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球团生产的基本原理

1、造球的理论基础：造球又称滚动成球，它是球团矿生产中的

第一道工序，而且是重要的基本工序之一，因此生球质量的好坏在很

大程度上决定成品球的质量，例如生球的大小，水分，机械强度，热

稳定性和化学组成等的波动，会严重影响下一步工序。而生成球的质

量除与工艺过程有关外，还取决于原料的物理、化学性质和准备方法。

细磨物料在造球设备中被水润湿后，通过机械力和毛细力的作用

而成球。并且，由于存在毛细压力、颗粒之间的摩擦力及分子引力等，

使生球具有一定的机械强度。各种物料成球性能的好坏是不相同的，

这与物料的表面性质和它与水的亲和能力有关。

2、水分在成球过程中的作用：在造球过程中水是一种很好的粘

结剂，在适宜的颗粒特性得到保证的前提下，能否造出好的生球在程

度上取决于加水量，同时，颗粒特性对生球强度的影响，只有在最佳

水分条件下，才能显示得出来，所以颗粒特性和最佳水分是造球的两

个关键因素。

3、生球形成的连接机理

一、主要连接力

对于颗粒物料，使之成生球的力是自然力（或物理力）和应用力

两种。

对于造块有用的自然力有：（1）固体颗粒之间的范德华力、磁力

和静电力；（2）颗粒之间相互作用的摩擦力；（3）不能自由移动的连

接桥中的附着力和内聚力；（4）由于液相存在的界面力和毛细力。

生球靠物理力使颗粒维持在一起，而这些物理力的大小决定于颗

粒的尺寸、表面荷电、结晶构造、颗粒的接近程度和添加剂的种类及

数量。当液体存在并完全润湿固体颗粒表面时，主要的物理力是颗粒

间气-液界面的表面张力所引起的毛细压力。

同时，为了使物理力能对成球起到作用，就要借助机械力使湿颗

粒彼此相接处，即在一个合适的设备中，通过滚动、转动、搅拌、润

磨、揉和及挤压的方式使物料作机械运动，使颗粒相互接触。湿颗粒

的造球或制粒，是利用物料在圆筒、圆盘或圆锥造球机内，受到滚动

和搅拌，物料的滚动行为决定于物料的物理、化学性质和造球设备的

工艺参数。

二、细磨物料在成球过程中的行为

细磨散状物料在造球过程中，首先形成球核，然后球核长大，主

要是以成层或凝结的方式长大。但是，在球长大的过程中，或多或少

还会发生一些其它的行为，例如已经形成的球，又被压碎等。

萨斯特雷和福尔斯特瑙将造球过程中，可能发生的行为总结为七

种：

（一）成核。细磨物料开始形成削球的过程称为成核过程。湿料

加到造球机中加水润湿后，在机械力作用下，颗粒互相靠拢，由于颗

粒之间毛细力的作用而聚集成核。这是任何新球形成必不可少的过

程。在批料造球中，进入造球机的原料，一部分形成球核，另一部分

使球核长大。在正常生产情况下，两者有一定的比例，即成核的数目

大致等于成品球的数目，核的形成是造球的第一步。因此，核的强度

及形成的速度都影响到生球的质量。

（二）成层。已经形成的球核，在滚动过程中聚集新料，并逐渐

长大，这被称为成层过程，又称滚雪球。

此过程是连续往球核上加粉料和水分，表面潮湿的核，由于毛细

力的作用，在滚动时一层层地聚集物料，使球的尺寸连续增长。在生

产上，生球多以这种方式长大。

（三）凝结。几个小球核连结在一起，叫凝结生球。长大是由于

小的球核在造球机内“瀑布式”的物流中，互相碰撞和挤压，球核逐

渐变得密实，毛细管中的水被挤到球表面，在连续碰撞中彼此凝结在

一起，因而导致球的长大。球核的凝结可以是两个或是更多的，以成

对的或四面体的形式聚结在一起。球以聚结方式长大的速度，比成层

长大的快。在批料造球时，球往往以聚结的方式长大。以聚结方式长

大的球，尺寸范围较宽。

（四）粉碎（散开）。已经形成的球核又被压碎。在造球过程中，

部分原料虽然暂时聚集在一起，但由于水分少，毛细粘结力不足，球

核的强度小，在其它核团的撞击下而破碎。这在造球过程中是不可避

免的，这部分散料在继续造球过程中会粘附到其它球核上。

但是，对于粒度较粗的原料，或亲水性较差的原料，球核破碎的

几率就很大，往往导致造球过程不能顺利进行。这种原料一般称为成

球性差或难成球的原料，必须增加某些粘结剂以改善其成球性能。

（五）破损。已经形成的球，在继续长大过程中，由于受到冲击

或碰撞而破裂成碎片，这种碎片往往形成球核或与其它的球聚结。若

出现大量的球破裂，则说明造球机的工艺参数不适宜，必须加以调整。

（六）磨损。已经形成的球，