铁矿氧化球团强度高、粒度均匀、铁品位高,具有良好的冶金性能,能够改善高炉透气性,是高炉炼铁的精料。然而,常用的无机粘结剂膨润土由于烧失量低、Al、Si含量高,降低了成品球团矿的铁品位,不利于球团矿的提质降耗和高炉炼铁。论文在对羧甲基纤维素(CMC)、羧甲基淀粉(CMS)、纳米碳酸钙的物理化学性质深入研究的基础上,以有机物为粘结组分,纳米碳酸钙作为功能增强组分,配加少量分散剂,采用干法改性工艺制备了复合粘结剂。通过造球试验考查所制备的复合粘结剂粘结特性,探究复合粘结剂与铁精矿颗粒的作用机制。结果表明,配加0.5%CMS时,湿球落下及抗压强度分别为5.1次/0.5m、11.47N/个;预先将CMS溶解,以上指标有较小幅度提高;简单混合制备CCMS(质量比1:1),配加量为1.0%时,湿球落下及抗压强度达到6.4次/0.5m、12.72N/个。CCMS混磨干法改性试验表明,随混磨时间延长,湿球落下强度先上升后下降。添加剂对复合粘结剂粘结性能的影响试验表明,加入六偏磷酸钠,CMS与纳米碳酸钙间的相互作用提高,铁矿湿球落下强度提高了5.5次/0.5m,但混磨时间过长时,湿球强度均有所下降。配加0.15%CMC时,湿球落下强度及抗压强度分别为4.3次/0.5m、10.5N/个。配加简单混合制备的0.65%CCMC(CMC、纳米碳酸钙质量比为3:10),湿球强度提高1.2次/0.5m、2.2N/个。CCMC混磨干法改性试验表明,随混磨时间延长,湿球落下及抗压强度先上升后下降。添加剂对复合粘结剂粘结性能的影响试验表明,使用加入六偏磷酸钠混磨后的CCMC,湿球落下及抗压强度分别达到11.9次/0.5m、14.98N/个。随着混磨时间延长,湿球落下及抗压强度变化均较小,混磨作用对复合粘结剂影响减弱。单一有机粘结剂预热及焙烧试验表明,延长焙烧时间对球团抗压强度提升作用不大,预热及焙烧球强度不能满足指标要求。复合粘结剂球团预热及焙烧试验表明,添加纳米碳酸钙后,预热球抗压强度增加了150N/个~170N/个,焙烧球抗压强度提高了800N/个以上,均达到指标要求。六偏磷酸钠的加入,能够适当提高预热球的抗压强度,增幅在50N/个左右。采用XRD分析、激光粒度检测、SEM等分析技术对不同干法改性工艺制备的复合粘结剂进行了性能表征。结果表明,CMC取代度升高,有机物分子链中羧基增加,与纳米碳酸钙或铁精矿发生的吸附、键合作用增强,提高了湿球内部化学吸附作用能与内摩擦力,使湿球强度提高;采用FT-IR、SEM等分析技术对复合粘结剂、预热及焙烧球进行了检测,结果表明,复合粘结剂增加了渣键形成的活性位点,使预热球中微晶连接增多,矿粒棱角减少,颗粒排列紧密,进一步促进了Fe₂O₃再结晶的生长,使抗压强度得到提高。