在矿业绿色转型背景下，传统矿粉粘结剂（如膨润土）的高污染、低效率问题亟待解决。高粘聚丙烯酰胺（HPAM）凭借分子工程与绿色制造技术，成为替代传统粘结

剂的理想选择。

一、环保替代的核心优势

生物降解性突破

通过接枝壳聚糖片段，HPAM 生物降解率从 35% 提高到 68%，远高于传统膨润土（不可降解）和水泥（微降解）。欧盟 ECOCERT 认证显示，改性 HPAM 在自然环境中 6 

个月内可分解为 CO₂和水。

碳排放与能耗减少

生物发酵法生产 HPAM 能耗较传统工艺减少 40%，吨产品碳排放减少 35%。某钢厂使用 HPAM 替代膨润土后，年碳排放量减少 1.2 万吨，相当于种植 6.5 万棵树的碳汇能

力。

重金属污染控制

HPAM 分子链可螯合矿粉中的重金属离子（如 Pb²⁺、Cd²⁺），形成稳定络合物。淋溶实验显示，含 HPAM 的球团在酸性雨水（pH4.0）中重金属浸出量减少 70%，符合欧

盟 RoHS 指令要求。

二、替代传统粘结剂的技术机制

gao效粘结网络构建

HPAM 的线性分子链（Mw=1200-1800 万 Da）通过酰胺基团与矿粉表面羟基形成氢键，同时与金属离子（Fe³⁺、Ca²⁺）发生配位吸附，在颗粒间形成三维缠结网络。动态

光散射实验显示，0.2% HPAM 溶液中分子链均方回转半径达 180nm，生球抗压强度达 1200-1500N / 球，远超膨润土球团（800N / 球）。

界面协同强化

与植物胶复配：HPAM / 黄原胶（质量比 2:1）体系通过疏水缔合作用，使球团抗爆裂温度从 450℃提高到 600℃，同时减少 HPAM 用量 30%。

纳m复合改性：与蒙脱土纳m片层复合后，拉伸强度提高到 35MPa，抗渗水性提高 50%。

智能响应调控

pH min感型 HPAM 在弱酸性矿粉（pH5.0-5.5）中动态调整粘结强度，较传统粘结剂适应性提高 40%。某铜矿应用显示，改性 HPAM 使生球抗压强度在 pH 波动 ±0.5 范

围内保持稳定。

三、工业应用实践

铁矿粉冷压球团

某钢厂采用 HPAM 替代膨润土，球团品位从 58.6% 提高到 61.2%，焦比减少 8%，吨钢成本减少 35 元。工业试验显示，添加 0.15% HPAM 的球团在 1000℃焙烧后抗压强

度达 2200N / 球，比膨润土球团提高 47%。

含锌除尘灰处理

在转底炉工艺中，HPAM 与木质素磺酸钙复配（质量比 3:1）使锌回收率从 75% 提高到 88%，同时减少粉尘排放 40%。该技术已在首钢、鞍钢实现年处理量 10 万吨，年创

效 2000 万元。

尾矿资源化利用

某磷矿尾矿（-200 目占 90%）采用 HPAM / 羧甲基纤维素（CMC）复合粘结剂（质量比 1:1），压制成型率达 98%，烧结后抗压强度 1800N / 球，成功替代部分天然磷矿

石，年减少尾矿堆存 8 万吨。

高粘聚丙烯酰胺通过生物基改性、智能响应及纳m复合技术，成功实现对传统矿粉粘结剂的环保替代。其在减少碳排放、控制污染、提高资源利用率方面的显著优势，正推动

矿业向绿色循环方向发展。未来研究将聚焦于 CO₂矿化固定、光降解材料及生物合成技术，以构建可持续的矿业粘结体系。