mm 究生球的爆裂温度，来直观反映生球内的孔隙率和颗 A 4.4547 2254 29.7 0.841 粒间的黏结强度⑧9.本研究通过对两种磁铁精矿的 B 4.6634 1138 27.7 1.446 基本物理性能检测发现，超微细粒磁铁精矿生球较高 的孔隙率，本应使生球内水蒸气更容易扩散到生球外， 结合生球性能和表7物理特性的对比，精矿A生 但是爆裂温度却较低（见表6）.说明孔隙率对于超微潘 建等: 超微细铁精矿的粒度特性和润湿性对其成球性能的交互影响 对超微细铁精粉的成球性起重要作用． 通过静、动态成球性两个指标来看，超微细粒度特 性所带来的较高的比表面积和较好的润湿性，其成球 效果并不好，所以进一步通过添加黏结剂进行造球试 验来确认评价其生球性能． 表 6 为内配 1. 5% 膨润土条件下的澳洲微细磁铁 精粉 A 和国内东北磁铁精矿 B 的生球性能． 表 6 物料 A 与 B 造球得到的生球性能 Table 6 Performance of the green balls pelletized with sample A and B 样品 水的质量 分数/% 落下强度* 抗压强度/ N 爆裂温度/ ℃ 精矿 A 9. 00 3. 2 15. 23 472 精矿 B 9. 00 4. 6 11. 28 ＞ 600 注: * 为破碎前的落下次数． 由两种不同粒度特性磁铁精矿的生球性能( 表 6) 对比发现，精矿 A 抗压强度略高，而落下强度低于精 矿 B，生球爆裂温度也明显低于精矿 B． 因此，粒度更 细，比表面积越高，润湿性更好不一定对生球的综合性 能最好，铁精粉也不一定具有更好的成球性能． 另从表 6 中生球各项指标对比也表明，超微细的 粒度特性、较高的比表面积和较好的润湿性对提高颗 粒间的毛细力，提高生球抵抗低速形变能力，增加生球 的抗压强度有利． 2. 4 粒度特性与润湿性对成球性能的交互影响 磁铁精矿由于其超微细粒度特性，比表面积高，表 面能大，对提高其润湿性有利，且影响成球过程中生球 内毛细管的形成． 通过检测可知，两种磁铁精矿的毛 细水迁移速率分别为 VA = 5. 43 mm·min － 1、VB = 6. 00 mm·min － 1，精矿 A 的毛细水迁移速率偏低于精矿 B． 且结合上文其润湿性的试验结果分析，说明对于超微 细粒度的精粉，虽然较好的亲水性对提高水对粉体浸 润有利，但是毛细水、分子水超过一定限度时，会使颗 粒增加水分持有能力的同时对毛细水在颗粒间的迁移 不利． 所以对于超细粒级的磁铁精粉，毛细水迁移速 率受其粒度特性、最大分子水、最大毛细水和润湿性共 同影响． 通过分析原矿 A 的基本粒级组成( 表 3) 和微观颗 粒形貌( 图 6) ，发现其颗粒表面光滑致密，部分颗粒显 示出磁铁矿本身立方晶型的结构，粒度大小在 0. 01 ～ 0. 02 mm 之间，说明了澳洲磁铁矿晶粒微细的特征． 结合与精矿 B 成球过程和生球性能的对比研究，肯 定了粗粒级在成球过程中的积极因素． 说明超微细 粒度和较窄的粒级组成，会成为提高成球性能的制 约因素． 图 6 微观形貌特征． ( a) 精矿 A; ( b) 精矿 B Fig． 6 Microscopic morphological characteristics of magnetite concentrates: ( a) A; ( b) B 表 7 为两种磁铁精粉原料和生球有关粒度特性的 相关物理性质试验结果． 表 7 精矿 A 和精矿 B 的物理性质 Table 7 Physical properties of A and B 试样 颗粒真密度/ ( g·cm － 3 ) 比表面积/ ( cm2 ·g － 1 ) 生球孔隙 率/% 生球毛细管 半径/10 － 5 mm A 4. 4547 2254 29. 7 0. 841 B 4. 6634 1138 27. 7 1. 446 结合生球性能和表 7 物理特性的对比，精矿 A 生 球孔隙率较精矿 B 高，结合其粒度特性，说明了较合 理的粒度组成有利于形成更加致密的生球，同时，微细 粒度特性对提高颗粒间的黏结强度及生球致密性和抵 抗高速冲击形变能力( 落下强度) 不利． 对于磁铁精矿球团的热稳定性，学者一般通过研 究生球的爆裂温度，来直观反映生球内的孔隙率和颗 粒间的黏结强度［18--19］． 本研究通过对两种磁铁精矿的 基本物理性能检测发现，超微细粒磁铁精矿生球较高 的孔隙率，本应使生球内水蒸气更容易扩散到生球外， 但是爆裂温度却较低( 见表 6) ． 说明孔隙率对于超微 · 538 ·