2015年陶瓷原料制備技術新進展綜述

黃賓

（廣東輕工職業技術學院，廣州 510300）

2015年陶瓷原料制備技術新進展綜述

黃賓

（廣東輕工職業技術學院，廣州 510300）

2015年陶瓷行業研發推出了多種原料制備新技術，有的已進入推廣應用階段。本文綜述了2015年這些原料制備新技術裝備在節能降耗和環保領域取得的突破，并概述了行業應用這些新技術的進展情況。

原料制備；節能環保；技術；裝備

1 引言

2015 年國內陶瓷行業總體形勢并不樂觀，在日益激烈的競爭中，企業除了在管理方面挖掘潛能、降低成本之外，也在不斷的研發新產品，推出新技術。在原料制備這個環節，干法制粉和連續球磨技術的完善仍然是行業節能降耗的主題，行業對技術創新的渴望增加，越來越多的陶瓷裝備制造企業把目光瞄準了這一領域，陶瓷生產企業對這些技術的應用也取得了新的進展，提出了新課題，這反過來也推動了行業技術的不斷進步。

2 干法制粉技術進入新階段

2.1 應用于陶瓷墻地磚

2.1.1 技術攻關取得突破

繼山東淄博義科節能完成的“陶瓷干法制粉工藝及裝備”，通過省級、部級科技成果鑒定，佛山市溶洲建筑陶瓷二廠有限公司完成的 “陶瓷粉料高效節能干法制備技術及成套設備”項目，通過中國建筑材料聯合會科技成果鑒定之后。2015年山東義科節能公司的“陶瓷磚干法制粉技術與關鍵裝備的研發”獲得了首屆陶瓷行業科技進步一等獎。

陜西咸陽對咸陽陶瓷研究設計院等單位承擔的 “十二五”國家科技支撐計劃課題“陶瓷磚新型干法短流程工藝關鍵技術與示范”，2015年進入項目攻關最后階段，相關生產示范線在淄博產區調試運行。

2.1.2 干法制粉瓷磚生產線成功應用

2015年11月，由意大利LB公司和廣東博暉機電聯手為亞洲地區定制的首個干法制粉工程在東鵬山東基地落戶，該套系統工程操控便捷，大生產期間設備運轉平穩，能耗節約效果顯著，粉料完全干式造粒狀與傳統濕法造粒狀對比吻合，出磚成品合格率為96%。通過對成品磚的檢測，結果顯示，該工藝技術沒有對打磚次數、施釉、燒成恒溫控制等產生任何影響，也完全達到濕法工藝坯體同樣白度，及同樣優等合格率。比傳統濕法制粉工藝綜合節能47%以上，廢氣排放減少55%。

2015 年山東義科與金卡陶瓷聯合建成一條干法制粉墻地磚試制生產線，生產最大規格600 mm的地磚，600mm的木紋磚，150 mm×150 mm的小磚，厚度僅3 mm。能耗節約效果顯著。目前山東義科的干法制粉主要用于內墻磚、外墻磚、仿古磚和發泡陶瓷。

2.1.2 節能環保效果顯著

在實際使用過程中，干法制粉工藝帶來最明顯的效果就是節能和環保，排放完全能達到國家公布的新的排放標準，可做到零廢氣、零粉塵排放等特性。以生產1噸陶瓷粉料為準，干法制粉比濕法制粉節能35%左右、節水70%左右、二氧化碳減排36%左右、節電12%左右，綜合能耗減少45%以上。目前，墻地磚生產干法制粉的研究與應用在我國瓷磚行業已經進入了一個嶄新的階段，已經開始全面走向應用。

2.2 應用于陶瓷薄板

與濕法制粉相比，干法制粉完全消除了濕法造粒噴霧塔環節，減少了濕法工藝的“加水→蒸發”過程，直接節約用水70%以上，與之相應的是蒸發這些水的用電、用燃料及產生的排放等，還有濕法工藝中的大型設備球磨機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保意義，加之新《環保法》的推動，干法制粉與陶瓷薄板結合的價值就更加讓人期待。對于干法制粉在薄板生產上的應用難點問題，按照濕法造粒的工作原理來推論，干法制粉同樣可以用于薄板生產。但不得不承認，干法制粉應用于陶瓷薄板只是在理論上可行，實際情況如何還有待于進一步探討和試驗。目前，西斯特姆（system）正與MS合作研發干法制粉薄板。

