干法制粉技術(shù)在發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用

林智 徐平 吳木海

摘 要： 本文主要介紹了干法制粉工藝應(yīng)用于發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)應(yīng)關(guān)注的幾個問題及解決思路。為發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)節(jié)能降耗開拓思路。

關(guān)鍵詞： 干法制粉;發(fā)泡陶瓷

1 前 言

發(fā)泡陶瓷，是使用普通陶瓷原料或礦山尾礦、工業(yè)廢渣等基礎(chǔ)原料配以高溫發(fā)泡劑，在1160℃—1220℃燒成的一種具有大量封閉氣孔的輕質(zhì)保溫材料。現(xiàn)在主要用于建筑的墻體保溫和內(nèi)墻隔斷，是一種綠色環(huán)保產(chǎn)品，順應(yīng)了國家提倡的“綠色環(huán)保建筑”的需求。目前發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)的制粉環(huán)節(jié)基本都是采用傳統(tǒng)建筑陶瓷的制粉工藝——“球磨+噴霧干燥”制粉。整個工藝過程物料的水份變化是：入倉原料（5%—20%）——﹥球磨化漿（35%—40%）——﹥噴霧制粉（5%—7%）。由此可見，“球磨+噴霧干燥”的傳統(tǒng)制粉工藝從過程的水分變化來講本身也是個比較矛盾的工藝。干法制粉是近幾年在整個陶瓷行業(yè)期待值比較高的新工藝。但由于干法制粉工藝制得的粉料細粉偏多，粉料流動性稍差等客觀原因，該工藝一直難以在傳統(tǒng)建筑陶瓷行業(yè)大規(guī)模推廣。目前用的比較好的主要在西瓦和內(nèi)墻瓷片產(chǎn)品的制粉。

上面所述的干法制粉存在的一些不足——“粉料細粉多、粉料流動性差”，最直接地加大了瓷磚壓制成型工序的成型難度。但發(fā)泡陶瓷是采用料車布料堆料工藝，生產(chǎn)過程中不需要使用壓機，對粉料的部分物理性能要求沒有傳統(tǒng)瓷磚壓制成型那么高，所以干法制粉工藝應(yīng)用于發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)的呼聲一直是比較高的。

2當前干法制粉工藝基本流程

注：（1）破碎工序視原料的來料顆粒度而選擇性使用;（2）混料均化工序視進入混料階段原料的顆粒度而定，若進混料機之前，原料均已達到要求的細度，則選擇直接進入拌料混料系統(tǒng);若未達到要求的細度則需要增加相應(yīng)的粉磨系統(tǒng)再進入攪拌機。

3干法制粉工藝與傳統(tǒng)制粉工藝的對比

（注：以上為實測數(shù)據(jù)，各企業(yè)生產(chǎn)中存在差異）

由表1可以得出如下總結(jié)：

干法制粉優(yōu)勢：

（1）從物料水份變化過程及單位物料的耗電、耗氣量可以看出干法制粉工藝比傳統(tǒng)的“球磨+噴霧干燥”制粉工藝明顯更加節(jié)能降耗;

（2）目前干法制粉技術(shù)自動化程度較傳統(tǒng)“球磨+噴霧干燥”制粉工藝高，耗人工少;

（3）從工藝過程本身而言，干法制粉技術(shù)只要過程中對現(xiàn)場粉塵控制好，比傳統(tǒng)“球磨+噴霧干燥”制粉工藝更清潔環(huán)保。

干法制粉劣勢：

（1）從粉料粒度分布來看，目前干法制粉技術(shù)依然細粉偏多;

（2）干法制粉工藝制得的粉料流動性稍差;

（3）干法制粉工藝由于使用干粉攪拌的混料方式，在物料均化程度上比傳統(tǒng)濕法球磨工藝低。這是干法制粉技術(shù)在發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)上應(yīng)用需要解決的核心問題。

4干法制粉技術(shù)在發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用思路

針對以上兩種制粉工藝的優(yōu)劣勢對比，就干法制粉在發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)中應(yīng)用提供相應(yīng)的改良思路：

（1）由于發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)是使用料車布料而不使用壓機壓制成型，所以粉料中細粉的多少對發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)過程沒有直接的影響;

（2）干法制粉粉料流動性稍差，在發(fā)泡陶瓷整個生產(chǎn)工序中影響較大的是布料均勻度和布料速度。

解決方案：

A、在布料料車上增加震動器，使料車下料順暢;

