铁矿球团膨润土的作用机理和发展方向
球团用复合膨润土试验分析
复合膨润土作铁矿球团粘结剂的试验与研究师连波建平华特北方化工有限公司辽宁建平 122431摘要:以建平钙基膨润土为基料,配加一定量的无机与有机物,中温混压粉碎,产出复合膨润土球团粘结剂,能有效的减少球团矿中粘结剂的配加量,提高球团矿的品位.关键词:复合球团粘结剂作用机理降低球团矿的配比提高球团品位近几年,随着我国经济结构的调整,加大基础设施的的投入,高速铁路,高速公路,民居工程的建设.使钢铁的需用量不断加大,同时使钢铁工业快速发展,这样钢铁公司的高炉迫切需要合理的炉料结构,来提高其产品质量,增加其产品产量。
而其中高炉炉料球团矿的质量起着主导作用。
因此,在球团的生产过程中，在保证球团强度的前提下，降低膨润土的加量，提高球团铁品位。
是各大钢铁企业球团厂研究的重中之重。
膨润土是一种粘结性很强的添加剂，国内外广泛采用膨润土作球团粘结剂。
但在我国球团生产过程中膨润土的配入量太高，其平均配入量在3%-4%左右，与国外低于1%的水平相比，有明显的差距。
因此，研究降低膨润土在球团中的配加量具有重要的现实意义①。
由于本厂主要膨润土产品就是用于生产球团矿用的冶金球团膨润土，主供方向是本溪与鞍山钢铁球团企业。
所以，就本厂复合膨润土产品做了祥细的试验与分析，并在本钢马耳岭球团厂做了多次生产性试验，取得了良好的实用基础。
1原料部分1.1膨润土的基本理化性能朝阳建平膨润土属沉积火山碎屑岩改造型.呈灰白色,致密块状,质纯,具蜡质光泽,粘结性,锯齿状断口.干燥后多呈不规则碎块.膨润土矿石的主要成分为钙质蒙脱石,一般含量在50%--75%.其它伴生杂质矿物主要为方英石,绿泥石,方解石,高岭石等.我们选取了具有代表性的两个矿料在辽宁地质三队进行了成分在辽宁省地质队分析本矿样蒙脱石的d001为13.9589A附近,属钙基蒙脱石.蒙脱石族矿物的d060峰是一个较重要的衍射峰,可根据其d值的大小来划分蒙皂石的类型.当d060在 1.490—1.510A时为二八面体蒙脱石类:当d060在1.530—1.550A时三八面体的皂石类.d060的差异主要是由八面体中镁离子对铝离子臵换引起的，镁离子对铝离子臵换的越多，d060越大，反之越小②。
膨润土应用于建筑材料的研究进展与展望
膨润土应用于建筑材料的研究进展与展望摘要：膨润土是由多种氧化物组成的，而其中最主要的成分是一种矿物质，蒙脱石。
由于膨润土的自身结构与特征，让它在市场上很受欢迎，它的存在有很大的价值，为我们提供了很多的帮助，在我们的生活中，一些建筑当中都会有它的存在，为我们的建筑事业提供了很大的便捷和帮助。
本文也讲述了膨润土的价值和对于以后我们要加强对它的研究。
关键词：膨润土建筑材料相关研究意见一·简单概括膨润土的基本作用膨润土的组成是一种特殊的岩石，这种岩石性质较软，是一种黏土岩，主要的成分是蒙脱石，而在这种岩石当中蒙脱石的含量，有大致百分之三十到九十之间的蒙脱石。
蒙脱石的结构，属于单斜晶系。
在蒙脱石当中，负电荷数量很大，和负电荷相比，正电荷的数目就很渺小，根据它的整体结构分析，蒙脱石就可以被当成一个大的阴离子，带有负电荷。
它的晶层间的阳离子，和它的晶体格架间，可以组成一个电偶极子。
此外，它的晶层间，结合力不是很强，所以，可以附着一些水分子，还有它的表面也是同样可以附着水分子的。
并且在晶格当中以—OH的结构生存。
因为蒙脱石在晶格内有阳离子，这样子的结构和这样的创造性，让蒙脱石有了很多种特性，同时，它作为膨润土的主要成分矿物，所以使得膨润土也拥有了相同的性质和特点。
二·建材行业种膨润土的作用与前景在建筑行业当中，膨润土的所需量还是很大的，例如需要防水作用的材料时、做墙体的材料、还有混凝土之类的材料等等，都需要膨润土的存在，以及一些具有新型的作用的材料当中，生产它们的时候，也都需要膨润土的存在。
所以接下来，我们就针对膨润土的应用现状做一些分析和讲解。