3 新型干法研磨技術顛覆傳統色釉料生產研磨方式

如果說干法制粉的研究與應用推動墻地磚生產進入了一個嶄新的階段，對于節能減排具有重大意義。新型干法研磨技術的推出則是陶瓷顏料、色釉料、熔塊等產品顛覆傳統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系統為代表的新型干法研磨設備，是將物料的干法研磨及動態分級整合在一起的創新型裝置。該系統效率高、能耗低，是干法生產亞微米或納米材料的有力手段，而且沒有污染，幾乎適用于所有干粉的精細粉碎。這種特殊的研磨概念是物料基本上通過介質獨自產生的研磨能量在自磨，機器本身無磨損，更加不需要高能耗的壓縮空氣。

與傳統的氣流磨相比，MORPH DHM系統的氣流磨節能明顯。其主要有五個方面的特征：第一，與傳統氣流磨相比，經濟性能非常突顯，是干法研磨領域里的一項革新型的創新技術；第二，干法球磨與動態離心多次分級同步進行，風輪精確控制粒徑；第三，智能控制系統使操作過程全自動化；第四，整套裝置安排緊湊，占用空間?。坏谖?，機型結構設計沒有物料殘留，無損耗。其操作特征主要包括以下三個方面：首先，通過調整分級器來設定最終物料的細度；其次，分級輪通過氣流自動分離物料，無粗顆粒，顆粒粒徑分布精準可調；最后，所有操作參數如最終產品的質量，MORPHDHM的轉速，動態分級機的轉速及系統內空氣的流速及壓力等都智能可控可調。該系統可廣泛地應用于眾多工業領域物料的干法研磨和分級，在陶瓷行業里主要應用于陶瓷顏料、工業陶瓷、釉料、色料、熔塊等產品。

4 連續球磨新技術相繼推出

4.1 新型連續球磨技術相繼推出并投入使用

國際上連續球磨技術的應用已經超過20多年歷史，國內中潤陶瓷在上世紀90年代曾引進過薩克米連續式球磨，但沒有投入應用。2014年清遠豪邦引進安裝薩克米連續式球磨機投入了應用。2015年湘潭億達機電設備生產的組合式連續球磨機在恩平晶鵬陶瓷調試運轉成功。淄博唯能陶瓷原料粉碎也開始使用連續式球磨機，該公司推出的陶瓷原料連續球磨系統包括球磨筒體單元、傳動裝置、單元連接加球裝置、進出料裝置，節能效果可達50%左右，質量穩定，自動化程度非常高，運轉出來的原料均勻，能有效的提高陶瓷產品的配方質量。適合于各種外墻磚、內墻磚、地磚等各種產品粉料的研磨。

在國內，也有陶瓷廠是采用碾碎系統加間歇球磨機，如采用神工快磨式多層對輥及破碎系統將石粉碾碎再進入老式間歇球磨機加工，有的陶瓷廠是先用老間歇球磨粗磨，然后進入連續球磨機進行精磨等。湘潭億達機電新推出的碾碎系統與組合式連續球磨機搭配，完全不再需要傳統間歇球磨機，節能效果顯著，比原先的傳統球磨工藝要節能30～40%，不僅達到了最大限度的節能效果，實現全自動化操作，同時也能克服傳統間歇球磨機原料加工工藝的種種弊端。

4.2 組合式連續球磨機優勢顯著

目前我國主要采用的連續球磨為組合式連續球磨機，它是一種新型球磨機，主要結構包括筒體、傳動裝置、原料和研磨體的進出料裝置、自動檢測和自動控制系統等。工作時由電機、減速機和皮帶輪組成的驅動系統，通過皮帶帶動，有皮帶槽的筒體作旋轉運動；原料和水在進料裝置驅動下通過進料端空心軸進入筒體內；在筒體帶動下，裝有一半多的原料、水和球石作相互沖擊，旋轉運動，原料在球石的強力沖擊下，迅速得到研磨；原料經過一個多小時的強力研磨，經最后一個筒體（一般為3～5個筒體組合）的出料口流出，完成整個原料的球磨過程。

