南方多雨地區干法制粉技術的應用分析與探討*

李家鐸 鐘保民 嚴文記

(1 佛山眾陶聯供應鏈服務有限公司 廣東 佛山 528000)(2 廣東東鵬控股股份有限公司 廣東 佛山 528000)(3 廣東博暉機電有限公司 廣東 佛山 528000)

自2015年以來，面對日益嚴峻的環境壓力，國家加大了環保執法力度，被企業和媒體稱為“史上最嚴”的環保治理專項行動不斷推出，“沒有最嚴，只有更嚴”已經成為常態。而2017年4月起，環保部啟動的“2+26”城市環保督察活動，對京津冀及周邊污染傳輸通道上的28個城市強化督查，其中包括陶瓷行業在內的多個“重污染”行業被作為重點。8月18日國家環境保護部、發展改革委等多部委和北京、天津、河北、山西、山東、河南6省市聯合出臺《京津冀及周邊地區2017～2018 年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》，多地進一步將陶瓷企業的環保治理要求提高，基本上這個冬季上述區域內的陶瓷企業只有燒天然氣才有可能讓其正常生產，避免被誤停。

1 干法制粉與濕法制粉對比

1.1 工藝對比

從圖1工藝流程簡圖可以看出，干法制粉和濕法制粉最大的區別是：原料制備環節不再大量外加水。這樣后面就不需要配置干燥設備——噴霧塔，實現大幅度減少去除這些水所需消耗的能源。

圖1 工藝流程對比圖

1.2 效益對比

1)經濟效益。根據山東東鵬有限公司、河北領世陶瓷有限公司、淄博樂陶仕節能科技有限公司、佛山溶洲建筑陶瓷二廠有限公司、山東義科節能科技股份有限公司等目前幾家應用成功企業公布的數據，干法制粉和濕法制粉比較，節能在70%以上，制粉成本降低20%以上，經濟效益顯著。

2)社會效益。干法制粉除了顯著的經濟效益以外，還會有明顯的社會效益。根據目前應用成熟企業公布的數據，在瓷磚品質相同的條件下，干法制粉工藝比傳統濕法制粉工藝的綜合節能效果達47%以上，原料車間的用地可以減少60%，廢氣排放減少50%～60%，節水80%，節電30%，節省燃料50%，社會效益顯著。

2 國內干法制粉的應用情況

目前國內的干法制粉技術服務商中，已經取得項目成熟應用的有：廣東博暉機電有限公司 (與意大利LB公司合作) 、山東義科節能科技股份有限公司 、淄博樂陶仕節能科技有限公司 (與咸陽陶瓷研究設計院合作)、廣東寶綠特環保設備有限公司。根據目前國內各應用項目提供的公開資料，在同樣采用煤作為燃料的條件下，在粉料制備工序，干法制粉可以實現節能70%以上，項目投資回收周期為1.5年左右。

國內干法制粉技術應用首先落地在山東淄博產區，并在多家企業得到成熟穩定應用。淄博新空間陶瓷有限公司已經成為一個沒有煤氣發生爐、沒有噴霧干燥塔的使用天然氣的全干法制粉陶瓷磚企業。淄博卡普爾陶瓷有限公司作為一家連續使用干法制粉技術最長的企業，取得了大量生產經驗和數據，已經在上第二套系統。河北領世陶瓷有限公司建成了繼東鵬陶瓷有限公司之外全國第二條干法制粉瓷磚生產線。山東義科節能科技股份有限公司作為一家專業供粉企業，產品在多家陶瓷企業得到成功應用，產品包括地爬壁瓷片、仿古磚、歐式連鎖瓦、外墻磚等。目前還有山東、湖北、江西、四川多家陶瓷企業處于評估、基建、設備選型安裝的不同階段。

3 制約干法制粉推廣的因素

干法制粉技術的經濟效益和社會效益得到廣泛認同，又有節能減排這樣的外在推動力，可是在國內應用推廣相當緩慢，一直以來對于新技術的應用處于領先地位的廣東產區除了個別企業試用以外，總體反應平淡。其原因如下：

1)國內陶瓷磚產能嚴重過剩，新的生產線很少，上馬干法制粉會導致重復投資。國內瓷磚產能過剩是個不爭的事實，只是過剩量多少眾說紛紜，所以近年來新的生產線投入極少，新上的生產線多為大板或其他新產品配置。

原有陶瓷生產線已經配置濕法制粉工藝技術，球磨機、噴霧塔、漿料池，加上各種附屬設備，投資少則一兩千萬，多則數幾千萬甚至上億，場地規劃滿滿，在此情況下，企業就沒有再重復投資干法制粉設備的的必要。至于那些少量新投資的生產線，多為企業產品創新提高競爭力配置，需要穩妥成熟的技術，根本不會冒然采用干法制粉技術。

2)南方多雨地區原料含水率高，實施干法制粉困難。收集目前干法制粉取得成功應用的山東淄博產區和接受度相當較低的廣東佛山產區多家瓷磚廠的坯體原料含水率對比。對比結果如表1所示。

表1 山東淄博與廣東佛山坯土原料含水率對比

由表1可以看出，兩地原料含水率差異很大，山東淄博的原料可以配料完成直接進入立磨加工制粉，而廣東佛山的原料這樣高的含水率如果直接進入立磨會產生泥漿，無法正常生產。按照目前掌握的數據，進入立磨的原料含水率要控制在12%以下才能順利生產，也就是說佛山的原料必須把含水率降低到這個值才能應用現有的干法制粉技術。

