بنتونیت گندله سازی

روش کنونی گندله سازی کنسانتره سنگ آهن در سال 1950 توسعه یافت که طی آن از بنتونیت به عنوان چسباننده آزمایشی استفاده شد و از آن زمان به دلیل اثر بخشی و هزینه نسبتاً کم، قابل قبول ترین اتصال دهنده باقی مانده است.

همانطور که در توضیحات بنتونیت ریخته گری دیدیم بنتونیت در قالب سازی و ریخته گری به عنوان یک ماده افزودنی چسبنده شناخته شد. همچنین در گندله سازی سنگ آهن به طور گسترده­­ای مورد استفاده قرار می­گیرد به طوری که بیشتر کارخانه­های گندله سازی بنتونیت را به عنوان اتصال دهنده اصلی مصرف می­کنند. این ماده معدنی تیزوتروپیک که به عنوان یک ماده افزودنی، به گندله ها خواص مد نظر را می­دهد، قیمت کمی دارد و از رفتار متالوژیکی (فلزی) گندله کم نمی­کند. با این وجود مقدار چسبانندگینسبتا زیاد است.  از طریق این فرآیند، سنگ آهن ریز به گندله­های کروی تبدیل می­شود که مناسب برای استفاده به عنوان ماده خوراک در کوره­های ذوب آهن (کوره بلند) برای تولید چدن خام یا در تولید آهن اسفنجی (DRI) است.

با توجه به فضای رقابتی و رشد بالا در صنعت گندله سازی، بهینه سازی انتخاب اتصال دهنده (چسباننده) توجیح اقتصادی دارد.

بنتونیت به عنوان اتصال دهنده عمل می­کند و کیفیت آن  می­تواند به میزان قابل توجهی بر مسائل مالی کارخانه گندله­سازی و همچنین کاربر نهایی (کوره ذوب آهن) تاثیر بگذارد.

از مدل اقتصادی می­توان برای بهینه سازی انتخاب و استفاده از اتصال دهنده استفاده کرد. این مدل به داده­های آزمایشگاهی و کارخانه­ای و همچنین درک درست از عملکرد گندله سازی نیاز دارد.

بنتونیت عمدتا برای بهبود قدرت فشرده سازی خشک گندله متراکم شده آهن بکار می­رود تا بتواند تحت فرآیندهای از جمله استخراج آهن از سنگ آن (که با گرما و ذوب شدن همراه است) بدون آسیب جدی باقی بماند. Ball و همکارانش (1973) نشان دادند که بنتونیت تاثیرهای زیر را دارد:

بنتونیت رطوبت را جذب می­کند و اجازه می­دهد که ماده ورودی به دستگاه با رطوبت بالاتر تبدیل به گندله شود. تغیرات رطوبت را می­توان با تغییر دادن دوزهای بنتونت برطرف کرد.

زمانیکه بنتونیت با کنستانتره سنگ آهن مخلوط می­شود مرطوب شده و لایه­های بنتونیت گسترش یافته و پراکنده می­شود، هنگامی که کاتیون­های قابل تبادل بین لایه­ای آبرسانی می­شوند ماتریکسی ایجاد می­شود که در آن ذرات سنگ آهن به هم متصل می­شوند.

درهنگام معلق بودن (غرق شدن) گندله­ها با بهم پیوستن لایه­های ذرات تشکیل می­شوند، که به وسیله وزن دیگر گندله ها به شکل کروی فشرده می­شوند. بنتونیت به خوبی پراکنده شده و توضیع یکدستی از رطوبت در تمام گندله حفظ می­کند.

در هنگام خشک شدن، بنتونیت سرعت خشک شدن را زیاد می­کند اینگونه که یک مسیر برای حذف رطوبت فرآهم می­آورد.

نسبت مخلوط کردنبر اساس کیفیت و ظرافت سنگ معدن است. کیفیت آب، ظرافت سنگ معدن بر عملکرد بنتونیت تاثیر می­گذارد.