傳統球磨機是封閉式研磨，原料、水和球石裝滿整球才能運轉，研磨效果差；組合式連續球磨機是開放式的，只裝有一半多的原料、水和球石，球石上下落差大，對原料沖擊勢能大，球石被帶到高處直接沖擊原料而產生很好的研磨效果，研磨好的原料可以馬上從最后一級筒體流走，不會產生過磨現象。連續球磨機對每一節球體的轉速可根據其內部原料粒度不同采用最佳運行速度，提高了生產效率，并且自動化程度高，可實現無人操作和遠程控制。得到的泥漿溫度高、流動性好。傳統球磨的泥漿含水率在33%～34%，而連續球磨的泥漿含水率可降到32%。這對噴霧干燥節能有很大的效用。

連續球磨機能夠顯著降低原料制備的能耗、大幅度降低生產成本，而且由于泥漿性能穩定、使產品質量和成品率得到提高，還具有便于生產管理、實現自動配料和連續化生產、生產周期大大縮短、節省占地面積、極大地提高了勞動生產率等優勢。

5 分類粉碎球磨技術研究成功

所謂分類粉碎球磨技術，實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合應用。目前國內最具代表的是博暉機電出品的神工快磨裝備，這是使用干法立磨再結合球磨的工藝，比傳統濕法球磨節能25%以上。而淄博唯能陶瓷則采用輥壓干法破碎脊性料結合連續球磨技術，理論上這是一種更高效節能的原料加工技術組合，原料處理過程采用脊性料對輥破碎、高效除鐵、連續球磨，整個原料加工粉碎研磨到出漿流程僅需1.5個小時。分類粉碎球磨優勢明顯，縮短粗磨時間，節省粗磨能耗，物料結構碎裂，粒徑均勻，易于球磨。

6 干混色料裝備誕生

一般來講，現在的陶瓷磚粉料大多都是通過濕法工藝制備，有色粉料（或稱色泥、色粒）也是通過濕法工藝將色料與坯料配方料加水球磨噴霧干燥造粒。由于在生產制造過程中，有色粉料的使用量小、品種多，要求儲存系統復雜，加工過程經常需要洗球洗塔（球磨機與噴霧干燥塔），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，大大簡化了有色粉料的制備工藝，簡化了生產工序，同時也降低了生產制造成本與管理成本。

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

7 幻彩立體布料技術推出

坯體與磚面顏色效果基本保持一致的通體大理石瓷磚，在對瓷磚進行倒邊倒角之后，仍具有和磚面基本一致的紋理，同時其顏色、肌理、功能無限逼近天然石材，比天然石材更經久耐用。這種通體大理石瓷磚的坯體主要通過多層數字化布料技術來實現，行業內將之稱為幻彩立體布料。干法混色著色系統、幻彩立體布料技術與噴墨滲花協同構筑了新一代通體大理石瓷磚產品的主體技術，使通體大理石瓷磚個性定制成為可能。 賽普飛特、寶德、博暉等裝備企業都分別推出了幻彩立體布料技術。

8 大型節能噴霧干燥塔推出

廣東鼎匯能科技股份有限公司推出大型節能噴霧干燥塔，為建陶企業提供節能環保、高效優質的陶瓷粉料生產制造的整體解決方案，打造現代化綠色建陶原料加工系統。

9 微粉破碎機贏得企業支持

佛山南海榮暉陶瓷機械設備廠2015年年底首創推出的新一代帶滾篩防塵型微粉機，憑借著環保防塵、高效耐磨、高性能大流量以及無污染不沾料等獨有優勢，迅速贏得陶瓷生產企業的支持與信賴。該微粉機在多個方面做了創新：1、新型密封式環保防塵設計；2、機器目數加大加強，由以往的6目增加到目前的12目甚至14目，生產的陶瓷原料更加細膩，能有效提升瓷磚磚坯的成品品級；3、加大型的新機型出料量是原有機型的2倍，能夠協同日產量四五萬平方米的大產量窯爐配套使用，同樣一條生產線可以減少一半裝機量，為陶瓷企業節省了水電成本、裝機空間和生產時間；4、與陶瓷原料直接接觸的工作室內壁和粉針等關鍵部件，使用了榮暉全新研發的超級納米耐磨進口材料，耐磨性是黃銅的27倍、鋼鐵的7倍，延長了機器的使用壽命。并且，使用過程中不沾料，減少了陶瓷原料磨損，對陶瓷粉碎無污染。

10 結語

2015 年陶瓷行業在原料制備技術方面取得了很大進展，攻克了幾十年來困擾行業的發展能耗與污染的瓶頸，為陶瓷行業的節能減排和可持續發展帶來了福音。