摘要     吸水率是球团用膨润土的重要指标，直接影响着造球效果和生球质量的稳定，但检测方法不同，具体指标差异较大。本文以钠基膨润土为例，通过对干基、湿基吸水率的对比研究和分析，确定膨润土水分直接影响着吸水率指标，并提出检测膨润土湿基吸水率的方法，应是最佳的吸水率测定方法；同时控制膨润土湿基吸水率指标的同时，可在一定程度上控制膨润土水分的升高。

关键词   吸水率  干基 湿基 测定 方法

1    前言

      膨润土作为球团生产中一种通用的粘结剂，能够有效改善物料的成球性能及生球、于球和焙烧球团的特性，尤其能够有效提高干球的爆裂温度。经过细磨的膨润土，本身具有极强的吸水性和比表面大，在有效改善造球物料的亲水性和比表面的同时，起着颗粒间分子力的传递作用，提高了物料颗粒间的粘结力，使生球得到较好的机械强度。

      评价膨润土质量常用的参数包括吸水率、胶质价、膨胀倍数、蒙脱石含量、阳离子变换容量和交换性金属阳离子、水分、粒度。其中，吸水率的大小反映了膨润土吸水后所产生胶体的多少，也即粘结力的大小，是球团用膨润土的重要指标，不仅直接影响着造球性能和生球质量的稳定，也直接关系到膨润土用量的有效降低。

2   膨润土吸水率指标基本的测定方法

2．1基本测定方法概况

    吸水率是指单位重量的膨润土能够吸收水分的量，以百分数表示。在国内，吸水率的测定方法有两种，一种是恩斯林法，一种是多孔砖(板)法，后者在美国称为Water absorption on porous plate。在球团行业，通常采用多孔砖法，该法具有仪器简单易得，操作方便，数据重现性好等特点。

2．2  多孔砖法具体的测定方法

      多孔砖法测定膨润土的吸水率，虽然各检验部门或球团企业具体的方法略有差异，但其核心的测定方法基本相同，即在规定时间内，一般以测定膨润土烘干后的吸水率为准。

    由于钙基膨润土和钠基膨润土的吸水速度不同，一般前者测定2小时的吸水率，后者测定20分钟的吸水率，最佳时间应结合工业生产中的从配料开始至造球使用的时间确定。钠基膨润土多孔砖法的吸水率测定基本方法为：

  ①把多孔吸水砖放入水箱中，用蒸馏水浸透。

  ②吸出水箱中部分水，使多孔砖上表面露出水面3±1mm。

  ③在完全润湿的砖面上放置一张定量滤纸，待滤纸完全润湿后称量，记为m₁，称重后的滤纸放回原来的位置。

   ④称取已烘干的膨润土试样2．00g(精确到0．01g)，均匀的撒在湿滤纸上，记下时间。

 ⑤静置20分钟，称取湿滤纸和吸水后土的总重，记为m₂。

 ⑥计算膨润土的吸水率。吸水率的计算公式为：

Wr(％)=(m₂－m_l－2)／2*100％。式中：

Wr(％)——吸水率，单位％；

m₁——湿滤纸重量，单位g；

m₂——湿滤纸和湿样品总量，单位g；

⑦为了降低吸水率的测定误差，一般采取几份试样吸水率的平均值的方法。

3    膨润土水分对吸水率的影响

    众所周知，原土性质是影响吸水率和吸水速度的主要因素，尤其是人工加碱钠化的膨润土，有些原土“砂”性大，吸水速度快，吸水率也比较高；有些原土“粘”性大，钠化后颗粒遇水后形成不透水膜，阻止水分向内部渗透，导致吸水速度慢，但这样的膨润土的饱和吸水率往往很高。在外观上，“砂”性土的颜色一般呈黄色、红色、粉色等，而“粘”性土通常呈白色、灰白色和绿色。

    目前，无论是“建材行业标准”，还是各球团企业，膨润土吸水率的测定方法基本检测烘干后的吸水率。而工业生产中，使用的是含有一定水分的膨润土，除原土性质对吸水率有重要影响外，其膨润土水分的高低是否对吸水率有影响，应引起各膨润土生产厂家，尤其是使用单位的高度重视，从而选取最适宜的检测方法。

3．1  膨润土烘干前后的吸水率对比分析

    为检验膨润土水分对吸水率指标的影响，以钠基膨润土为例，首先采用不烘干和完全烘干的方法，对膨润土吸水率指标进行检测分析(为分析方便，将不烘的膨润土称为湿基，将完全烘干的膨润土称为干基)。膨润土干基、湿基吸水率指标对比情况见表1。

    从表1可以看出，膨润土湿基的吸水率均不同程度地降低，且干基、湿基的吸水率存在较大差异，两者平均差值高达125．8％。为进一步检验干基、湿基吸水率指标的变化情况，反复进行了多次试验，膨润土水分在8—12％左右的情况下，也均得到了类似的结果。

