2015年陶瓷原料制備技術(shù)新進(jìn)展綜述

黃賓

（廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣州 510300）

2015年陶瓷原料制備技術(shù)新進(jìn)展綜述

黃賓

（廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣州 510300）

2015年陶瓷行業(yè)研發(fā)推出了多種原料制備新技術(shù)，有的已進(jìn)入推廣應(yīng)用階段。本文綜述了2015年這些原料制備新技術(shù)裝備在節(jié)能降耗和環(huán)保領(lǐng)域取得的突破，并概述了行業(yè)應(yīng)用這些新技術(shù)的進(jìn)展情況。

原料制備；節(jié)能環(huán)保；技術(shù)；裝備

1 引言

2015 年國(guó)內(nèi)陶瓷行業(yè)總體形勢(shì)并不樂(lè)觀，在日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，企業(yè)除了在管理方面挖掘潛能、降低成本之外，也在不斷的研發(fā)新產(chǎn)品，推出新技術(shù)。在原料制備這個(gè)環(huán)節(jié)，干法制粉和連續(xù)球磨技術(shù)的完善仍然是行業(yè)節(jié)能降耗的主題，行業(yè)對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的渴望增加，越來(lái)越多的陶瓷裝備制造企業(yè)把目光瞄準(zhǔn)了這一領(lǐng)域，陶瓷生產(chǎn)企業(yè)對(duì)這些技術(shù)的應(yīng)用也取得了新的進(jìn)展，提出了新課題，這反過(guò)來(lái)也推動(dòng)了行業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步。

2 干法制粉技術(shù)進(jìn)入新階段

2.1 應(yīng)用于陶瓷墻地磚

2.1.1 技術(shù)攻關(guān)取得突破

繼山東淄博義科節(jié)能完成的“陶瓷干法制粉工藝及裝備”，通過(guò)省級(jí)、部級(jí)科技成果鑒定，佛山市溶洲建筑陶瓷二廠有限公司完成的 “陶瓷粉料高效節(jié)能干法制備技術(shù)及成套設(shè)備”項(xiàng)目，通過(guò)中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)科技成果鑒定之后。2015年山東義科節(jié)能公司的“陶瓷磚干法制粉技術(shù)與關(guān)鍵裝備的研發(fā)”獲得了首屆陶瓷行業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

陜西咸陽(yáng)對(duì)咸陽(yáng)陶瓷研究設(shè)計(jì)院等單位承擔(dān)的 “十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“陶瓷磚新型干法短流程工藝關(guān)鍵技術(shù)與示范”，2015年進(jìn)入項(xiàng)目攻關(guān)最后階段，相關(guān)生產(chǎn)示范線在淄博產(chǎn)區(qū)調(diào)試運(yùn)行。

2.1.2 干法制粉瓷磚生產(chǎn)線成功應(yīng)用

2015年11月，由意大利LB公司和廣東博暉機(jī)電聯(lián)手為亞洲地區(qū)定制的首個(gè)干法制粉工程在東鵬山東基地落戶，該套系統(tǒng)工程操控便捷，大生產(chǎn)期間設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，能耗節(jié)約效果顯著，粉料完全干式造粒狀與傳統(tǒng)濕法造粒狀對(duì)比吻合，出磚成品合格率為96%。通過(guò)對(duì)成品磚的檢測(cè)，結(jié)果顯示，該工藝技術(shù)沒(méi)有對(duì)打磚次數(shù)、施釉、燒成恒溫控制等產(chǎn)生任何影響，也完全達(dá)到濕法工藝坯體同樣白度，及同樣優(yōu)等合格率。比傳統(tǒng)濕法制粉工藝綜合節(jié)能47%以上，廢氣排放減少55%。

2015 年山東義科與金卡陶瓷聯(lián)合建成一條干法制粉墻地磚試制生產(chǎn)線，生產(chǎn)最大規(guī)格600 mm的地磚，600mm的木紋磚，150 mm×150 mm的小磚，厚度僅3 mm。能耗節(jié)約效果顯著。目前山東義科的干法制粉主要用于內(nèi)墻磚、外墻磚、仿古磚和發(fā)泡陶瓷。

