钢铁冶金中球团矿的生产是将铁精矿磨细后制成块状物料进而满足高炉炼铁需要的一个加工过程。在此过程中，粘结剂是球团矿生产中的关键性辅助原料，它的性能优劣直接关系着焙烧球团的质量好坏。人们普遍认为粘结剂应该具备下列条件[1]: (1)粘结剂原料来源充足；(2) 不带入有害元素；(3)在较低温度下可获得优质球团矿；(4)改善物料成球性；(5)提高生球、干球强度及热稳定性； (6)改善焙烧球质量；(7)在适宜添加量时，成本不能太高。在中国，膨润土矿产资源非常丰富，占到了世界总储量的60%，居世界首位[2] ，而且膨润土由于其具有良好的物化性能以及能够调节原料中水分、提高生球强度、稳定造球操作等优点，近年来被广泛应用于球团矿生产。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产。蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Ca2+、Mg2+、Na+和 K+等，通常我们把层间阳离子为Na+时称钠基膨润土；层间阳离子为Ca2+时称钙基膨润土。目前国内很多球团厂已经将钠基或钙基膨润土作为粘结剂成功应用于球团矿的生产，效果十分显著。
从国内外发表的文献来看，由于球团矿性能的影响因素比较复杂，关于生球性能与膨润土的质量指标是否有绝对一致的规律的问题上，至今仍没有一个明确的结论，而判断膨润土质量好坏最简单和最有效的方法就是实验室造球,进而测定球团的质量[3]。本次球团实验选用了目前使用最广泛的两种膨润土（钠基膨润土和钙基膨润土）作为研究对象，在铁精矿中加入不同比例的两种膨润土进行造球，并在不同实验温度下进行焙烧，对比钠基膨润土和钙基膨润土的实验效果，分析比较不同膨润土及配比对球团矿性能的影响。
1实验原料
1.1铁精矿粉及膨润土的物化性能
实验所用的铁精矿粉和膨润土，其主要物化性质见表1、表2、表3。
表1 铁精矿的化学成分（％）
化学成分 TFe FeO SiO2 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 Fe3O4 S P 烧失量
含量 57.15 6.52 3.14 <0.10 0.50 1.05 50.63 55.05 0.02 0.01 3.22
表2 膨润土的化学成分（％）
名称 SiO2 Fe2O3 Al2O3 Na2FK2O CaO MgO 烧损 水份
钙基膨润土 60-65 1.5-4 12-15 0.5-1 1-2 1-2 5-7 15%
钠基膨润土 61 2.0-3 13 0.7 1.5 1.1 6.0 9.1%
表3 膨润土的物理性能
名称 吸蓝量g/100g 蒙脱石
相对含量/% 膨胀容
mL/g 2小时
吸水率/% 粒度
—0.074mm/%
钠基膨润土 24.023 54.35 11.0 130 99.8
钙基膨润土 23.556 53.29 10.5 124 99.8
2 实验方法
2.1实验设备
本实验室所用圆盘造球机直径Φ=1000mm，倾角α=45°，边高180mm，转速为1.05m/s～1.15m/s。生球抗压强度测定设备选用量程为980.665KPa的弹簧称，测量误差±9.8KPa；用电热干燥箱在105℃下烘干测水分；生球爆裂温度测试设备为自制卧式电炉；选用高温箱式炉（CSl-16-12Y）进行球团矿焙烧，本次焙烧实验的温度为1150℃和1220℃；焙烧后氧化球团抗压强度的测定设备为 LD-20YB-2型电子式压力机。
2.2实验方案
实验时将两种膨润土和含铁原料按不同配比进行混匀，每批料共10Kg。其实验方案见表4；
表4 原料配比方案表（％）
配 比 铁精矿 钙基膨润土 钠基膨润土
Ⅰ-1-1 98.5 0 1.5
Ⅰ-2-1 98.5 1.5 0
Ⅱ-1-1 98.0 0 2
Ⅱ-2-1 98.0 2 0
Ⅰ-1-2 98.5 0 1.5
Ⅰ-2-2 98.5 1.5 0
Ⅱ-1-2 98.0 0 2
Ⅱ-2-2 98.0 2 0
注：试样编号中，第一个数字为配比量代码：Ⅰ—配1.5%膨润土；Ⅱ—配2%膨润土；
第二个数字为膨润土种类，1-钠基，2-普通；第三个数字代表焙烧温度，1-1150℃，2-1220℃。
2.3实验过程
2.3.1造球
将铁精矿经过一系列破碎机磨碎后按一定的比例配加粘结剂进行混合，在造球圆盘上经“滴水成球，雾水长大，无水压紧”制成一定尺寸的生球。造球过程中根据成球情况合理添加水分，同时适当调整圆盘转速。造球完成后，对生球进行筛分并称重。
2.3.2生球性能测定
（1）落下强度：随机取生球5个，从0.5m处自由落下到5mm厚的钢板上，直到生球产生裂纹为止，取其平均值作为生球落下的指标，单位为次/0.5m。
（2）抗压强度：随机取生球5个，放在生球强度测定仪上进行测定，取其平均值作为抗压强度指标，单位N/个。
（3）水分测定：将造好的生球放在干燥箱中在105℃进行恒温干燥，烘至重量不变为止。
（4）生球爆裂温度测定
生球爆裂温度的测定是将待测定的20个生球试样装在50×140 mm的镍铬丝 编制的小篮内，把小篮放入炉膛上部，用鼓风机向炉膛内鼓入热风，当热风透过炉膛时与生球发生热交换，被加热至预先确定的温度。每五分钟观察一次，以产生裂纹的球团的百分率作为生球的爆裂温度（以10%出现裂纹时的温度来表示）。
生球的粒度、水分、落下强度、抗压强度以及爆裂温度见表5。




表5 生球主要性能表
编号 造球后总重（kg） 生球(干燥后)粒度组成(kg)
>16mm，8mm