球團(tuán)礦靠滾動(dòng)成型。被水潤(rùn)濕的精礦粉在滾動(dòng)過(guò)程中靠機(jī)械力和毛細(xì)管作用成為球性，細(xì)微的顆粒之間靠毛細(xì)管作用力、分子引力、摩擦力等使生球具有一定的強(qiáng)度。
一、水在礦粉中的形態(tài)及作用
干燥的礦粉顆粒一般都具有親水性。在顆粒表面分子力和電場(chǎng)的作用下，水分子被吸附于其表面，由于水分子具有偶極性，所以它的排列有一定秩序。吸附水層的厚度極小，一般只有幾個(gè)水分子的厚度。它與顆粒的親水性和周圍介質(zhì)中水蒸氣的分壓有關(guān)，雖然電分子力的作用半徑很小，但作用力極大，例如吸附在固體顆粒表面的第一層水分子，其作用力相當(dāng)于10000大氣壓（98066.5× 104帕）。因此被吸附的多層水分子，牢固地附著在顆粒表面，吸附水的性質(zhì)已與一般水不同，例如它不能自由流動(dòng)，密度大于1.0，冰點(diǎn)遠(yuǎn)低于0度等。當(dāng)相對(duì)濕度達(dá)到100%時(shí)，吸附水量達(dá)到最大值，稱為最大吸附水。一般顆粒只含吸附水時(shí)，仍然為散砂狀，不能結(jié)合成團(tuán)，除非粒度極細(xì)（1微米左右）的物料。
顆粒表面達(dá)到最大吸附水后，還有未被平衡的分子引力，于是在吸附水外，又形成了一層薄膜水，薄膜水與顆粒表面的結(jié)合力比吸附水弱，其內(nèi)層靠近吸附水的一層受顆粒的作用力較強(qiáng)，稱之強(qiáng)結(jié)合水。強(qiáng)結(jié)合水雖然不及吸附水與顆粒結(jié)合之緊密，但是也相當(dāng)牢固，例如在大于重力加速度70000倍的離心力作用下也不能將它排除。它可以從一個(gè)顆粒的表面，向另一個(gè)的表面遷移，不受重力的影響。強(qiáng)結(jié)合水的冰點(diǎn)也在0度以下。
礦石顆粒所持有的吸附水與強(qiáng)結(jié)合水之和叫做最大分子水。最大分子水可以使粉料成型，但仍不具有塑性。
薄膜水的外層叫做弱結(jié)合水。它更接近于自由水，礦粉具有弱結(jié)合水后，可以在外力作用下發(fā)生塑性變形。
吸附水和薄膜水可視為礦粉顆粒的外殼，在外力作用下，它隨顆粒一同移動(dòng)，并使顆粒彼此結(jié)合起來(lái)。因此礦粉開(kāi)始滾動(dòng)成球，并且具有一定的強(qiáng)度。
當(dāng)?shù)V粉被水潤(rùn)濕超過(guò)薄膜水時(shí)，在顆粒之間出現(xiàn)了毛細(xì)水，開(kāi)始出現(xiàn)的叫做觸點(diǎn)態(tài)毛細(xì)水，它使顆粒連系起來(lái)。繼續(xù)增加水，以及毛細(xì)水表面張力或外力作用，使顆?？繑n，于是在它們之間形成了蜂窩狀毛細(xì)水，這時(shí)毛細(xì)水在顆粒之間開(kāi)始連接起來(lái)，可以遷移。進(jìn)一步潤(rùn)濕，則出現(xiàn)了飽和毛細(xì)水，這時(shí)達(dá)到了最大毛細(xì)水含量。
精礦粉成球，毛細(xì)水起主導(dǎo)作用，最適宜的含水量介于觸點(diǎn)態(tài)和蜂窩狀毛細(xì)水之間。精礦粉成球速度決定于毛細(xì)水的遷移速度。親水性強(qiáng)的物料，可使毛細(xì)水遷移速度加快。
二、精礦粉的成球
顆粒極細(xì)的精礦粉，被水潤(rùn)濕到合適的程度，在外力的作用下，會(huì)聚集成為一定大小的球。成球過(guò)程大致可分為三個(gè)步驟：
精礦粉成核是成球的第一步。礦粉顆粒被水潤(rùn)濕，首先在其表面形成薄膜水；若進(jìn)一步潤(rùn)濕，并且被潤(rùn)濕的顆粒有機(jī)會(huì)相接觸，在觸點(diǎn)處形成毛細(xì)水，靠毛細(xì)管的作用力，使兩個(gè)或較多的顆粒連系起來(lái)，形成小球；繼續(xù)增加水，以并在機(jī)械力的作用下，小球內(nèi)部顆粒重新排列，進(jìn)一步密集，形成比較堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的小球，一般稱之為母球。母球的形成過(guò)程，即精礦粉的成核過(guò)程。母球仍然是多孔的，它內(nèi)部包含有固體、液體和氣體三個(gè)相，它的穩(wěn)定性取決于礦粉的粒度和粒度組成，以及顆粒的形狀和親水性。