2.1.2 節(jié)能環(huán)保效果顯著

在實(shí)際使用過(guò)程中，干法制粉工藝帶來(lái)最明顯的效果就是節(jié)能和環(huán)保，排放完全能達(dá)到國(guó)家公布的新的排放標(biāo)準(zhǔn)，可做到零廢氣、零粉塵排放等特性。以生產(chǎn)1噸陶瓷粉料為準(zhǔn)，干法制粉比濕法制粉節(jié)能35%左右、節(jié)水70%左右、二氧化碳減排36%左右、節(jié)電12%左右，綜合能耗減少45%以上。目前，墻地磚生產(chǎn)干法制粉的研究與應(yīng)用在我國(guó)瓷磚行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，已經(jīng)開始全面走向應(yīng)用。

2.2 應(yīng)用于陶瓷薄板

與濕法制粉相比，干法制粉完全消除了濕法造粒噴霧塔環(huán)節(jié)，減少了濕法工藝的“加水→蒸發(fā)”過(guò)程，直接節(jié)約用水70%以上，與之相應(yīng)的是蒸發(fā)這些水的用電、用燃料及產(chǎn)生的排放等，還有濕法工藝中的大型設(shè)備球磨機(jī)與噴霧干燥塔及漿池等。

由于干法制粉和陶瓷薄板本身都具備良好的環(huán)保意義，加之新《環(huán)保法》的推動(dòng)，干法制粉與陶瓷薄板結(jié)合的價(jià)值就更加讓人期待。對(duì)于干法制粉在薄板生產(chǎn)上的應(yīng)用難點(diǎn)問(wèn)題，按照濕法造粒的工作原理來(lái)推論，干法制粉同樣可以用于薄板生產(chǎn)。但不得不承認(rèn)，干法制粉應(yīng)用于陶瓷薄板只是在理論上可行，實(shí)際情況如何還有待于進(jìn)一步探討和試驗(yàn)。目前，西斯特姆（system）正與MS合作研發(fā)干法制粉薄板。

3 新型干法研磨技術(shù)顛覆傳統(tǒng)色釉料生產(chǎn)研磨方式

如果說(shuō)干法制粉的研究與應(yīng)用推動(dòng)墻地磚生產(chǎn)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，對(duì)于節(jié)能減排具有重大意義。新型干法研磨技術(shù)的推出則是陶瓷顏料、色釉料、熔塊等產(chǎn)品顛覆傳統(tǒng)濕式研磨的大膽之舉。

以廣東派勒智能納米科技股份有限公司推出的MORPH DHM系統(tǒng)為代表的新型干法研磨設(shè)備，是將物料的干法研磨及動(dòng)態(tài)分級(jí)整合在一起的創(chuàng)新型裝置。該系統(tǒng)效率高、能耗低，是干法生產(chǎn)亞微米或納米材料的有力手段，而且沒(méi)有污染，幾乎適用于所有干粉的精細(xì)粉碎。這種特殊的研磨概念是物料基本上通過(guò)介質(zhì)獨(dú)自產(chǎn)生的研磨能量在自磨，機(jī)器本身無(wú)磨損，更加不需要高能耗的壓縮空氣。

