研究表明人工磁铁矿在成球性、生球性能及成品球性能均优于天然磁铁矿,但是由于人工磁铁精矿表面活性强,亲水性好且表面多孔,导致人工磁铁矿易吸水,生球水分含量高,难以脱除。其次,这也影响其爆裂温度,使得人工磁铁矿生球爆裂温度远低于天然磁铁矿。人工磁铁矿生球的爆裂温度在280℃⁵00℃范围内,而天然磁铁矿生球爆裂温度一般高于600℃,而爆裂温度又制约着生球干燥过程,使得生球干燥过程缓慢,严重影响生产效率。以福建人工磁铁矿为原料,首先探索其成球性能及生球质量,生球性能的好坏对生球干燥有一定影响,因此必须采用其最佳成球条件。其次研究了人工磁铁矿球团干燥过程及干燥动力学,通过与天然磁铁矿球团干燥对比,分析了人工磁铁矿干燥机理,为人工磁铁矿球团干燥热工制度的选取提供理论依据。试验确定了最佳的造球工艺参数,采用正交试验方案探索各试验条件对人工磁铁矿干燥的影响,通过对干燥试验结果进行分析,介质温度和介质流速对干燥时间存在显著作用,提高介质温度和介质流速均能加快干燥进程,但是过高的介质温度和介质流速会导致球团爆裂;而生球直径对干燥时间的影响并不是很明显;其次,介质温度与介质流速之间存在交互作用,即不同介质温度下改变介质流速对试验结果有不同的影响,由于生球直径本身影响较小,因此与其相关的交互作用可忽略不计。干燥过程中主要是球团中物料和和水与介质之间的热质传递,很难直观的定量分析,只能间接通过某些介质表征,干燥动力学的模型也较多,通常以水为介质来表征。通过理论分析,修正Page模型(Ⅲ)作为半经验模型能够很好的解释人工磁铁矿矿的干燥过程,由此推导出人工磁铁矿干燥动力学方程为MR=aexp(-ktⁿ),参数分别为:a=0.9997+2.0105×10^-11T³+9.9810×10^-27T ⁹k=0.021+3.0105×10^-9T³+2.0010×10^-25T⁹+3.3222×10^-4TV-1.7475×10^-13T⁴V⁴+6.1720×10^-22T⁷V⁷+3.5318×10^-4V³+4.4055×10^-6V⁹-8.0117×10^-6L³+2.0013×10^-13L⁹n=1.53+1.1008×10^-9T³+1.601×10^-25T⁹+7.0686×10^-5TV-7.4895×10^-14T⁴V⁴+1.4989×10^-22T⁷V⁷+1.7659×10^-4V³+3.0838×10^-6V⁹-3.0012×10^-6L³+2.0001×10^-14L⁹经过验证,人工磁铁矿干燥动力学方程计算值与实测值吻合度较高,通过函数表达式,能准确预测任意时刻人工磁铁矿球团水分比的变化。干燥机理分析表明,人工磁铁矿球团干燥分为三个阶段,首先是升速阶段,该阶段持续一段时间后进入恒速阶段,通常恒速阶段持续时间较短,尤其高温条件下,然后进入降速干燥阶段,这一阶段持续时间相对较长,因此决定生球干燥速率快慢的因素主要是降速干燥阶段即球团分子水的脱除。与天然磁铁矿相比,人工磁铁矿粒度较细,形状不规则且多孔,比表面积较大,表面的不饱和键较多,导致人工磁铁矿亲水性较强,生球水分较高,尤其是分子水较高,在干燥过程中难以脱除,且容易导致球团爆裂。