3．2膨润土水分含量对吸水率指标的影响分析

    球团用膨润土品种，以吸收阳离子的种类划分，最常用的为钙基膨润土和钠基膨润土。膨润土水分含量一般为8—12％左右，为提高造球性能，膨润土水分含量的控制应尽量降低，但水分降低，会提高细粒度膨润土的流动性，因此，结合配加过程中均匀性控制等情况，膨润土应具有一定的水分含量，具体水分指标的控制各球团企业有所差异。

    膨润土加工过程中，受操作因素和烘干等过程的影响，不可避免地会存在水分波动的情况。通过对膨润土干基、湿基吸水率指标的对比试验，水分在8—12％左右的情况下，与干基相比，湿基的吸水率指标均大幅度降低，而膨润土水分的波动，是否直接影响吸水率指标的高低，需要进一步研究。

3．2．1  以表1中的数据，分析膨润土水分对湿基吸水率的影响

将表1中的数据，以水分指标升序排列后，对应的湿基吸水率情况见表2。

  为准确分析膨润土水分对湿基吸水率指标的影响，以表2的数据为准，进行趋势分析，见图1。

    从图1可以看出，当膨润土水分在11．2～12．7 %和12．9—13．8％的两个区间内，随着膨润土水分的增加，吸水率逐渐降低。其中膨润土在11．2—12．7％的范围内时，虽然水分高低差值仅为1．5％，但吸水率指标从413．5％，降低到341．3％，差距高达72．2％；膨润土水分在12．9—13．8％范围内，尽管水分的高低差值仅为0．9％，但吸水率从405．8％，降低到333．9％，差值高达71．9％。因此，通过对表1中的数据进行分析，膨润土水分直接影响着湿基吸水率，随着膨润土水分的升高，吸水率基本呈逐渐降低趋势。

3．2．2选取连续跟踪一个月的数据，分析膨润土水分对湿基吸水率的影响

      针对膨润土水分对湿基吸水率的影响，首钢球团厂自2006年四季度将检测膨润土干基吸水率的方法，改为检测湿基吸水率，即直接检测含有原始水分的吸水率。为进一步分析膨润土水分对吸水率指标的影响，选取2007年1月份的346个人工钠化膨润土的湿基吸水率数据，进行趋势分析，见图2。

     从图2可以看出，虽然膨润土水分对湿基吸水率指标的影响，并非为线性关系或有规律的曲线关系，但可以用回归分析的解析方法，将膨润土水分对吸水率指标的影响，确定为回归直线。整体分析，随着膨润土水分的逐步提高，其对应的吸水率指标呈逐渐降低趋势。

4   膨润土吸水率最佳的测定方法

  根据膨润土水分对湿基吸水率指标影响的分析，不仅膨润土水分对湿基吸水率指标有直接影响，而且随着水分的升高，湿基吸水率呈逐渐降低趋势。结合球团工业生产中直接使用湿基膨润土的实际情况，传统的检测膨润土干基吸水率的方法，实质上不能完全反应膨润土的质量，也不符合工业生产中的实际情况，此种检测方法不利于膨润土质量的稳定控制。因此，检测湿基吸水率的方法应是膨润土吸水率最佳的测定方法。

    检测澎润土的湿基吸水率,不仅能够完全与工业生产实际情况紧密结合，而且由于膨润土水分的升高，直接造成吸水率的降低，这样在控制膨润土湿基吸水率指标的同时，也就在一定程度上控制了膨润土水分的升高，从而利于造球操作的稳定。关于膨润土湿基吸水率的质量标准，可根据对比试验情况进行确定，目前首钢球团厂膨润土的湿基质量标准是在干基标准的基础上，降低90％。

5  结语

    ①吸水率是球团用膨润土的重要指标，不仅直接影响着造球性能和生球质量的稳定，也直接关系到膨润土用量的有效降低。

    ②为提高造球性能，膨润土水分含量的控制应尽量降低，但水分降低，会提高细粒度膨润土的流动性。

结合配加过程中均匀性控制等情况，膨润土应具有一定的水分含量。

    ③膨润土水分对吸水率指标的影响，并非为线性关系或有规律的曲线关系，但可以用回归分析的解析方法，将膨润土水分对吸水率指标的影响，确定为回归直线。

    ④膨润土水分对湿基吸水率指标有直接影响，随着水分的升高，吸水率呈逐渐降低趋势。

    ⑤检测膨润土干基吸水率的方法，不利于膨润土质量的稳定控制。

    ⑥检测膨润土湿基吸水率的方法，应是吸水率最佳的测定方法，控制湿基吸水率指标的同时，可在一定程度上控制膨润土水分的升高。