與傳統(tǒng)的氣流磨相比，MORPH DHM系統(tǒng)的氣流磨節(jié)能明顯。其主要有五個(gè)方面的特征：第一，與傳統(tǒng)氣流磨相比，經(jīng)濟(jì)性能非常突顯，是干法研磨領(lǐng)域里的一項(xiàng)革新型的創(chuàng)新技術(shù)；第二，干法球磨與動(dòng)態(tài)離心多次分級(jí)同步進(jìn)行，風(fēng)輪精確控制粒徑；第三，智能控制系統(tǒng)使操作過(guò)程全自動(dòng)化；第四，整套裝置安排緊湊，占用空間??；第五，機(jī)型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有物料殘留，無(wú)損耗。其操作特征主要包括以下三個(gè)方面：首先，通過(guò)調(diào)整分級(jí)器來(lái)設(shè)定最終物料的細(xì)度；其次，分級(jí)輪通過(guò)氣流自動(dòng)分離物料，無(wú)粗顆粒，顆粒粒徑分布精準(zhǔn)可調(diào)；最后，所有操作參數(shù)如最終產(chǎn)品的質(zhì)量，MORPHDHM的轉(zhuǎn)速，動(dòng)態(tài)分級(jí)機(jī)的轉(zhuǎn)速及系統(tǒng)內(nèi)空氣的流速及壓力等都智能可控可調(diào)。該系統(tǒng)可廣泛地應(yīng)用于眾多工業(yè)領(lǐng)域物料的干法研磨和分級(jí)，在陶瓷行業(yè)里主要應(yīng)用于陶瓷顏料、工業(yè)陶瓷、釉料、色料、熔塊等產(chǎn)品。

4 連續(xù)球磨新技術(shù)相繼推出

4.1 新型連續(xù)球磨技術(shù)相繼推出并投入使用

國(guó)際上連續(xù)球磨技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)超過(guò)20多年歷史，國(guó)內(nèi)中潤(rùn)陶瓷在上世紀(jì)90年代曾引進(jìn)過(guò)薩克米連續(xù)式球磨，但沒(méi)有投入應(yīng)用。2014年清遠(yuǎn)豪邦引進(jìn)安裝薩克米連續(xù)式球磨機(jī)投入了應(yīng)用。2015年湘潭億達(dá)機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)的組合式連續(xù)球磨機(jī)在恩平晶鵬陶瓷調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)成功。淄博唯能陶瓷原料粉碎也開始使用連續(xù)式球磨機(jī)，該公司推出的陶瓷原料連續(xù)球磨系統(tǒng)包括球磨筒體單元、傳動(dòng)裝置、單元連接加球裝置、進(jìn)出料裝置，節(jié)能效果可達(dá)50%左右，質(zhì)量穩(wěn)定，自動(dòng)化程度非常高，運(yùn)轉(zhuǎn)出來(lái)的原料均勻，能有效的提高陶瓷產(chǎn)品的配方質(zhì)量。適合于各種外墻磚、內(nèi)墻磚、地磚等各種產(chǎn)品粉料的研磨。

在國(guó)內(nèi)，也有陶瓷廠是采用碾碎系統(tǒng)加間歇球磨機(jī)，如采用神工快磨式多層對(duì)輥及破碎系統(tǒng)將石粉碾碎再進(jìn)入老式間歇球磨機(jī)加工，有的陶瓷廠是先用老間歇球磨粗磨，然后進(jìn)入連續(xù)球磨機(jī)進(jìn)行精磨等。湘潭億達(dá)機(jī)電新推出的碾碎系統(tǒng)與組合式連續(xù)球磨機(jī)搭配，完全不再需要傳統(tǒng)間歇球磨機(jī)，節(jié)能效果顯著，比原先的傳統(tǒng)球磨工藝要節(jié)能30～40%，不僅達(dá)到了最大限度的節(jié)能效果，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化操作，同時(shí)也能克服傳統(tǒng)間歇球磨機(jī)原料加工工藝的種種弊端。

4.2 組合式連續(xù)球磨機(jī)優(yōu)勢(shì)顯著

目前我國(guó)主要采用的連續(xù)球磨為組合式連續(xù)球磨機(jī)，它是一種新型球磨機(jī)，主要結(jié)構(gòu)包括筒體、傳動(dòng)裝置、原料和研磨體的進(jìn)出料裝置、自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)等。工作時(shí)由電機(jī)、減速機(jī)和皮帶輪組成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)皮帶帶動(dòng)，有皮帶槽的筒體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；原料和水在進(jìn)料裝置驅(qū)動(dòng)下通過(guò)進(jìn)料端空心軸進(jìn)入筒體內(nèi)；在筒體帶動(dòng)下，裝有一半多的原料、水和球石作相互沖擊，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，原料在球石的強(qiáng)力沖擊下，迅速得到研磨；原料經(jīng)過(guò)一個(gè)多小時(shí)的強(qiáng)力研磨，經(jīng)最后一個(gè)筒體（一般為3～5個(gè)筒體組合）的出料口流出，完成整個(gè)原料的球磨過(guò)程。