（一）·有防水作用的材料膨润土有吸水膨胀的性质，所以它可以用于防水之类材料的应用当中。
吸水之后的膨润土，因为膨胀的原因，可以将体型放大到从前的十至十五倍数，更有甚者可以放大到大致三十倍数。
而它之所以吸水放大的能力这样强，主要的原因有三点。
同时，膨润土是一种非常良好的材料，有机的膨润土可以进一步地让单体之类物进行反应，可以均匀地分配，在均匀的搭配过后，也可以加大稳定性和与聚合物的韧性，使加工性与防腐性结合，变成一种高强的新型材料。
膨润土对球团性能的影响
2. 原料性能与研究方法
本试验采用了四种不同化学成分的铁精矿：巴西矿、秘鲁矿、海南矿和广东矿。四种 铁精矿的化学成分见表 1。试验使用了钠基膨润土，钙基膨润土。其物化性能见表 2 和表 3。
* 基金项目：新世纪优秀人才支持计划项目（NCET-04-0748） -1-
矿种 TFe FeO SiO2
巴西矿 67.60 0.72 1.55 秘鲁矿 69.31 27.88 1.32 海南矿 63.19 2.32 7.05 广东矿 63.63 21.05 2.26
Cu P
S
Ig
0.003 0.06 0.01 0.68 0.008 0.05 0.12 0.45 0.003 0.04 0.16 0.62 0.004 0.04 0.01 1.05
膨润土种类 钠基膨润土 钙基膨润土
表 2 膨润土的化学成分/%
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MnO TiO2 K2O Na2O Ig 59.05 18.72 6.26 0.68 1.73 0.04 0.53 1.49 1.45 9.05 60.65 17.83 5.39 1.23 2.45 0.06 0.42 1.32 1.11 7.98
-2-
铁矿球团的行为。
互换阳离子
（有时可是铝离子）
图 1：膨润土的三元单元格。在单元格的两面都含有氧离子结构和碳氰化合物似的八面体， 它们其间还有两个四面体硅层结构镶嵌在六边的环状物中。 膨润土片晶 膨润土粒子
磁铁矿粒子
图 2：磁铁矿中的两种膨润土粘结机理。图 A 和 B 为分散机理。 S.K.KAWATRA 和 S.J.RIPKE 提出膨润土纤维结构的理论。图 3 表明：当膨润土被润湿后， 膨润土各层吸水膨胀，导致各层间的静电引力变弱；在压力、剪切力作用下，膨润土各片层 产生滑动，促使膨润土纤维结构形成。球团内部保持散状的膨润土，在足够的水分和压力、 剪切力作用下，产生了膨润土晶层滑动，促使纤维星散状结构的形成。纤维结构出现后，膨 润土的粘结效果得到明显提高，球团抗压和落下强度也得到明显的改善。
提高高炉炉料中球团矿配比,促进节能减排
提高高炉炉料中球团矿配比、促进节能减排（资料来源：冶金管理，王维兴）一、优化炼铁炉料结构的原则高炉炼铁炉料是由烧结矿、球团矿和块矿组成，各高炉要根据不同的生产条件，决定各种炉料的配比，实现优化炼铁生产和低成本。
世界各国、各钢铁企业没有一个标准的炼铁炉料结构，都要根据各企业的具体情况制定适宜的炉料结构，同时还要根据外界情况的变化，进行及时调整。
2017 年中钢协会员单位高炉的炉料中平均有13%左右的球团矿，78%烧结矿，9%块矿。
在高炉生产时，各企业要根据其具体生产条件下，实现科学高炉炼铁操作（满足炼铁学基本原理），完成环境友好、低成本生产的目的。
实现低成本炼铁的方法包括：优化配矿、优化高炉操作、设备维护完好、生产效率高。
而实现高产低耗就要高炉入炉矿含铁品位高，有优质的炉料，包括高质量烧结矿要实现高碱度（1.8-2.2倍）。
但炼铁炉渣碱度要求在1.0-1.1 倍，炉料就需要配低碱度的球团矿（或块矿）。
高炉生产实现低燃料比，要求原燃料质量要好（入炉铁品位要高、冶金性能好、低MgO 和Al2O3、低渣量、焦炭质量好、含有害杂质少等），成分稳定，粒度均匀等。
