【分析】干法制粉技术在陶瓷墙地砖生产上应用现状分析

    干法制粉技术在陶瓷墙地砖生产上应用现状分析

陶瓷产业是“用水大户”，对于墙地砖生产而言，目前普遍采用的湿法球磨、喷雾造粒工艺消耗了大量的水和能源。在国家日益严格的节能减排政策约束下，干法制粉逐渐走入陶瓷企业及上游供应商的视野，引起了越来越多业内人士的重视。

■国内干法制粉起步晚

20世纪70年代，意大利、德国和英国等就投放了大量的人力和物力，致力于研究开发陶瓷墙地砖的干法制粉生产技术。1985年，意大利的l.b公司成功地设计并制造了世界上第一台陶瓷墙地砖干法制粉生产技术的关键设备———增湿造粒机。其投入实际生产中取得了令人瞩目的成就。所获得的陶瓷粉料性能与喷雾干燥生产技术所制备的陶瓷粉料性能基本相似，坯体致密度、机械强度及产品质量等技术指标略高于喷雾干燥生产技术所得坯体的相应指标。随后，德国的agrob公司及英国的a?鄄tritor公司也设计制造出了增湿造粒机。我国是20世纪90年代初设计制造了陶瓷墙地砖干法制粉生产技术的关键设备———增湿造粒机，开创了制备陶瓷粉料的新局面，促进了我国陶瓷墙地砖生产的发展。

从干法制粉技术早期的发展历程可以看到，意大利、德国、英国等在干法制粉生产技术的研究上起步早于中国，虽然我国紧随其后也投入到干法制粉的研究中，但是从目前国内干法制粉生产技术的应用来看，国外干法制粉技术、设备已然走在了前面。对此，景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院教授石棋表示，在模仿中进步是国内大部分陶瓷企业的发展模式，国内企业对外来技术、产品的模仿、吸收、改进速度很快，但是由于缺乏自主创新能力，干法制粉等一些全新的先进技术、工艺常落后于国外。

■国内干法制粉系统研发还不成熟

在国家日益严格的节能减排及环保政策下，被外界认定为“高能耗、高污染、高消耗”的陶瓷产业不得不面临着产业的转型升级。于是，干法制粉生产技术走下学术研究的高位，切实地被有远见的企业纳入到自身企业的发展规划中。据了解，科达机电早在2009年就开始立项研发干法制粉系统，如今已进入中试阶段，预计今年年内将会迎来真正的工业应用。科达机电整线工程事业部副总经理黄慧林表示，湿法转干法，最大的意义在于节能，干法制粉只用电能以及少量的原料，省去了喷雾塔和球磨机，综合节能在60%以上。随着国家对企业节能减排要求的日益严格，不管建陶单位产品能耗将以何种标准来计算，这种工艺都可以完全达到国家标准。

而山东义科节能科技有限公司（下称“义科节能”）则在干法制粉系统的研发上抢先迈出了一步。义科节能经数年研发，实现了陶瓷干法制粉新工艺成熟量产，关键指标“一次制粉合格率”已达95%以上，远超国际上同类技术所实现的60%，已经申报多项发明专利。在2012年5月28日至31日举行的“中国国际陶瓷技术装备及建筑陶瓷卫生洁具产品展览会”上，义科节能携最新干法制粉技术工艺首度亮相工业展。参展期间，这项新工艺获得了众多陶瓷企业的关注。

然而，不可忽视的一个现状是，国内干法制粉系统的研发还不成熟。义科节能董事长姚长青在采访中表示，该系统主要是针对釉面砖。由于干法除铁仍然没有湿法除铁那么干净，所以如果是生产抛光砖的话，建议暂时不用这套系统，义科正在研发相应的方案。

■干、湿法制粉工艺流程对比

长期以来，墙地砖生产普遍采用湿法制粉工艺。湿法制粉工艺是原料加水细磨成含水量为40%左右的泥浆，泥浆过筛后经液压柱塞泵送入喷雾干燥器造粒，造粒后经筛分及陈腐成为含水量约5%~7%的陶瓷粉料，即干压成形用粉料。干压制粉工艺为将各种原料单独粉碎到一定粒度后配料细磨，细磨后筛上料重新返回细磨工序，符合粒度要求的筛下料经增湿造粒机增湿造粒成含水量约10%~12%的陶瓷粉料颗粒，再经干燥及振动筛分后，筛上料经微破碎后再次进入振动筛，筛下料送至料仓陈腐后，即得干压成形用陶瓷粉料。工艺流程可以表示为：原料粗、中、细碎→配料→细磨→过筛→增湿→造粒→干燥→筛分→陈腐→干压成形。

石棋教授给记者分析了干、湿法制粉工艺的差异。“干法制粉系统是闭路系统，从原料进入系统开始到粉料出来都是在封闭的环境中进行，这样就减少了粉尘的排放。干法制得的粉料颗粒形状不规则，表面粗糙、不光滑，由于是实心颗粒所以干压压缩比小，经压机压出来的坯体会较湿法粉料致密度高。”石棋解释道。

■干法制粉节能优势大

义科节能官网发布的干、湿法工艺原料制备成本对照表显示，湿法每吨粉料消耗煤60~100kg，电60~80kw·h，水35~40kg，占用场地1500~2000m2。而干法每吨粉料消耗煤为0，电40~60kw·h，水9~12kg，占用场地300~500m2。以日产300吨粉料计算，全年综合节约成本大于750万，节水大于3万吨。姚长青表示，干法制粉不仅符合国家节能减排的政策要求，而且对企业也有实际的利益。

■干法制粉面临的难题

“干法制粉是一个系统工程，虽然国内很多企业都看到了它的潜力，但是干法制粉却迟迟未能推广开，原因就在于干法制粉需要配套设备，一些设备包括压机、窑炉等都要跟着做相应的调整，这是一个系统的工程，单独的设备对于干法制粉工艺的推广作用不大，”石棋表示。

原山东工业陶瓷研究设计院副总工程师沈均权也表示，陶瓷产业改湿法为干法生产，其必要的前提有：1、性能稳定的各类原料，包括化学成分、矿相成分、物理性能以及细度和级配稳定的各类原料。2、高效的干式粉磨及均匀预混合设备。3、与干法生产方式相匹配的各类制粉和成形设备。4、高效节能的烧成设备。

业内人士认为干法制粉在设备、工艺、技术等方面已经可行，目前最大的制约因素是原料的标准化。由于干法制粉同样要求均化和稳定性，所以原料标准化显得非常重要和关键。然而，原料标准化是困扰中国陶瓷行业多年的老大难问题，如何解决这个问题还有待探索。

■展望：干法制粉前景广阔

虽然干法制粉在国内尚未全面推广，但是业内人士对于干法制粉的前景表示看好。科达机电整线工程事业部总经理陈水福认为，在目前国内陶瓷的生产系统里面，节能潜力最大的是在原料制备方面，因为它彻底颠覆了目前粉料制备的工艺，所以干法制粉未来肯定会成为行业的方向。

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