高粘聚丙烯酰胺（PAM）在矿粉球团中实现 “高强度粘结” 的核心，源于其分子链的精准设计与动态功能调控。这种从 “分子级桥联” 到 “宏观结构强化” 的过程，本质

上是通过化学吸附、物理交联与工艺协同，构建了三维立体的粘结网络。

一、分子级粘结：从 “单点吸附” 到 “立体桥联” 的质变

官能团的靶向锚固作用

高粘 PAM 分子链上的酰胺基（-CONH₂）与矿粉表面羟基（-OH）形成氢键，如同 “分子胶水” 将颗粒初步黏结；而羧基（-COOH）则与矿粉中的金属离子（如 Fe³⁺、

Ca²⁺）发生配位吸附，形成化学锚定点。这种 “氢键 + 配位键” 的双重作用，使 PAM 分子链在矿粉颗粒间形成多点桥联结构，相较于传统粘结剂的单一物理吸附，粘结力

提高 3-5 倍。

分子链的 “纳m级绳索” 效应

高粘 PAM 的高分子量（通常＞1800 万）使其分子链在溶液中呈舒展的线性结构，如同 “纳m级绳索” 缠绕矿粉颗粒。当水分蒸发时，分子链从自由卷曲状态逐渐收紧，在

颗粒间隙形成张力支撑网络，这种 “物理缠绕 + 化学锚固” 的协同作用，直接赋予球团初始成型强度。研究表明，PAM 分子量每增加 200 万，球团生球强度可提高 15%-

20%。

二、动态交联：烘干过程中的 “强度进阶密码”

温度触发的网络固化

低温阶段（50-80℃）：水分快速蒸发，PAM 分子链间的氢键与疏水基团（如长链烷基）发生热ji活缔合，形成初步物理交联节点，球团强度从生球的 5N / 个跃升到 8-10N

 / 个。

中温阶段（100-150℃）：分子链上的羧基与矿粉金属离子发生脱水缩合反应，形成不可逆的化学交联键，同时剪切定向排列的分子链（造球时搅拌诱导）在此阶段被 “热固

定”，形成各向异性增强骨架，抗压强度突破到 15-20N / 个。

高温阶段（200℃以上）：矿粉颗粒表面局部熔融，与 PAM 交联网络形成 “无机 - 有ji互穿结构”，zui终使烘干球团强度达到 150-200N / 个，较传统膨润土粘结剂提高 1

-2 倍。

水分梯度的调控艺术

烘干过程中，内部水分的均匀散失是避免开裂、提高密实度的关键。高粘 PAM 的高分子链具有保水 - 释水双重特性：初期通过分子链水合作用锁住水分，避免表面过快干燥

；中后期随温度升高，水分沿分子链通道有序排出，使球团内部形成致密的交联网络，抗冲击强度提高 40% 以上。

三、工艺协同：从 “经验控制” 到 “精准设计” 的跨越

溶解工艺的 “秒溶技术” 支撑

高粘 PAM 通过高速剪切溶解与分散剂复配（如尿素、无机盐），在 30 秒内实现分子链wan全舒展，避免传统粘结剂的 “抱团” 现象，确保矿粉颗粒表面均匀包覆。工业

实践表明，该技术可使 PAM 有效利用率从 60% 提高到 90% 以上。

造球过程的 “剪切 - 取向” 强化

在造球机的机械剪切力作用下，PAM 分子链沿剪切方向定向排列，形成 “分子钢筋” 结构。这种剪切诱导取向使球团内部颗粒间的粘结力从 “无序缠绕” 转变为 “有序支

撑”，横向抗压强度较随机排列提高 30%，纵向强度提高 50%，显著增强球团的抗跌落性能（0.5m 高度跌落次数从 3 次提高到 8 次以上）。

配方优化的 “功能化设计”

离子型匹配：针对铁矿粉（正电荷表面）使用阴离子型 PAM，通过静电排斥避免分子链蜷缩；针对铜矿粉（负电荷表面）使用阳离子型 PAM，强化静电吸引作用。

复配改性：引入纳m SiO₂、木质素磺酸盐等助剂，与 PAM 形成协同增强体系，在减少用量（0.5%-1.5%）的同时，使球团强度提高 20%-30%。

四、颠覆传统的核心优势

相较于膨润土等传统粘结剂，高粘 PAM 的 “高强度密码” 在于：

作用机制升级：从依赖颗粒间物理填充的 “被动粘结”，转变为分子链化学交联的 “主动强化”；

性能突破：用量减少 60%-80%（仅为膨润土的 1/5），但球团强度提高 1 倍以上，且抗高温爆裂温度从 400℃提高到 550℃；

绿色转型：无杂质引入（传统粘结剂含 20%-30% 杂质），尾矿处理成本减少 50%，助力矿业实现 “降本 + 环保” 双目标。

高粘聚丙烯酰胺打造高强度矿粉球团的本质，是分子工程与工艺创新的深度融合。其通过精准调控分子链的吸附、交联、取向行为，在矿粉颗粒间构建了 “纳m级粘结桥 - 

微米级支撑网 - 宏观级强骨架” 的三级强化体系，实现了从 “粉尘团聚” 到 “硬核球团” 的质的飞跃。这一技术不仅重塑了矿粉造球的生产逻辑，更推动了矿业向gao效

、绿色、智能化的未来迈进。