要实现资源的合理利用，就要合理回收利用企业内含铁尘泥等等资源。
建议将含有害杂质高的烧结机头灰、高炉布袋灰，加石灰混合，造球，干燥，给转炉生产用，切断炼铁系统有害杂质的循环富集。
此外，球团工艺相比烧结工艺具有一定的优越性：1）产品冶金性能一般来说，烧结矿综合冶金性能优于球团矿，因此，高炉炼铁炉料中以高碱度烧结矿（在1.8-2.2 倍）为主。
但是，炼铁炉渣碱度要求在1.0 左右，必须搭配一部分酸性球团矿，这样结构炉料的冶金性能才最优，使高炉生产正常进行。
球团矿的缺点是膨胀率高，易粉化。
目前，北美和欧洲一些高炉使用100%自熔性球团矿，冶金性能完全能满足高炉炼铁的要求，也取得了较好的高炉生产指标。
2）生产运行费用球团工序能耗是烧结的2/3，环保治理费用低，球团矿铁品位比烧结矿高5-9 个百分点（原料品位、碱度相同条件下），炼铁生产效益高10 元/t。
膨润土矿床成因类型及其应用分析
膨润土矿床成因类型及其应用分析膨润土矿是一种粘土类矿产，其成因类型多样，主要为火山沉积型、风化残积型及热液型。
膨润土具有膨胀性、离子交换性、悬浮性、分散性和亲水性等优良性能，广泛应用于工业、农业以及环境保护等领域。
标签：膨润土；蒙脱土；成因类型；应用领域1 膨润土矿床成因类型（1）火山沉积型。
包含三个亚型:陆相火山沉积、海相火山沉积及准平原胶体凝聚等亚型。
膨润土矿化的强弱取决于母岩的特点和沉积物本身的共生组合。
相应的碱性水介质条件对蒙脱石起着重要的作用。
该类型是膨润土矿的主要成矿方式，中国有广泛的分布，在储量上占据重要地位。
矿床产出时代主要为晚侏罗世和早白垩世，最老的产出时代是晚石炭世，例如新疆托克逊县柯尔碱膨润土。
较晚的是第三纪，例如广西宁明膨润土矿。
沉积环境多种多样，有浅海相（新疆柯尔碱矿床的下矿层）、牛轭湖相（四川三台矿）、河谷山麓相（广东高州、四川江油）、盐湖相（湖南澧县）等。
这种矿床层位稳定，呈层状、似层状，产状平稳。
陆相沉积亚型约为中国矿床数的60%，储量占70%左右。
有代表性的矿床产地有浙江平山、辽宁黑山、安徽新潭、甘肃红泉等。
准平原胶体凝聚亚型一般为小型矿床，集中在四川和江汉盆地，如三台、仁寿等。
海相沉积亚型规模大、品位较高，有首要的工业价值，代表性产地为新疆柯尔碱。
不同的成因及成矿母岩对伴生矿物有控制作用，与火山物质有关的膨润土矿石中伴有沸石，盆地形成的矿床多伴有可溶性盐类。
（2）风化残积型。
该类型是我国重要成因类型之一。
这种类型的膨润土矿层厚度大，层位稳定，质量较好，用途广泛。
成矿母岩为各种火山玻璃质熔岩和碎屑岩，经风化作用，残积物中富集蒙脱石，再经后期成岩作用而形成膨润土矿。
成矿在相对低温低压下进行。
矿化深度一般位于潜水面附近，从几十米至数百米深不等。
由于含可溶性阳离子的水由上往下渗透，因此剖面上部蚀变作用相对较强，矿化程度相对较高。
从上往下矿与母岩呈渐变关系。
地表附近的矿石属型以钙基膨润土为主，比较深部才有钠基膨润土。
膨润土及其在冶金球团中的应用
膨润土及其在冶金球团中的应用刘新兵博士二零零五年八月·北京膨润土及其在冶金球团中的应用刘新兵博士1、膨润土简介膨润土又称皂土、斑脱岩等，英文名为Bentonite ,是一种主要由SiO2和Al2O3组成的粘土岩。
关于膨润土的定义，1972年美国地质学家Grim在马德里国际粘土会议上认为：“膨润土是以蒙脱石类矿物为主要组分的岩石，是蒙脱石矿物达到可利用含量的粘土或粘土岩”。
大部分膨润土矿床是由火山物质在碱性条件下蚀变而来的。
天然产出的膨润土因含铁离子的原因而具有多种颜色，如白、黄、绿、红等。
从外表看，膨润土有泥状、砂状和致密块状等结构，密度为2g/cm3。
干燥的膨润土块放入水中，会膨胀、崩解、溃散，由崩解速度也可以区别膨润土原矿的属性和优劣。
自然界大量存在的是钙基膨润土，其次是钠基膨润土。
膨润土结构层间吸附的可交换阳离子为Ca+2时，称为钙基膨润土，为Na+时称为钠基膨润土。
