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纤维素应用技术

工业级羧甲基纤维素钠(CMC)在铁矿球团粘结中的应用:生球强度与爆裂温度

发布日期:2026-10-11 11:28 浏览次数:

铁矿球团粘结剂加多少工业级羧甲基纤维素钠(CMC,Carboxymethyl Cellulose)?常规添加量为铁精粉质量的 0.10%–0.20%,与膨润土复配时取下限。在这个区间,CMC 可把生球抗压强度从约 8 N/个提升到 14–17 N/个、落下强度(0.5m 落下)从约 2 次提升到 5–7 次,同时提高生球爆裂温度、减少焙烧前碎裂。下面从粘结机理、推荐用量、替代对比、选型与故障排查讲清工业级 CMC 在铁矿球团里的用法。

CMC 在铁矿球团里起什么作用?

铁矿球团是把铁精粉滚动成小球再焙烧固结的工艺,核心难点是生球强度够不够、焙烧前碎不碎。工业级羧甲基纤维素钠(CMC)是一种水溶性阴离子纤维素醚,溶于水后形成高粘度胶体,在铁精粉颗粒间起桥联与成膜作用:一是把细粉颗粒黏结成球,提升生球抗压与落下强度;二是形成保水膜减缓水分迁移,让生球在干燥预热段不易爆裂;三是胶体网络改善颗粒间接触,焙烧后有助于固结。聚隆纤维素的工业级 CMC 在多家球团厂用作膨润土减量或替代组分,效果稳定。

CMC 在铁矿球团中的粘结机理示意图

图1:CMC 在铁矿球团中的粘结机理示意图

球团粘结剂加多少 CMC 合适?

铁矿球团用 CMC 推荐添加量为铁精粉质量的 0.10%–0.20%,以 0.15% 作为首次小试基准;与膨润土复配时取 0.10% 下限,靠膨润土补足焙烧固结,CMC 专攻生球强度与爆裂温度。下表给出不同添加量下的典型表现(示意区间,具体随铁精粉粒度与水分调整)。超过 0.25% 后强度提升趋缓,反而增加成本并对造球水分敏感,一般不推荐。

CMC 能代替膨润土做球团粘结剂吗?

部分替代可以,完全替代要谨慎。膨润土廉价、能改善焙烧固结和高温强度,是球团的传统粘结剂;但它会带入SiO2、Al2O3,降低球团铁品位。工业级 CMC 的优势是添加量极小、几乎不降品位,且生球强度与爆裂温度提升明显。实际方案多为膨润土减量加 CMC 补强:把膨润土从 2%–3% 降到 1% 左右,用 0.10%–0.20% CMC 补足生球强度,既保品位又保强度。若铁精粉本身成球性差,则仍以膨润土为主、CMC 为辅。

球团用 CMC 选什么型号和粘度?

球团用工业级 CMC 通常选 2% 水溶液粘度 400–1200 mPa·s 的中高粘产品,粘度越高桥联越强、生球强度越好,但过高会难分散、易结团。取代度 DS 0.6–0.9、纯度较高的型号更利于在铁精粉表面均匀成膜。溶解上建议先配成 0.5%–1% 胶液再喷雾或泵入混料,比干混更均匀、鱼眼少。聚隆纤维素可提供球团专用 CMC 牌号,按铁精粉粒度和造球机类型匹配粘度。

不同 CMC 添加量下铁矿生球抗压强度与落下次数双轴对比图

图2:不同 CMC 添加量下铁矿生球抗压强度与落下次数双轴对比图

用了 CMC 生球还碎、焙烧还裂,常见原因?

CMC 解决的是粘结与保水,碎裂还可能来自别处:一是铁精粉粒度太粗或水分不当,造球不密实,CMC 补不了原料短板;二是 CMC 未充分溶解,颗粒团聚成胶疙瘩,反而成为应力点;三是干燥预热升温过急,即便有 CMC 保水,骤热仍会爆裂,应按工艺曲线控温;四是添加量低于 0.10%,强度本就不够。排查顺序:先确认 CMC 是否完全溶解、再看粒度水分与焙烧曲线,再上调 CMC 到 0.15%–0.20%。

工业级 CMC 与膨润土作球团粘结剂的功能对比图

图3:工业级 CMC 与膨润土作球团粘结剂的功能对比图

工业级 CMC 能用于铁矿球团吗?

可以,且冶金球团领域必须使用工业级。聚隆纤维素供应的工业级羧甲基纤维素钠(CMC)专为球团、冶金粘结设计,严禁食品级、医药级产品进入冶金产线。采购时应索取工业级检测报告,核对粘度、取代度与纯度,按批次留样,才能保证每批球团生球强度的稳定。

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