在矿物加工领域，矿粉成型技术的革新对资源gao效利用与绿色生产到关重要。高粘聚丙烯酰胺（HPAM）凭借独特的分子链特性，通过与传统粘结剂的协同作用，为矿粉粘

结剂性能优化提供了创新路径。

一、协同作用机制解析

分子链网络增强

HPAM 的线性分子链（Mw=10⁶-10⁷Da）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。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，在矿粉颗粒间形成三维缠结网络，使体系粘度提高到 8000-12000mPa・s。

界面化学协同

HPAM 与膨润土复配时，通过静电作用形成聚电解质复合物。zeta 电位测试显示，复合物等电点从 pH4.2 移到 pH5.8，膨润土晶片间距从 1.2nm 扩展到 2.8nm，增强颗粒

间的物理嵌合。

胶体稳定性调控

HPAM 与硅酸钠复配时，硅酸根离子与 HPAM 分子链上的酰胺基团反应生成聚硅酸酯，形成双重交联网络。流变测试显示，复合体系的弹性模量（G'）达 1.5×10⁴Pa，比

单一 HPAM 体系提高 60%。

二、协同复配技术优化

二元复配体系

HPAM / 膨润土：质量比 1:5 时，生球抗压强度从 800N / 球提高到 1500N / 球，抗爆裂温度从 450℃提高到 600℃，HPAM 用量减少 30%。

HPAM / 硅酸钠：质量比 2:1 时，球团焙烧后抗压强度达 2200N / 球，比单一 HPAM 体系提高 47%，同时改善高温还原性。

三元复合体系

HPAM / 木质素磺酸钙 / 羧甲基纤维素（CMC）按 3:1:1 复配，可使含锌除尘灰球团锌回收率从 75% 提高到 88%，同时减少粉尘排放 40%。该体系通过静电吸附、疏水缔

合与氢键协同作用，实现多组份协同增效。

环境响应型复配

在含硫矿粉（pH4.5-5.0）中，采用 pH min感型 HPAM 与铝酸钠复配，通过 pH 调控实现粘结强度动态优化。实验表明，改性体系在 pH5.0 时生球抗压强度达 1200N / 球

，比普通 HPAM 体系提高 25%。

三、工业应用实践

铁矿粉冷压球团

某钢厂采用 HPAM / 膨润土复配粘结剂（质量比 1:3），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，远高于膨润土球团的 1500N / 球。

含锌除尘灰处理

在转底炉处理含锌除尘灰时，HPAM 与木质素磺酸钙复配（质量比 3:1）可使锌回收率从 75% 提高到 88%，同时减少粉尘排放 40%。该技术已在首钢、鞍钢等企业实现工

业化应用，年处理量达 10 万吨。

尾矿资源化利用

某磷矿尾矿（-200 目占 90%）采用 HPAM/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，实现尾矿综合

利用率 95% 以上。

高粘聚丙烯酰胺通过与传统粘结剂的协同作用，为矿粉粘结剂性能优化提供了gao效、环保的解决方案。其分子链网络增强、界面化学协同与胶体稳定性调控的三重机制，正

推动矿业向资源gao效利用与绿色生产方向发展。未来研究将聚焦于生物基改性、纳m复合技术及智能响应体系的开发，以应对可持续发展需求。