傳統(tǒng)球磨機(jī)是封閉式研磨，原料、水和球石裝滿整球才能運(yùn)轉(zhuǎn)，研磨效果差；組合式連續(xù)球磨機(jī)是開放式的，只裝有一半多的原料、水和球石，球石上下落差大，對(duì)原料沖擊勢(shì)能大，球石被帶到高處直接沖擊原料而產(chǎn)生很好的研磨效果，研磨好的原料可以馬上從最后一級(jí)筒體流走，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)磨現(xiàn)象。連續(xù)球磨機(jī)對(duì)每一節(jié)球體的轉(zhuǎn)速可根據(jù)其內(nèi)部原料粒度不同采用最佳運(yùn)行速度，提高了生產(chǎn)效率，并且自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作和遠(yuǎn)程控制。得到的泥漿溫度高、流動(dòng)性好。傳統(tǒng)球磨的泥漿含水率在33%～34%，而連續(xù)球磨的泥漿含水率可降到32%。這對(duì)噴霧干燥節(jié)能有很大的效用。

連續(xù)球磨機(jī)能夠顯著降低原料制備的能耗、大幅度降低生產(chǎn)成本，而且由于泥漿性能穩(wěn)定、使產(chǎn)品質(zhì)量和成品率得到提高，還具有便于生產(chǎn)管理、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配料和連續(xù)化生產(chǎn)、生產(chǎn)周期大大縮短、節(jié)省占地面積、極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率等優(yōu)勢(shì)。

5 分類粉碎球磨技術(shù)研究成功

所謂分類粉碎球磨技術(shù)，實(shí)際上就是將脊性料與塑性料分別粉碎球磨，一般是干磨與濕法球磨相結(jié)合應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)最具代表的是博暉機(jī)電出品的神工快磨裝備，這是使用干法立磨再結(jié)合球磨的工藝，比傳統(tǒng)濕法球磨節(jié)能25%以上。而淄博唯能陶瓷則采用輥壓干法破碎脊性料結(jié)合連續(xù)球磨技術(shù)，理論上這是一種更高效節(jié)能的原料加工技術(shù)組合，原料處理過(guò)程采用脊性料對(duì)輥破碎、高效除鐵、連續(xù)球磨，整個(gè)原料加工粉碎研磨到出漿流程僅需1.5個(gè)小時(shí)。分類粉碎球磨優(yōu)勢(shì)明顯，縮短粗磨時(shí)間，節(jié)省粗磨能耗，物料結(jié)構(gòu)碎裂，粒徑均勻，易于球磨。

6 干混色料裝備誕生

一般來(lái)講，現(xiàn)在的陶瓷磚粉料大多都是通過(guò)濕法工藝制備，有色粉料（或稱色泥、色粒）也是通過(guò)濕法工藝將色料與坯料配方料加水球磨噴霧干燥造粒。由于在生產(chǎn)制造過(guò)程中，有色粉料的使用量小、品種多，要求儲(chǔ)存系統(tǒng)復(fù)雜，加工過(guò)程經(jīng)常需要洗球洗塔（球磨機(jī)與噴霧干燥塔），造成諸多不便。因此干混色料誕生，干混色料是利用其相對(duì)普通色料的高分散性，直接與普通陶瓷坯體粉料混合，在粉料顆粒表面著色，大大簡(jiǎn)化了有色粉料的制備工藝，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，同時(shí)也降低了生產(chǎn)制造成本與管理成本。