3)科技創新意識不足，對干法制粉技術存觀望態度。由于之前我國處于高速發展階段，靠模仿和粗放式的管理就能實現可觀的經濟效益，所以企業科技創新的動力不足。我們習慣于享受現成的技術，大家都希望繼續觀望，等待技術成熟。由于慣性思維，大部分企業都停留在簡單的“小打小鬧”形式的技改方面，很少有企業愿意去使用如干法制粉這樣需要“動大手術”的技術，因為這個技術還沒有大面積推廣，不能直接復制和模仿，企業會心存抵觸和疑慮。

4 南方多雨地區推廣干法制粉技術的解決方案

盡管制約干法制粉技術推廣應用有多種因素，但是對于南方多雨地區，原料含水率過高才是核心障礙，只有有效地解決這個問題才有可能使這個技術在這些地區生根。

4.1 利用技術方法對含水率高的原料進行干燥

4.1.1 砂石料的干燥

砂石料主要為瘠性原料，含水率相對較低，一般在15%以下，其比較松散，有稍高的流動性，透氣性相對較好。根據這些特性，可以使用固定干燥床，利用窯爐余熱進行干燥，將砂石料含水率較高的烘干到8%最好。

圖2 砂石料干燥示意圖

圖3 泥料干燥工藝示意圖

4.1.2 泥料的干燥

泥料因為具有較高塑性，且南方的泥料含水率較高，一般在30%左右，進廠的泥料大都是半漿狀的泥塊，黏黏的很難切開或者打散。針對泥料特點，將泥塊先通過擠泥機擠壓制成泥條，利用類似于瓷磚的多層干燥窯進行干燥，將含水率降到15%以下。系統熱源可以利用瓷磚生產線余熱或者單獨配置熱風爐。

4.2 加強管理，從各個環節控制水分進入

4.2.1 加強對供應商的管理，從源頭控制原料含水率

原料含水率高，有些是不可控的，比如南方的黑泥，大部分是長期浸泡于水中，露天開采，不經過日曬或者烘干是無法降低含水率的，還有大量的原料含水率可以從礦山管理、開采管理、儲存、運輸等環節進行控制的。這需要從建立互惠的供需關系做起，大量的含水原料中的水分在供應的環節轉移都需要費用，最后都落到陶瓷磚的成本上，這個陶瓷企業應該有個清醒的認識，而不是簡單的“扣水分、扣貨款”那么簡單。只有建立供需雙方長期合作共贏的關系，取得互相信任，供應商知道降低含水率的重要性，積極參與控制，自然可以取得事半功倍的效果。

4.2.2 陶瓷廠加強原料防護，防止雨水再次淋濕原料

長期以來陶瓷廠的坯土原料主要以露天堆放為主，現在還有一些企業在沿用這種做法，這樣很容易導致原料進廠后堆放時被雨淋到，使含水率增加。對原料加蓋防護可以防止原料遭受二次雨淋，同時在堆放過程中自然蒸發還可以適當降低原料的含水率。原料加蓋防護也是環保要求，2017年6月公開征求意見的《陶瓷工業污染物排放標準》(GB 25464-2010)修改單，特別增加了“無組織排放控制措施”要求，其中對原料控制部分“圍擋、密閉、設置堆棚”等措施作為強制要求必須執行，這也為原料防止淋雨提供了可行性。

5 南方多雨地區干法制粉的經濟效益預估

由于原料含水率不同，南北方實施干法制粉的技術路線不同，其經濟效益和社會效益也會有差異。干法能耗與原料狀態、配方結構密切相關。

表2 原料綜合水分7%，北方某干法制粉項目的實測數據

表3含泥量較少，綜合水分6%，北方某干法制粉項目的實測數據

序號項目濕法干法降低比列(%)1綜合熱耗(kcal/t)544825．884931．384．42綜合水耗(L/t)4008080．03綜合電耗(kW·h/t)57．8449．7613．9

表4南方泥類料含水30%，占比30%；砂石料含水15%，占比70%時，能耗預估數據

序號項目濕法干法降低比列(%)1綜合熱耗(kcal/t)42000020000052．42綜合水耗(L/t)1988059．53綜合電耗(kW·h/t)5351．462．9

可以看出，干法制粉技術即使在南方由于原料含水多，需要配置相應的干燥設備，增加能耗，一樣有節省降耗的明顯優勢。

表5南方泥料含水25%，占比30%；砂石料含水10%，占比70%時，能耗預估數據

序號項目濕法干法降低比列(%)1綜合熱耗(kcal/t)42000013800067．12綜合水耗(L/t)2428066．93綜合電耗(kW·h/t)5350．325．1

從目前陶瓷行業的整體狀況來看，即使在南方多雨地區原料含水率較高，還是無法達到不加水就可以正常球磨，也就是說，濕法制粉工藝還是必須加入數量不少的水進去才可以球磨。干法制粉技術在我國北方首先得到推廣使用，原料含水率較低是個得天獨厚的條件。現在北方干法制粉技術的成熟應用積累了大量處理各種復雜狀況的經驗，奠定了此技術在全國推廣的基礎。隨著節能環保壓力的增大和大量企業社會責任的提升，干法制粉技術會逐步變成陶瓷制粉的主要技術。