生球長(zhǎng)大，是成球的第二步。母球在滾動(dòng)過(guò)程中，彼此碰撞，使得內(nèi)部顆粒之間毛細(xì)管形狀發(fā)生變化，顆粒排列密集，毛細(xì)管收縮，蜂窩狀毛細(xì)水變?yōu)轱柡兔?xì)水，一部分水被擠到母球表面上來(lái)，這時(shí)母球可以以三種機(jī)理長(zhǎng)大。母球水分較高，而且塑性較好，它們互相結(jié)合在一起，使生球迅速長(zhǎng)大，被稱做聚結(jié)機(jī)理；在工業(yè)生產(chǎn)中如果將一大批濕料傾入造球機(jī)中，或者精礦粉粒度極細(xì)，親水性極強(qiáng)，母球多靠聚結(jié)機(jī)理長(zhǎng)大，在生產(chǎn)中將濕料均勻不斷地加進(jìn)造球機(jī)，表面含水較高的母球，在滾動(dòng)中遇到粉礦，便將礦粉粘在表層，小球互相碰撞，將新粘上的一層濕礦粉壓緊，毛細(xì)管中的水，被擠到表面上來(lái)，又可粘結(jié)新的一層礦粉，如果水分不足，可以向小球表面灑水，如此反復(fù)，使母球長(zhǎng)大，被稱做成層機(jī)理；此外小球在造球機(jī)中運(yùn)動(dòng)，總有少數(shù)球由于強(qiáng)度不夠，水分較低等原因，發(fā)生破損及開(kāi)裂，產(chǎn)生的碎片，粘附在另一個(gè)球上，被稱做磨剝轉(zhuǎn)移機(jī)理?？傊杉?xì)粒精礦到生成母球，再到具有一定尺寸的生球，其成長(zhǎng)機(jī)理，不外以上三種。至于以哪一種機(jī)理為主，則取決于原料性質(zhì)和造球工藝條件。
當(dāng)母球長(zhǎng)大到要求的尺寸，應(yīng)當(dāng)停止補(bǔ)充加水潤(rùn)濕，使生球在造球機(jī)內(nèi)滾動(dòng)一定時(shí)間，由于相互碰撞的結(jié)果，使生球內(nèi)部顆粒排列得更加緊密，為成球得第三步。生球滾動(dòng)過(guò)程中機(jī)械力的作用會(huì)使內(nèi)部顆粒發(fā)生選擇性的按最大接觸面排列，顆粒相互靠近，毛細(xì)管直徑縮小，甚至可以達(dá)到顆粒表面薄膜水層相互連接。在這種情況下，顆粒之間的分子作用力，毛細(xì)管作用力以及摩擦阻力綜合作用，使生球具有很高的機(jī)械強(qiáng)度。以上所述生球成長(zhǎng)的三個(gè)步驟，在生產(chǎn)中實(shí)際同時(shí)發(fā)生于同一造球機(jī)中。
三、影響精礦成球的因素
影響精礦成球的因素很多，概括起來(lái)，可分為兩類，一是原料的自然性質(zhì)，二是造球工藝條件。
（1）原料的自然性質(zhì)。造球原料的自然性質(zhì)中，以顆粒表面的親水性、顆粒形狀，對(duì)其成球性影響最大。顆粒表面親水性愈高，固相與液相界面的接觸角愈小，顆粒容易被水潤(rùn)濕，薄膜水和毛細(xì)水含量高，毛細(xì)水的遷移速度也高，從而成球性好。
（2）原料的粒度與粒度組成。粒度小，比表面積大，成球性好。原料具有適宜的粒度組成，可使顆粒排列緊密，毛細(xì)管平均直徑縮小，顆粒之間的結(jié)合力增大。
原料粒度并非愈細(xì)愈好，因?yàn)槟サV耗費(fèi)大量電能，過(guò)細(xì)會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本升高。況且粒度愈細(xì)，毛細(xì)管直徑愈小，水在顆粒間的遷移速度下降，從而使成球速度降低。
（3）原料的水分。原料含水份多少，對(duì)于成球影響很大。對(duì)于不同的原料，生球有不同的適宜水份。在正常生產(chǎn)條件下，經(jīng)常維持原料含水份略低于生球的適宜水份，為造球時(shí)補(bǔ)加水份留有余地。
