在如今环保要求日益严格的大背景下，开发环保型矿粉球团粘结体系对于矿物加工行业的可持续发展到关重要。高粘聚丙烯酰胺凭借其独特的分子结构和性能，在构建环保型

矿粉球团粘结体系中展现出了显著优势。

一、环保型粘结体系组成

1. 高粘聚丙烯酰胺主剂

高粘聚丙烯酰胺依据其离子特性，可分为阴离子型、阳离子型和非离子型。在矿粉球团粘结体系里，阴离子型高粘聚丙烯酰胺zui为常用。这是因为多数矿粉，如铁精矿、铜

精矿等，在水介质中表面会带有负电荷，阴离子型聚丙烯酰胺分子链上的酰胺基团以及羧基，能够与矿粉表面的金属离子或羟基通过静电作用、氢键及配位键等方式相结合

，从而实现对矿粉颗粒的有效吸附。并且，其长链结构可以在多个矿粉颗粒之间形成桥接，将分散的矿粉颗粒连接起来，进而构建起稳定的三维网络结构。

2. 辅助添加剂

无机添加剂：膨润土作为一种常见的无机添加剂，具有良好的吸水性和膨胀性。当它与高粘聚丙烯酰胺复配使用时，能吸收体系中的水分，形成凝胶状物质，填充于矿粉颗粒

的间隙之中，不仅增强了球团的致密性，还进一步提高了球团的强度。此外，碳酸钙在高温下会分解产生二氧化碳气体，这些气体在球团内部形成微小的气孔，有助于改善球

团的透气性，为后续的焙烧或冶炼过程创造有利条件。

有ji添加剂：淀粉类物质来源广泛且价格低廉，同时具备良好的粘结性。将其与高粘聚丙烯酰胺配合使用，淀粉分子可以与聚丙烯酰胺分子相互缠绕，形成更加复杂的网络结

构，显著增强粘结xiao果。此外，一些生物聚合物，如壳聚糖，因其具有生物可降解性，在满足粘结要求的同时，还能减少对环境的负面影响，符合环保型粘结体系的要求。

二、作用机制

1. 吸附 - 桥接作用

高粘聚丙烯酰胺分子链上存在大量的活性基团，这些基团能够迅速吸附在矿粉颗粒的表面。由于其分子链较长，一个聚丙烯酰胺分子可以同时吸附在多个矿粉颗粒上，就像一

座桥梁一样，将不同的颗粒连接起来，形成絮团。随着絮团的不断增多和相互交织，逐渐构建起三维网络结构，从而有效提高了矿粉球团的强度。

2. 增强界面结合力

在球团成型过程中，高粘聚丙烯酰胺会在矿粉颗粒的界面处形成一层具有一定厚度的吸附层。这一吸附层不仅能够减少颗粒之间的界面能，促进颗粒之间的相互融合，还可以

通过分子链的缠绕和化学键的作用，显著增强颗粒之间的界面结合力，使球团更加致密，强度更高。

3. 调控水分分布

高粘聚丙烯酰胺具有良好的保水性能，它能够在球团内部均匀地锁住水分，避免水分的过度流失或聚集。这种对水分分布的调控作用，保证了球团在成型和干燥过程中的稳定

性，有效防止了球团因水分不均匀而产生开裂等缺陷。

三、环保优势

1. 减少污染物排放

相较于传统的粘结剂，如膨润土用量较大时会导致球团中硅含量增加，在冶炼过程中产生大量的炉渣，而高粘聚丙烯酰胺用量少，能够有效减少球团中的杂质含量，减少炉渣

的产生量，从而减少了污染物的排放。此外，该粘结体系在焙烧过程中分解产生的气体主要为二氧化碳、水等无害物质，不会像一些含硫、含氮粘结剂那样产生二氧化硫、氮

氧化物等有害气体，对环境更加友好。

2. 可生物降解

部分高粘聚丙烯酰胺具有一定的可生物降解性，其在自然环境中能够被微生物分解为小分子物质，不会在土壤或水体中积累，减少了对生态环境的潜在危害。而且，当与生物

可降解的辅助添加剂配合使用时，整个粘结体系的生物可降解性能进一步提高，符合可持续发展的要求。

四、影响因素

1. 高粘聚丙烯酰胺的分子参数

分子量：分子量的大小直接影响着聚丙烯酰胺的粘结性能。正常情况下，分子量越高，分子链越长，其在矿粉颗粒之间形成的桥接作用就越强，球团的强度也就越高。然而，

当分子量过高时，聚丙烯酰胺的溶解性会变差，在体系中难以均匀分散，反而会影响粘结xiao果。因此，需要根据矿粉的性质和球团的要求，选择合适分子量的聚丙烯酰胺，

通常在 1200 - 2000 万之间较为适宜。

水解度：水解度反映了聚丙烯酰胺分子中羧基的含量。水解度适中的聚丙烯酰胺，既能保证其与矿粉颗粒之间有较强的静电作用，又能维持良好的溶解性和桥接能力。对于大

多数矿粉体系，水解度在 20% - 35% 之间时，粘结xiao果zui佳。

2. 添加剂的种类和用量

不同种类的辅助添加剂与高粘聚丙烯酰胺之间的协同作用xiao果存在差异。例如，膨润土的添加量过多会导致球团的透气性下降，而淀粉类添加剂的用量过大则可能使球团在

干燥过程中收缩率增加，容易产生裂纹。因此，需要通过实验优化添加剂的种类和用量，以达到zui佳的粘结xiao果。

3. 工艺条件

添加方式：高粘聚丙烯酰胺和辅助添加剂的添加顺序和方式会影响它们在矿粉体系中的分散xiao果和相互作用。例如，先将聚丙烯酰胺溶解在水中，制成均匀的溶液后再加入

矿粉中，能够使其更好地与矿粉颗粒接触，提高粘结xiao果。

成型压力和时间：适当提高成型压力和延长成型时间，可以使矿粉颗粒之间的接触更加紧密，增强聚丙烯酰胺的桥接作用和界面结合力，从而提高球团的强度。但过高的压力

和过长的时间会增加能耗和生产成本，需要在实际生产中进行合理优化。

五、应用实例

1. 铁精矿球团

在某钢铁企业的铁精矿球团生产中，采用了高粘聚丙烯酰胺与膨润土复配的环保型粘结体系。具体配方为：高粘聚丙烯酰胺（分子量 1500 万，水解度 30%）用量为 0.15%

，膨润土用量为 1.5%。通过这种粘结体系制备的铁精矿球团，生球落下强度达到了 10 次 / 0.5m 以上，抗压强度超过 1500N / 个，满足了生产要求。在焙烧球团的过程中

，由于球团中的杂质含量较低，炉渣产生量减少了约 10%，同时二氧化硫等有害气体的排放也显著减少。

2. 铜精矿球团

某铜冶炼厂在铜精矿球团生产中，使用了高粘聚丙烯酰胺与淀粉复配的粘结体系。其中，高粘聚丙烯酰胺（分子量 1800 万，水解度 25%）用量为 0.2%，淀粉用量为 0.5%

。应用该粘结体系后，铜精矿球团的生球质量得到了明xian改善，在运输和储存过程中的抗粉化能力增强。在后续的冶炼过程中，球团的反应活性提高，铜的回收率也有所提

高。

综上所述，高粘聚丙烯酰胺的环保型矿粉球团粘结体系具有显著的优势，在矿物加工行业中具有广阔的应用前景。通过进一步优化体系组成和工艺条件，有望推动矿物加工行

业向更加绿色、gao效的方向发展。