矿粉中的四种水分对球团生产的影响(3)

根据毛细水与颗粒的相对位置可将毛细水分为触点状毛细水、蜂窝状毛细水和饱和毛细水。触点状毛细水是指当两颗粒接触时在接触点附近存在的水分，当两颗粒相互接触后周围存在半封闭的空间，而空间相对狭小，有毛细水存在的前提条件，因此，在该区域容易出现毛细水的聚集，此时的毛细水存在一定的间断性，为不连续的集合体。见图5，两球型颗粒接触点为A，在点A上下各形成一定的接触式毛细水，由于毛细水存在表面张力作用，使得在毛细水上表面出现一定的凹液面，称为弯液面。弯液面存在一定的曲率半径，与颗粒表面和空气性质有关，而接触点到曲率半径最低点的距离称为触点水环半径，数值越大，触点状毛细水的含量越大。弯液面所对的圆心角用θ表示，θ越大，两颗粒的接触力越大，宏观表现形式为生球强度增加。

图5 触点状毛细水的参数

当两接触的颗粒逐渐分离时接触点消失，被分离的接触状毛细水重新变为连续的水体，当两颗粒间距小于1 mm 且中间充满水分时，称为蜂窝状毛细水，两颗粒之间的空间称为毛细管。毛细水可在毛细管内自由移动，也可传递某些力的作用，蜂窝状毛细水同样存在弯液面，由于表面张力的作用弯液面存在自发缩小的趋势，因此在蜂窝状毛细水的上表面会产生一定的聚合力，聚合力的作用使得两颗粒逐渐靠拢，而在毛细管内部，由于聚合力的作用使得两颗粒对毛细管产生压力，促使毛细管变窄，这个力称为毛细压力。在聚合力的作用下，颗粒之间的粘结力更强，促使颗粒形成更大的集合体。

饱和毛细水是指两颗粒间毛细水达到理论的最大值，此时两颗粒之间的距离称为极限距离，当继续增大距离时毛细水现象被破坏，成为彼此分离的自由水，球团工艺中各物质的最大毛细水见表1。当物质达到最大毛细水时彼此之间也存在一定的粘结力，但是此时粘结力较小，完全由水分子的粘性提供，并非是成球过程的最佳状态，一般在触点状毛细水和蜂窝状毛细水时物质具有极强的成球性能和成球速度。

2.4 重力水特性

当颗粒达到最大毛细水后处于水分的饱和状态，继续增加水分则不能被毛细力束缚，只能在重力或压力差的作用下沿着颗粒表面或缝隙移动，这种水称为重力水或自由水。重力水完全表现为液态水的性质，如导电性、沸点、粘性、密度与普通水一致，重力水会产生一定的浮力且对接触的物质产生溶解的作用，会使得颗粒变的松散，因此，重力水对成球过程是有害的。在实际生产中会由于加水的不均匀性导致局部重力水的产生，会使得该区域泥化现象严重，随着造球的进行会产生大型颗粒或流动的泥浆，常见的处理措施是微调水分的添加量，使得后续物料对重力水产生稀释的作用，从而消除影响，或者直接取出少量泥化物质，重新分散或晾干后进入流程中。

3 结 语

总体来说，矿粉中的四种水分对球团生产有利的为薄膜水和毛细水，它们都有利于颗粒之间的聚集并提高颗粒群的强度；而吸附水属于固态水，对球团的成球无利也无害，但在干燥阶段会吸收一定的热量来进行相变转化；重力水完全属于有害水，在生产中要尽量减少其含量。一般在理想状态下，重力水的含量为零，毛细水、薄膜水和吸附水含量依次降低。

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