隨著通體大理石瓷磚的大量生產(chǎn)，干混色料與裝備也得到較大規(guī)模的應(yīng)用，其裝備從前幾年意大利LB公司的易彩著色（Easy Colour），到2015年國(guó)產(chǎn)化干混色料裝備開始普及，市場(chǎng)連續(xù)性或間隙性的裝備都有應(yīng)用。寶德、博暉（LB）與眾多的色釉料企業(yè)分別推出了干混色料與干法混料著色設(shè)備（連續(xù)或間隙式）。由博暉和LB公司共同研制的易彩著色系統(tǒng)，已經(jīng)在山東淄博歐西曼陶瓷廠取得成功中試，易彩著色系統(tǒng)最大亮點(diǎn)就是轉(zhuǎn)產(chǎn)快，給更多中、小型訂單帶來(lái)便利。

7 幻彩立體布料技術(shù)推出

坯體與磚面顏色效果基本保持一致的通體大理石瓷磚，在對(duì)瓷磚進(jìn)行倒邊倒角之后，仍具有和磚面基本一致的紋理，同時(shí)其顏色、肌理、功能無(wú)限逼近天然石材，比天然石材更經(jīng)久耐用。這種通體大理石瓷磚的坯體主要通過(guò)多層數(shù)字化布料技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，行業(yè)內(nèi)將之稱為幻彩立體布料。干法混色著色系統(tǒng)、幻彩立體布料技術(shù)與噴墨滲花協(xié)同構(gòu)筑了新一代通體大理石瓷磚產(chǎn)品的主體技術(shù)，使通體大理石瓷磚個(gè)性定制成為可能。 賽普飛特、寶德、博暉等裝備企業(yè)都分別推出了幻彩立體布料技術(shù)。

8 大型節(jié)能噴霧干燥塔推出

廣東鼎匯能科技股份有限公司推出大型節(jié)能噴霧干燥塔，為建陶企業(yè)提供節(jié)能環(huán)保、高效優(yōu)質(zhì)的陶瓷粉料生產(chǎn)制造的整體解決方案，打造現(xiàn)代化綠色建陶原料加工系統(tǒng)。

9 微粉破碎機(jī)贏得企業(yè)支持

佛山南海榮暉陶瓷機(jī)械設(shè)備廠2015年年底首創(chuàng)推出的新一代帶滾篩防塵型微粉機(jī)，憑借著環(huán)保防塵、高效耐磨、高性能大流量以及無(wú)污染不沾料等獨(dú)有優(yōu)勢(shì)，迅速贏得陶瓷生產(chǎn)企業(yè)的支持與信賴。該微粉機(jī)在多個(gè)方面做了創(chuàng)新：1、新型密封式環(huán)保防塵設(shè)計(jì)；2、機(jī)器目數(shù)加大加強(qiáng)，由以往的6目增加到目前的12目甚至14目，生產(chǎn)的陶瓷原料更加細(xì)膩，能有效提升瓷磚磚坯的成品品級(jí)；3、加大型的新機(jī)型出料量是原有機(jī)型的2倍，能夠協(xié)同日產(chǎn)量四五萬(wàn)平方米的大產(chǎn)量窯爐配套使用，同樣一條生產(chǎn)線可以減少一半裝機(jī)量，為陶瓷企業(yè)節(jié)省了水電成本、裝機(jī)空間和生產(chǎn)時(shí)間；4、與陶瓷原料直接接觸的工作室內(nèi)壁和粉針等關(guān)鍵部件，使用了榮暉全新研發(fā)的超級(jí)納米耐磨進(jìn)口材料，耐磨性是黃銅的27倍、鋼鐵的7倍，延長(zhǎng)了機(jī)器的使用壽命。并且，使用過(guò)程中不沾料，減少了陶瓷原料磨損，對(duì)陶瓷粉碎無(wú)污染。

10 結(jié)語(yǔ)

2015 年陶瓷行業(yè)在原料制備技術(shù)方面取得了很大進(jìn)展，攻克了幾十年來(lái)困擾行業(yè)的發(fā)展能耗與污染的瓶頸，為陶瓷行業(yè)的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了福音。