若原料含水過(guò)低，雖然在造球時(shí)可以灑水補(bǔ)充，但成球速度慢，生產(chǎn)率降低，而且往往由于灑水不均勻，使生球脆弱。
如果原料含水過(guò)高，會(huì)給造球帶來(lái)極大困難，使生球粒度不均勻，相互粘結(jié)、形成大塊。在這種情況下，必須將原料預(yù)先烘干，降低其水分。
（4）添加物的影響。在造球原料中配加某些添加物，可以改善物料的成球性。詳見(jiàn)粘結(jié)劑章節(jié)的介紹。
（5）造球工藝的影響。造球工藝對(duì)成球的影響可以概括為設(shè)備與操作兩方面。
在造球設(shè)備方面，包括造球機(jī)的轉(zhuǎn)速、傾斜角度、造球盤(pán)的邊高等。西歐和我國(guó)的球團(tuán)礦廠常用圓盤(pán)造球機(jī)。圓盤(pán)的直徑大小不等，但傾斜角度一般在45º ～50º 之間。傾角固定時(shí)，造球盤(pán)的速度可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，以造球盤(pán)的周邊切線速度計(jì)，經(jīng)常保持在1.0～2.0m/s之間。周速過(guò)小，物料上升不到圓盤(pán)的上部區(qū)域，一方面造球盤(pán)的面積得不到充分利用，另一方面生球在盤(pán)內(nèi)滾動(dòng)獲得的位能低，因而滾動(dòng)時(shí)動(dòng)能小，球與球相互碰撞得機(jī)械作用力小，因而成球慢，生球得強(qiáng)度低。若周速過(guò)大，由于離心力作用，物料拋向邊緣，跟隨造球盤(pán)旋轉(zhuǎn)，中心出現(xiàn)無(wú)料區(qū)，滾動(dòng)成球的作用受到破壞，甚至無(wú)法成球。造球盤(pán)的傾角較大，要求較高的圓周速度，使盤(pán)內(nèi)物料滾動(dòng)次數(shù)增加，有利于提高生球的產(chǎn)量和增加它的強(qiáng)度。
造球盤(pán)的邊高與其直徑有關(guān)，直徑5.5米的大型造球盤(pán)邊高600～6500毫米，邊高影響造球盤(pán)的充填率，造球機(jī)的邊高大，傾角小，在給料不變的條件下，物料在造球盤(pán)中停留時(shí)間長(zhǎng)，有利于提高生球的強(qiáng)度。
刮料板的位置也很重要，它將粘在造球盤(pán)上的物料刮下，保持適當(dāng)?shù)牡琢虾穸?，避免粘料過(guò)多，加重驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的負(fù)荷。此外刮料板還起疏導(dǎo)料流的作用，使成核區(qū)和長(zhǎng)大區(qū)分開(kāi)，以便于控制生球的成長(zhǎng)。
在工藝操作方面，影響成球的因素有：加水核加料的方法、造球時(shí)間控制等。正常情況下，造球物料的水分應(yīng)控制在略低于適宜造球的水分，造球時(shí)補(bǔ)加少量水，以控制母球的形成和生球的長(zhǎng)大。補(bǔ)加水的大部分以滴狀加在成核區(qū)，以形成母球，少部分以霧狀噴淋在生球成長(zhǎng)區(qū)，幫助母球迅速長(zhǎng)大。
加料的方式也必須兼顧生成母球核母球長(zhǎng)大，要防止形成過(guò)多的母球。在保證生球達(dá)到要求尺寸的前提下，應(yīng)使母球的生成速度與生球的長(zhǎng)大速度達(dá)到平衡。
滾動(dòng)成球的時(shí)間，與對(duì)球團(tuán)礦粒度的要求，以及原料成球的難易有關(guān)。球團(tuán)礦的粒度大，要較長(zhǎng)的造球時(shí)間；原料成球性差，造球時(shí)間也會(huì)延長(zhǎng)。一般的規(guī)律是：延長(zhǎng)造球時(shí)間，有利于提高生球的強(qiáng)度，特別對(duì)于粒度很細(xì)的原料，更須要較長(zhǎng)的造球時(shí)間，才能使生球具有更高的強(qiáng)度
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