这两种膨润土在性能上有很大的差别，钠基膨润土的膨胀性、吸水性、粘性都要好于钙基膨润土。
2、膨润土的矿物和化学特征2.1 蒙脱石的矿物特征膨润土的主要组成矿物是蒙脱石（Montmorillonite），是一种主要由SiO2和Al2O3组成的层状硅铝酸盐，其化学成分为：Na0.7(Al,Mg)4[(OH)4(Si,Al)8O20]﹒nH2O。
蒙脱石是属于2﹕1型结构的具有膨胀性的含水层状硅铝酸盐，其晶体结构单元为二层铝氧八面体中间夹一层硅氧四面体，许多结构单元层沿C轴堆积，形成蒙脱石的层状结构。
蒙脱石具有以下三个特征：（1）结晶程度差，颗粒细小，该矿物曾经被认为是微晶高岭石。
（2）2﹕1型结构中，四面体中的Si4+常被Al3+取代，八面体中的Al3+常被Mg2+、Fe2+、Zn2+等取代，因此产生层面负电荷。
为了达到电荷平衡，层间需要吸附阳离子，如Na+、Ca+2、Mg2+等。
这些阳离子可以相互交换，形成不同类型、不同性能的蒙脱石矿物，这是蒙脱石的最主要的特征。
铬铁精矿球团烧结工艺与机理_朱德庆
0731-88836942；E-mail: dqzhu@
1.5%(质量分数)、造球水分为 9.0%(质量分数)、造球时间为 12 min 的条件下，生球落下强度 5 次/(0.5 m)，抗压强
度 11 N/个，爆裂温度 480 ℃。优化的球团烧结工艺参数为：焦粉用量 7%(质量分数)(内配比例 30%)，烧结混合
料水分为 9.5%，料层高度为 650 mm，干燥温度为 300~350 ℃，干燥负压为 4 kPa，干燥时间为 3 min，点火温度
ZHU De-qing1, XIONG Shou-an2, ZHANG Hong-liang1, PAN Jian1
(1. School of Minerals Processing and Bioengineering, Central South University, Changsha 410083, China; 2. Chencao Iron Ore Mine, WISCO Minerals, Erzhou 436000, China)
第 41 卷第 5 期 2010 年 10 月
中南大学学报(自然科学版) Journal of Central South University (Science and Technology)
铬铁精矿球团烧结工艺与机理
Vol.41 No.5 Oct. 2010
朱德庆 1，熊守安 2，仉宏亮 1，潘建 1
1 实验
210993076_膨润土在铁矿球团中作用机理
土的粘接效果得到明显提高，从而促使球团的抗压和落下强度得到明显的提高。
在该机理中水和剪切力是膨润土分散和形成纤维结构必要条件。
该机理以后被引入解释球团粘接机理，并得到完善和验证[6-8,10]。
该理论被引入国内后[2,4]，在我国一直占有主导地位。
我国许多科研工作通过磨润试验，验证了在剪切作用下，膨润土可为球团提供强度[2,3]。
然而纤维粘接理论在解释球团膨润土作用中存在两个问题：①Wenninger最早的试验是在研究铸造中膨润土粘接铸造砂中发现的，而铸造成型工艺与铁矿球团工艺相差较大，铁矿球团造粒过程中远达不到铸造工艺中的剪切力强度，那么膨润土是否还可以形成图2的过程？②铸造膨润土用量要高于球团用量，如图1 照片中的膨润土用量6.0%，而较先进的球团工艺中，膨润土含量仅在0.5%～1%之间，如此少的膨润土是否可形成纤维网状结构？笔者认为纤维机理是正确的，但它不能完全解解膨润土在球团整个形成过程中的作用。
可以肯定的讲，膨润土对铁矿球团的粘接作用是多种作用的共同结果，在不同的成球阶段，膨润土的作用也不尽相同。
2 膨润土在球团中的作用机理铁矿球团制备过程中经历三个阶段：造球(湿球/生球)→干燥和预热(干球)→焙烧。
在这三个阶段中，膨润土所起的作用也不完全相同。