B、將現(xiàn)有料車的刮料式布料模式變更為輥刷式布料模式，就可解決粉料流動性差而造成的布料不均勻和布料過程中的帶料、拖料缺陷。

（3）混料均勻性，這是干法制粉工藝在發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)中應(yīng)用需要解決的核心問題。

A、需要面對的問題：

1）物料加入比例懸殊的問題：（注：以下所述“長石類”為成分與鉀、鈉長石接近的各種原材料的統(tǒng)稱）。

發(fā)泡陶瓷基本的配方構(gòu)成如下：

由表2可以看出，發(fā)泡陶瓷配方中各種原料的加入比例差異很大，尤其發(fā)泡劑的加入量只有0.3 %— 0.5%，極難實現(xiàn)均勻混合，最終造成產(chǎn)品斷面不均勻（如圖2）。

2）混料階段物料物理參數(shù)懸殊的問題：

由表3可以看出：

a、發(fā)泡陶瓷配方中各種原料的顆粒度差異很大，要實現(xiàn)均勻混合難度很大，而且部分超細粉甚至會出現(xiàn)包裹、報團等現(xiàn)象，造成產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生熔洞（如圖3）。

b、發(fā)泡陶瓷配方中各種原料的密度差異很大，在混料過程中容易出現(xiàn)游離分層排布，最終造成產(chǎn)品斷面不均勻，甚至產(chǎn)生熔洞。

B、發(fā)泡陶瓷生產(chǎn)中，干法制粉工藝混料階段的幾個改進思路：

1）嚴格控制物料水分和混料過程中的物料溫度。

物料的水分要求盡量低，超細的粉料在一定的水分下極容易抱團從而影響混料的均勻性。同時必須嚴格控制整個混料過程中物料的溫度，過高的熱空氣遇冷容易凝結(jié)形成水滴遇到物料容易抱團或在旋轉(zhuǎn)過程中形成包裹顆粒，最終在產(chǎn)品中產(chǎn)生熔洞。

2）改進混料攪拌工藝。

由常規(guī)的一級混料調(diào)整為二級混料。

為了解決極少摻比的物料混合問題，可以將一種或幾種摻比很少的物料先進行預(yù)混合（也可以加入部分摻比大的物料），混合均勻后再進入二級混料器與其他主體原料進行混合。通過這種方式就能基本解決配方比例懸殊帶來的混料均勻性問題。

3）選用合適的混料攪拌設(shè)備。

圖4、圖5是目前常用的兩種干粉攪拌器。

圖4輥筒式攪拌器的工作原理是通過筒體旋轉(zhuǎn)來帶動筒體內(nèi)物料的旋轉(zhuǎn)流動混料。輥筒式混料器主要用于少量物料的混料，混料均勻度相對較高，產(chǎn)能、效率較低。所以適合于干法制粉的一級混料工序。

圖5軸式螺旋干粉混料器的工作原理是筒體不動，通過筒體內(nèi)部螺旋槳葉的旋轉(zhuǎn)推進而實現(xiàn)物料的縱向翻動和橫向移動。有單向槳葉也有雙向槳葉，雙向槳葉的混合均勻性更高。軸式螺旋混料器主要應(yīng)用于大宗物料的混合攪拌，適合用于干法制粉的二級混料工序。

需要注意的問題：

軸式螺旋干粉混料器的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，外部是金屬筒體，內(nèi)部是旋轉(zhuǎn)的螺旋槳葉，所以槳葉與筒體之間預(yù)留了5 — 10mm的間隙，如何讓處于間隙區(qū)域的物料也參與混料而不產(chǎn)生堆積甚至受擠壓凝結(jié)是設(shè)備設(shè)計和使用過程中需要重點關(guān)注的問題。

5展望

發(fā)泡陶瓷是國家大力發(fā)展的綠色建材，是開展固廢利用、利國利民的好項目。目前存在的瓶頸問題是單線產(chǎn)能低，生產(chǎn)成本居高不下，在終端價格上尚未能形成優(yōu)勢。所以在一定程度上影響了整個產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大。

隨著干法制粉等新技術(shù)在發(fā)泡陶瓷上的深入研發(fā)、應(yīng)用;隨著新工藝的不斷改進、提升;隨著新的延伸產(chǎn)品的不斷推出，隨著更多的有遠見、有規(guī)模、有社會擔當?shù)钠髽I(yè)的不斷加入，發(fā)泡陶瓷產(chǎn)業(yè)在不久的將來一定可以做大、做強，讓固廢重新煥發(fā)青春服務(wù)于社會，讓建筑更加綠色環(huán)保。