造球理论与工艺课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,YPM,造球理论与工艺,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,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,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：,物料表面性质,；,与水的亲和能力,。,造球（balling）又叫滚动成型，是细磨物料在造球,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,。,一、物料的表面性质 1.1 液体的表面性质 液体,（,1,）液体的表面层、表面能和表面张力,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）液体的表面层、表面能和表面张力不平衡力场液体具有,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,1.2 液体和固体的作用 （1）润湿现象在液体和固体接触,（,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,。,（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,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,1.3 细磨物料的表面特性细磨物料特点：表面电性,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,二、水分在细磨物料中的形态及作用 2.1 水分子的构,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。,2.2 吸附水的特性及作用 在静电引力作用,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。,2.3 薄膜水的特性及作用 薄膜水是由形成吸,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，产生毛细压力。,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,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。,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,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。,2.5 重力水的特性及作用由于重力总是向下的，因此重,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；,重力水：,饱和水，对成球不利。,2.6 四种形态水的作用吸附水：是无效水，呈固态水性,大部分补加水以滴状加在“成球区”的料流上，使散状精矿粉较快地形成母球，少部分的水以雾状加到“长球区”的母球表面上，促使母球迅速长大，而在“紧密区”不加水，以防表面过湿的球遇水发生粘结，以及水过量而降低强度。,连续造球以成层机理为主。,（3）成球时间 滚动成球的时间，与对球团矿粒度的要求，以及原料成球的难易有关。,包括：成核阶段、过渡阶段和长大阶段。,间接触紧密，形成更细的毛细管。,如果原料含水过高，会给造球带来极大困难，使生球粒度不均匀，相互粘结、形成大块。,间接触紧密，形成更细的毛细管。,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。,影响成球的力：自然力和机械力。,最大分子水=吸附水+强结合水。,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。,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。,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：,各种物料的成球性能取决于：,料粗、粘性小时，边高适当增加；,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。,大部分补加水以滴状加在“成球区”的料流上，使散状精矿粉较快地,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。,3.2 成球阶段包括：成核阶段、过渡阶段和长大阶段。,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,：,间断造球以成核和聚结机理为主导；,连续造球以成层机理为主。,机械力起主导作用,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,四、造球机,圆盘造球机,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。,4.1 圆盘造球机 盘上装有喷水管及刮料板等装,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,。,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,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。,（,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,五、影响造球的因素 5.1 原料影响精矿成球的因素很多,（,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。,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，而且往往由于洒水不均匀，使生球脆弱。,如果,原料含水过高,，会给造球带来极大困难，使生球粒度不均匀，相互粘结、形成大块。在这种情况下，必须将原料预先干燥，降低其水分。,在正常生产条件下，需经常维持原料水分略低于生球的适宜水分。,（2）原料的水分在正常生产条件下，需经常维持原料水分略低于生,可提高生球强度，可使物料呈现塑性；,分为强结合水和弱结合水。,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：,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：,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。,由于重力水对矿粒有浮力作用，故对成球不利。,4 毛细水的特性及作用,滴水成球，雾水长大，无水紧密,（4）造球盘的边高边高影响造球盘的充填率（10%20%），造球机的边高大，倾角小，在给料不变的条件下，物料在造球盘中停留时间长，有利于提高生球的强度。,一是对物料进行不均匀的点滴润湿；,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。,润湿/毛细力和机械力起主导作用,连续造球以成层机理为主。,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。,小球密度增加，仍具较大塑性，粒度范围宽。,（,3,）原料的粒度与粒度组成,原料具有适宜的粒度组成，可使颗粒排列紧密，毛细管平均直径缩小，颗粒之间的结合力增大。,-0.074mm80%-90%,，,-0.044mm 60%-80%,，比表面积,1500-1900cm,2,/g,粒度过细的不利影响：,毛细管直径愈小，水在颗粒间的迁移速度下降，从而使成球速度降低。,可提高生球强度，可使物料呈现塑性；（3）原料的粒度与粒度组成,（,4,）添加剂的影响,在造球原料中配加某些添加剂，可以改善物料的成球性。,1,）改善物料的亲水性和比表面积；,2,）改善物料颗粒间的连结，增加生球机械强度。,（4）添加剂的影响,3 薄膜水的特性及作用,当矿粉完全被水饱和时，还存在重力水。,间接触紧密，形成更细的毛细管。,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。,液面下厚度约等于分子作用半径的一层液体，叫表面层。,二是利用机械外力作用于粉料的个别部分，使其颗粒之,造球物料的水分应控制在略低于适宜造球的水分，造球时补加少量水，以控制母球的形成和生球的长大。,薄膜水：增加球团机械强度，呈粘滞性；,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。,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：,大部分补加水以滴状加在“成球区”的料流上，使散状精矿粉较快地形成母球，少部分的水以雾状加到“长球区”的母球表面上，促使母球迅速长大，而在“紧密区”不加水，以防表面过湿的球遇水发生粘结，以及水过量而降低强度。,毛细管直径愈小，水在颗粒间的迁移速度下降，从而使成球速度降低。,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。,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。,此外刮料板还起疏导料流的作用，使成核区和长大区分开，以便于控制生球的成长。,5.2,工艺条件,造球工艺对成球的影响可以概括为操作与设备两方面。,（,1,）加水方法,造球物料的水分应控制在略低于适宜造球的水分，造球时补加少量水，以控制母球的形成和生球的长大。,大部分补加水以滴状加在“成球区”的料流上，使散状精矿粉较快地形成母球，少部分的水以雾状加到“长球区”的母球表面上，促使母球迅速长大，而在“紧密区”不加水，以防表面过湿的球遇水发生粘结，以及水过量而降低强度。,工艺操作,3 薄膜水的特性及作用 5.2 工艺条件造球工艺对成球,（,1,）加水方法,工艺操作,滴水成球，雾水长大，无水紧密,（1）加水方法工艺操作滴水成球，雾水长大，无水紧密,（,2,）加料方法,加料的方式必须兼顾生成母球和母球长大，要防止形成过多的母球。,