2.1 造粒(湿球)阶段根据Rumpf理论[9]，铁矿球团应属于低粘度液体粘接类型。
在球团造粒过程中存在着10种力，本文仅就生球阶段与膨润土作用机理有关的机理进行探讨。
2.1.1 调节水分增加毛细管力球团中的水分及其类型对球团的强度至关重要[11]。
生球中的水分可分为两大类型：一类为自由移动的水，是自由可流动液体，也有人称空隙水或毛细水。
它具有表面界面张力，对可溶解水中离子，由液体的表面张力和毛细管力可在铁粉粒子间产生的结合力产生。
随着生球中自由水增加，球团颗粒与自由水之间关系分别出现震动态→索悬态→毛细管态→泥浆态(图3a)。
震动态时，液体饱和度(液体饱和度S：颗粒的空隙中液体架桥剂所占体积与总空隙体积之比)在30%左右，颗粒之间主要为液体桥粘接力。
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Metallurgical Engineering 冶金工程, 2020, 7(3), 169-174Published Online September 2020 in Hans. /journal/menghttps:///10.12677/meng.2020.73024铁矿球团膨润土的作用机理和发展方向胡耀先，周晓雷*昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明收稿日期：2020年8月19日；录用日期：2020年9月1日；发布日期：2020年9月8日摘要膨润土作为球团工艺中首要的粘结剂，具有优异的性能，在农业、化工业等许多领域都得到了很好的开发和利用。
本文介绍了膨润土的基本理化性质和在铁矿球团中的作用机理，以及前人关于铁矿球团膨润土的研究进展，并对其进行总结，分析铁矿球团膨润土的发展方向。
关键词膨润土，球团，发展方向Action Mechanism and DevelopmentDirection of Iron Ore Pellet BentoniteYaoxian Hu, Xiaolei Zhou*Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology, KunmingYunnanReceived: Aug. 19th, 2020; accepted: Sep. 1st, 2020; published: Sep. 8th, 2020AbstractAs the most important binder in pelletizing process, bentonite has been well developed and uti-lized in many fields such as agriculture, chemical industry, etc. because of its excellent perfor-mance. This article introduces the basic physical and chemical properties of bentonite and its mechanism in iron ore pellet, as well as the previous research progress, and summarizes it in or-der to analyze the development direction of iron ore pellet bentonite.*通讯作者。
胡耀先，周晓雷KeywordsBentonite, Pellet, Development DirectionCopyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，经勘探，我国的膨润土储量世界第一，同时膨润土也是国内外开发最早、应用最广泛的非金属矿产[1]。
