【分析】颗粒级配在陶瓷生产中的案例分析

    颗粒级配在陶瓷生产中的案例分析

在硅酸盐物理化学中，有个有趣的理论叫等径球体最紧密堆积理论。定义就是如果我们将同样大小的球体进行堆积，其中会产生25.95%的空隙。也就是说，为了将一个物系进行最紧密的堆积，应该使用不同级配的颗粒进行搭配，换得最大密度的物质。如果以生活中的案例进行解释，就是将一个瓶子装满，最好的做法是先放大颗粒石头，再放小颗粒石头，再放沙子，再放土，再加水，这样才能最大限度的将瓶子装满。这样的颗粒级配在陶瓷行业也有非常多的案例。

在原料的破碎设备中，有一对机械的原料细碎方式很有趣。就是雷蒙机破碎和景德镇的水碓冲击粉碎。很明显，雷蒙机的粉碎效率比水碓冲击粉碎效率高不知多少倍。毕竟同样一台机器，雷蒙机的产量往往是n吨/小时（根据机器机型和粉碎的矿石种类不同而异），而机椎粉碎往往是n公斤/n小时的粉碎效率。但有意思的是，在福建某砂质高岭矿山，投资者购置了数十台甚至上百台碓式破碎机，而不是投资三五台雷蒙机来进行粉状产品的生产。主要的原因，是雷蒙粉碎和碓式粉碎出料的颗粒级配分散有关。在雷蒙方式粉碎出料的检测中，以200目颗粒计，有85%以上的物料集中在180~250目之间。而碓式破碎，在物料的分散度非常之高，从粗颗粒的40~60目，到细颗粒的325~400目，都有百分之几到二十几的物料存在（原谅笔者的好笔头、滥记忆），因此，在制作日用瓷时，使用碓式破碎粉料，往往生产的陶瓷的致密度、透光度、成品率等会优于使用雷蒙粉碎所得粉料。

在潮州日用瓷产区，泥料厂在使用原料配料的时候，往往特意会使用半生石英，也就是用一半煅烧石英加一半生石英搭配的生产的石英产品。笔者妄加揣测，在泥料配方磨料过程中，使用半生石英，由于石英的硬度很高，在球磨之后，泥料中会残留一部分较粗颗粒石英，煅烧石英和长石被磨碎成较细颗粒，而粘土则被磨成细碎的颗粒。这样在长时间的磨料过程之后，土料、长石和石英会形成一个比较合理的级配，然后最终产品会做到坯体更加的致密，这样的瓷器性能较好。

建陶行业也有类似案例。福建某厂在生产过程中，坯体配方中使用了硅灰石来替换透辉石。然后在球磨过程中，按照以往的生产经验，以球磨一段时间后，以泥浆的万孔筛余来判断泥浆是否已经球磨到位。因为硅灰石是一种针状硬质晶体，球磨难度高于透辉石，因此，在球磨与以往生产相同时间后，泥浆的万孔筛余较高。球磨车间决定延长球磨时间到泥浆万孔筛余达到平时标准。在泥浆终于磨到该厂平时要求的万孔筛余标准后，结果该批泥浆压制的砖坯纷纷出现了缺角掉角现象。这是因为，在球磨硬质难磨硅灰石到一定细度时，配方中的其他物料已经球磨过度偏细，因此在压制砖坯时，压力损耗过大，砖坯底部和边角位置压力过小，很容易就出现了缺角掉角现象。因此，如果在生产过程中，需要对一些原料进行替换的话，需要考虑是否要对球磨工序进行适当调整。尤其是一些硬软质料代换，更须从分考虑球磨工艺的调整。

如果我们想将陶瓷生产的精度更上一层楼，可以考虑在泥料的检测过程中加入颗粒级配的检测。在对物料进行合理的球磨达到一个合适的级配，我们就能在一个合适的压力下将砖坯做的更为紧密，得到更好的产品。这在一些陶瓷公司中，粒度分析也得到了充分的重视。在我们陶瓷实际生产中，物料细度能达到一个合理的级配是很重要的。并不是物料球磨的越细越好，这是我们应该注意的。