一、高粘聚丙烯酰胺在矿粉球团中的粘结原理

1. 吸附 - 桥联作用

高粘聚丙烯酰胺分子链含有大量酰胺基团与羧基，在水溶液中，这些极性基团会电离或与水分子形成氢键，使分子链伸展。矿粉颗粒表面通常带有电荷，存在大量活性位点，

聚丙烯酰胺分子通过静电作用、氢键及配位键等方式，快速吸附在矿粉颗粒表面。由于其分子链较长，一个聚丙烯酰胺分子可同时吸附在多个矿粉颗粒上，在颗粒间形成 

“桥梁”，将分散的矿粉颗粒连接起来，形成絮团结构。随着絮团不断增多、相互交织，逐渐构建起稳定的三维网络，极大地增强了球团内部颗粒间的连接，提高了球团的初

始强度。

2. 强化颗粒界面结合

在球团成型过程中，高粘聚丙烯酰胺会在矿粉颗粒界面处形成一层具有一定厚度的吸附层。这一吸附层减少了颗粒间的界面能，促进颗粒间的相互融合。同时，聚丙烯酰胺分

子链通过缠绕、化学键合等作用，显著增强了颗粒间的界面结合力，使球团内部结构更加致密，进一步提高球团强度，为后续冶金过程奠定良好的物理基础。

二、高粘聚丙烯酰胺对球团粘结强度与冶金性能的影响

1. 对粘结强度的影响

高粘聚丙烯酰胺的添加量、分子量及水解度等参数，对球团粘结强度有显著影响。在一定范围内，随着添加量增加，球团内部形成的桥联结构增多，粘结强度提高。然而，当

添加量超过一定阈值时，过多的聚丙烯酰胺会在球团内形成黏稠的团聚体，阻碍颗粒间的紧密接触，导致球团强度下降。分子量较高的聚丙烯酰胺，分子链较长，能在颗粒间

形成更强的桥联作用，提高球团强度。但分子量过高，会影响其在水溶液中的溶解性能与分散均匀性，反而不利于球团强度的提高。水解度适中的聚丙烯酰胺，既能保证与矿

粉颗粒间有较强的静电作用，又能维持良好的溶解性和桥联能力，对提高球团粘结强度zui为有利。

2. 对冶金性能的影响

还原性：高粘聚丙烯酰胺在球团焙烧过程中会分解，形成一定的孔隙结构。适量的聚丙烯酰胺分解后，在球团内部留下的孔隙，有助于气体在球团内的扩散，增加球团与还原

气体的接触面积，从而提高球团的还原性。但如果聚丙烯酰胺添加量过多，分解后产生的孔隙过大或过多，会破坏球团的结构完整性，导致球团在还原过程中粉化，减少其冶

金性能。

软化熔融性能：高粘聚丙烯酰胺的添加会改变球团的矿物组成和微观结构，进而影响球团的软化熔融性能。合适的添加量和工艺条件下，聚丙烯酰胺有助于优化球团的软化温

度区间和熔融特性，使球团在高炉内具有良好的透气性和熔滴性能，促进冶炼过程的顺利进行。但不合理的添加可能导致球团过早软化或熔融，影响高炉内的料柱透气性，阻

碍冶炼过程。

三、粘结强度与冶金性能协同优化

1. 优化高粘聚丙烯酰胺参数

精准调控添加量：通过实验设计与数据分析，针对不同种类的矿粉，确定高粘聚丙烯酰胺的zui佳添加量。采用响应面分析法等优化方法，综合考虑球团粘结强度、还原性、

软化熔融性能等指标，建立数学模型，精zhun计算出在不同条件下聚丙烯酰胺的zui优添加量，实现多性能的协同优化。

合理选择分子量与水解度：根据矿粉的特性，选择合适分子量和水解度的高粘聚丙烯酰胺。对于细粒级矿粉，因其比表面积大，需要较长分子链的聚丙烯酰胺来形成有效的桥

联结构，可选择分子量较高的产品；对于表面电荷特性特殊的矿粉，通过调整水解度，增强聚丙烯酰胺与矿粉颗粒间的相互作用，提高球团的综合性能。

2. 复合添加剂协同作用

将高粘聚丙烯酰胺与其他添加剂复配使用，发挥协同效应。与膨润土复配时，膨润土的吸水膨胀特性可填充球团内部孔隙，增强球团的致密性，与聚丙烯酰胺的桥联作用相互

配合，提高球团强度。同时，在焙烧过程中，膨润土的存在有助于稳定球团结构，减少因聚丙烯酰胺分解而导致的球团结构破坏，保证球团的冶金性能。与一些含有特定元素

的添加剂复配，如含硼、含镁添加剂，可改善球团的高温性能，进一步优化球团的冶金性能。

3. 优化球团制备工艺

改进成型工艺：采用合理的成型方式，如高压成型、等静压成型等，提高球团的初始密度，增强颗粒间的接触，为聚丙烯酰胺的桥联作用提供更好的基础。同时，优化成型过

程中的压力、时间等参数，确保聚丙烯酰胺在球团内均匀分布，充fen发挥其粘结作用。

精准控制焙烧工艺：根据球团的组成和添加的高粘聚丙烯酰胺特性，精zhun控制焙烧温度、升温速率、保温时间等参数。在保证聚丙烯酰胺充fen分解，形成有利于冶金性能

的孔隙结构的同时，避免球团因焙烧不当而出现强度下降、结构破坏等问题，实现球团粘结强度与冶金性能的协同提高。