粘结剂用膨润土的主要化学成分及其理化性质见表1、表2。
Table 1. Main chemical composition of bentonite for binder [4]表1.粘结剂用膨润土主要化学成分(%) [4]粘结剂SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O P LOI膨润土73.26 9.64 3.19 2.23 1.83 1.39 0.70 0.03 7.25 Table 2. Physical and chemical properties of bentonite for binder [4]表2.粘结剂用膨润土理化性质[4]蒙脱石含量/% 吸蓝量/g·(100g)−1 膨胀容/ml·g−1 胶质价/% 吸水率(2 h)/% −0.074 mm/%76.24 33.70 8.75 48.0 158.85 86.98继1978年8月，杭州钢铁厂率先采用膨润土作为粘结剂，膨润土就开始在我国的球团生产过程中扮演着难以替代的角色。
但是相较于国外小于1%的膨润土配比，我国的平均配入量达到了1.5%~3.5% [2]，而这带来的一系列后果就是：球团铁品味降低，球团生产成本升高，将这种球团运用于高炉时还会使生铁产量下降，焦比增加，严重影响钢铁企业的经济效益[3]。
因此透彻研究膨润土的理化性质和作为铁矿球团粘结剂的作用机理，找出膨润土的发展方向具有十分重要的现实意义。
2. 铁矿球团膨润土的作用机理自膨润土被广泛用作铁矿球团粘结剂之后，球团的爆裂温度、抗压强度等一系列性能都得到了提升。
为了更好地将膨润土运用于钢铁企业，提高球团的铁品味，降低成本，许多科研工作者都开始研究铁矿球团膨润土的作用机理，并根据其机理对膨润土进行改进。
S. K. KAWATRA和S. J. RIPKE [5]通过观察电镜图(见图1)，发现有纤维状结构出现在被膨润土缠绕的石英颗粒边缘，提出了现阶段较流行的纤维粘结机理。
图2表明，膨润土在遇水后膨胀，层间距因膨胀而增大使得层间的分子力减小，在压力和机械剪切力的作用下，膨润土颗粒层间产生相对滑动分散为纤维结构。
纤维结构缠绕颗粒，使膨润土的粘结性能得到显著提高，进而提高了铁矿球团的抗压和落下强度。
黄柱成等人[6]通过研究磨润对铁矿球团质量的影响，发现磨润可以提高球团的生球、预热球的强度以及成品球的抗压强度，并且通过显微鉴定磨润和不磨润的干球，发现与未磨润的干球相比，磨润过的胡耀先，周晓雷干球内部结构更加致密，铁矿物呈颗粒集团分布，膨润土被颗粒集团包裹在中间，粘附效果更好。
证明了磨润可以促进纤维结构的形成并进一步验证了纤维粘结机理。
冯慧敏等人[7]通过分析造球阶段球团中自由移动水在不饱和度下颗粒之间里的变化而引起球团强度的变化的现象(见图3，图4)，发现膨润土通过将自由移动水转化为层间水来调控自由水的含量而使生球自由水液体达到饱和，进而提高球团的毛细粘结力，达到提高球团强度的目的。
钟强等人[8]用NDJ-1型旋转黏度计测定膨润土吸水后形成的高浓度膨润土悬浮液的流变特性，证明了其是非牛顿流体的一种——宾汉塑性流体。
之后又通过测定10种不同成分的膨润土塑性黏度与生球强度的关系得出膨润土塑性黏度越大，生球的落下强度越大，膨润土塑性黏度越小，生球的落下强度越小的结论，从而可将膨润土的塑性黏度作为其造球能力强弱的判断指标。
