在矿球制备与冶炼过程中，高温环境（尤其是烧结阶段 1000-1300℃的高温）对粘合剂的耐热性提出严苛考验 —— 传统材料（如淀粉、膨润土）常因热分解或结构破坏导致

矿球开裂、强度骤降，而高粘聚丙烯酰胺凭借独特的分子设计与热稳定机制，成为高温场景下的理想选择。其耐热性研究不仅关乎矿球品质，更决定着冶炼效率与环保指标。

一、传统粘合剂的高温困局

高温对粘合剂的破坏主要体现在三个层面：

有ji材料热分解：淀粉、羧甲基纤维素钠（CMC）在 200℃以上开始脱水碳化，400℃时粘结膜wan全失效，导致矿球内部应力集中，烧结后裂纹率达 30% 以上；

无机材料晶型转变：膨润土中的蒙脱石层状结构在 800℃以上发生脱水收缩，层间作用力消失，粘结强度下降 60%，矿球易出现 “表面酥脆、内部疏松” 的缺陷；

水分快速流失：高温下粘合剂膜中的自由水剧烈蒸发，传统材料因缺乏弹性网络支撑，无法缓冲体积收缩，导致矿球内部产生直径 50-100 微米的微裂纹，减少冶金强度。

二、高粘聚丙烯酰胺的耐热性核心机制

高粘聚丙烯酰胺（分子量 1800 万 - 2500 万）的耐高温优势源于 “分子链热稳定化 + 界面化学键合” 双重作用：

1. 分子链的热降解抗性

其主链为碳碳单键（C-C）构成的饱和烃链，键能达 348kJ/mol，可耐受 300℃以上高温；酰胺基（-CONH₂）的热分解温度达 350℃，且通过控制水解度（20%-25%），使

羧基（-COO⁻）与矿粉表面金属离子（如 Fe³+、Ca²+）形成配位键，形成 “分子级锚点”，将聚丙烯酰胺链段固定在矿粉表面，避免高温下分子链的自由蠕动与解缠结。热

重分析显示，0.3% 添加量的高粘聚丙烯酰胺在 800℃时失重率仅 15%，显著低于淀粉（失重率 70%）。

2. 高温下的界面强化效应

当温度升到烧结区间（1000-1200℃），聚丙烯酰胺发生 “碳化 - 矿化” 转变：

低温阶段（200-600℃）：分子链脱水收缩，在矿粉颗粒间形成直径 1-2 微米的碳质桥联结构，暂时维持颗粒连接，为矿粉颗粒的初步烧结（颗粒间颈部生长）争取时间；

高温阶段（600-1200℃）：碳质桥联结构逐步氧化为 CO₂，但此时矿粉颗粒已通过粘合剂残留的极性基团（如羧基分解后的含氧官能团）形成化学结合，促进 Fe₂O₃、SiO₂等

矿物的固相烧结，使矿球的抗压强度在烧结后较传统粘合剂提高 20%-30%。

3. 复合体系的协同耐热性

与 1%-2% 膨润土复配时，高粘聚丙烯酰胺的分子链可穿插膨润土的层状硅酸盐结构，形成 “有ji - 无机杂化网络”：

聚丙烯酰胺的弹性链段缓冲高温下矿物膨胀产生的内应力（应变能力提高 40%）；

膨润土的耐高温骨架（熔点 1300℃以上）为碳化后的高分子残基提供支撑，避免结构坍塌，使矿球在 1200℃烧结后的气孔率减少 15%，致密度提高，抗渣侵蚀能力增强。

三、工业应用中的耐热性验证与优势

在铁矿球团烧结试验中，使用高粘聚丙烯酰胺的矿球表现出显著优势：

强度保持率：1000℃保温 2 小时后，抗压强度保持率达 85%（传统淀粉粘合剂仅 50%）；1200℃烧结后，球团抗压强度达 2500N / 个以上，满足高炉冶炼的高强度需求；

抗热震性：从 800℃骤冷到室温（模拟运输中的温度波动），裂纹发生率从传统工艺的 25% 降到 5% 以下，得益于分子链碳化后形成的微孔隙结构对热应力的分散；

环保合规性：高温下聚丙烯酰胺wan全分解为 CO₂和水，无硫、氮等有害气体释放，且残留灰分（主要为矿粉吸附的金属氧化物）与矿球成分一致，不影响冶金品位，契合 

“无废冶炼” 的环保趋势。

四、展望：高温场景下的粘结新范式

高粘聚丙烯酰胺的耐热性突破，不仅解决了传统粘合剂的高温失效问题，更开启了 “低温成型 - 高温协同” 的新路径：其在常温下通过分子网络实现gao效造粒，在高温下

通过化学键合促进矿物烧结，使矿球制备从 “依赖粘合剂物理粘结” 转向 “借助高分子引发矿物自粘结”。随着电炉炼钢、直接还原铁等高温工艺的普及，这种兼具低温韧

性与高温稳定性的粘合剂，正成为矿业加工应对极端工况的核心技术支撑 —— 在分子链的热稳定与界面反应中，藏着矿球穿越高温考验、保持品质稳定的终ji密码。