Figure 1. Picture of bentonite as filament wound quartz sand particles [7] 图1. 膨润土呈纤维缠绕石英砂颗粒照片[7]Figure 2. Montmorillonite is dispersed under the action of water and force [7] 图2. 蒙脱石在水和力的作用下分散[7]Figure 3. Strength of pellets with different liquid saturation [9] 图3. 不同液体饱和度球团的强度[9]胡耀先，周晓雷Figure 4. Mechanism of bentonite in pellet bonding [9]图4. 膨润土在球团粘结的作用机理[9]3. 铁矿球团膨润土的发展方向我国的膨润土储量虽高，但优质的膨润土却比较稀缺，因此寻找适合我国的膨润土发展方向具有很高的经济价值。
根据笔者对文献的查阅以及对前人对铁矿球团膨润土的改进方向的总结可得出，除了寻找新型粘结剂来取代或部分取代膨润土，铁矿球团膨润土大致还有两个发展方向：1) 将低品位钙基膨润土提纯并钠化为性能更优越的钠基膨润土。
2) 通过添加其他无机或有机物制备复合粘结剂以减少膨润土的用量或提高其性能。
3.1. 钙基膨润土钠化粘结剂用膨润土可根据吸附离子的不同大致分为两类：以吸附Na+为主的钠基膨润土和以吸附Ca2+为主的钙基膨润土。
我国的膨润土资源有大约90%的都是钙基膨润土，但钙基膨润土的水化性能的各项指标都远不如钠基膨润土[10]，因此找到钙基膨润土钠化的最优方案具有巨大的经济价值。
张颖心等人[11]通过对河北承德所产的低品位钙基膨润土进行钠化实验，从钠化剂的种类、钠化时的反应温度、钠化的反应时间、钠化剂的用量、反应PH值这五个方面分别进行单因素实验，之后又进行正交实验，发现用NaCl作钠化剂、反应温度在70℃左右、钠化时间2 h左右、3.5 g NaCl的用量、弱碱环境是钠化反应的最佳条件。
通过比较原矿粉和成品的膨胀倍和胶质价(见表3)可看出该实验可制出优质膨润土。
Table 3. Comparison of products and native soil [11]表3.产品与原土的比较[11]名称膨胀倍/(mL∙g−1) 胶质价/(mL∙g−1)原矿粉10.0 2.7产品36.0 33.2吴祚银等人[12]认为不同成分的膨润土，通过不同方法制得的钠化膨润土所具备的粘结性能也是不同得，而高效的钠化膨润土不仅造球效果优于钠基膨润土用量也相较之有所减小。
于是对通过湿法钠化和烘干后钠化产出的钠化膨润土进行球团实验，通过对其生球强度、落下强度、爆裂温度等指标进行比较，得出不同的钠化方法对不同膨润土的强化效果不同，采用合适的钙基膨润土并用适宜的方法进行钠化得到的高效钠化膨润土的性能远好于强制钠化膨润土。
胡耀先，周晓雷刘鹏君等人[13]通过比较分别用原土、通过陈化法钠化产出的膨润土、通过挤压法钠化产出的膨润土与通过悬浮液法钠化产出的膨润土造球后球团的性能(见表4)，得出陈华法钠化对膨润土的粘结性能增强有限，对球团性能的提升十分微弱，挤压法钠化对膨润土的粘接性能有一定的增强，球团的性能有一定提升，通过悬浮液法钠化可以显著提高膨润土的粘结性能，球团的性能也有明显的提升，悬浮液钠化法是钙基膨润土改性为钠基膨润土的最优方案，对造球球团的性能提升最为显著。
Table 4. Comparison of pellet performance after pelletizing [13]表4.对比造球后球团性能[13]编号名称配加量/% 生球落下强度/(次/0.5m) 生球抗压强度/(×9.8 N/个) 成品球抗压强度/(N/个) 1# 陈化钠化后土 2 4.5 0.92 15902# 挤压钠化后土 2 5.6 1.02 16503# 悬浮液钠化后土 2 8.3 1.37 22504# 原土 2 4.3 0.86 15603.2. 复合粘结剂在铁矿球团的生产过程中，人们总是想要采取一系列的方法来减少膨润土的用量以提高球团的铁品味，可随着人们的不断研究发现单一的通过用其他无机或有机粘结剂来完全替代膨润土这一条道路很难走通，于是就开始向膨润土中添加无机或有机物来制备复合粘结剂以减少膨润土的用量，同时更好的提升铁矿球团的性能。