陶瓷原料制备技术新进展综述

摘 要：2015年陶瓷行业研发推出了多种原料制备新技术，有的已进入推广应用阶段。本文综述了2015年这些原料制备新技术装备在节能降耗和环保领域取得的突破，并概述了行业应用这些新技术的进展情况。

关键词：原料制备；节能环保；技术；装备

1 引言

2015年国内陶瓷行业总体形势并不乐观，在日益激烈的竞争中，企业除了在管理方面挖掘潜能、降低成本之外，也在不断的研发新产品，推出新技术。在原料制备这个环节，干法制粉和连续球磨技术的完善仍然是行业节能降耗的主题，行业对技术创新的渴望增加，越来越多的陶瓷装备制造企业把目光瞄准了这一领域，陶瓷生产企业对这些技术的应用也取得了新的进展，提出了新课题，这反过来也推动了行业技术的不断进步。

2 干法制粉技术进入新阶段

2.1应用于陶瓷墙地砖

2.1.1技术攻关取得突破

继山东淄博义科节能完成的“陶瓷干法制粉工艺及装备”，通过省级、部级科技成果鉴定，佛山市溶洲建筑陶瓷二厂有限公司完成的“陶瓷粉料高效节能干法制备技术及成套设备”项目，通过中国建筑材料联合会科技成果鉴定之后。2015年山东义科节能公司的“陶瓷砖干法制粉技术与关键装备的研发”获得了首届陶瓷行业科技进步一等奖。

陕西咸阳对咸阳陶瓷研究设计院等单位承担的“十二五”国家科技支撑计划课题“陶瓷砖新型干法短流程工艺关键技术与示范”，2015年进入项目攻关最后阶段，相关生产示范线在淄博产区调试运行。

2.1.2干法制粉瓷砖生产线成功应用

2015年11月，由意大利LB公司和广东博晖机电联手为亚洲地区定制的首个干法制粉工程在东鹏山东基地落户，该套系统工程操控便捷，大生产期间设备运转平稳，能耗节约效果显著，粉料完全干式造粒状与传统湿法造粒状对比吻合，出砖成品合格率为96%。通过对成品砖的检测，结果显示，该工艺技术没有对打砖次数、施釉、烧成恒温控制等产生任何影响，也完全达到湿法工艺坯体同样白度，及同样优等合格率。比传统湿法制粉工艺综合节能47%以上，废气排放减少55%。

2015年山东义科与金卡陶瓷联合建成一条干法制粉墙地砖试制生产线，生产最大规格600 mm的地砖，600 mm的木纹砖，150 mm×150 mm的小砖，厚度仅3 mm。能耗节约效果显著。目前山东义科的干法制粉主要用于内墙砖、外墙砖、仿古砖和发泡陶瓷。

2.1.2节能环保效果显著

在实际使用过程中，干法制粉工艺带来最明显的效果就是节能和环保，排放完全能达到国家公布的新的排放标准，可做到零废气、零粉尘排放等特性。以生产1吨陶瓷粉料为准，干法制粉比湿法制粉节能35%左右、节水70%左右、二氧化碳减排36%左右、节电12%左右，综合能耗减少45%以上。目前，墙地砖生产干法制粉的研究与应用在我国瓷砖行业已经进入了一个崭新的阶段，已经开始全面走向应用。

2.2应用于陶瓷薄板

与湿法制粉相比，干法制粉完全消除了湿法造粒喷雾塔环节，减少了湿法工艺的“加水蒸发”过程，直接节约用水70%以上，与之相应的是蒸发这些水的用电、用燃料及产生的排放等，还有湿法工艺中的大型设备球磨机与喷雾干燥塔及浆池等。

由于干法制粉和陶瓷薄板本身都具备良好的环保意义，加之新《环保法》的推动，干法制粉与陶瓷薄板结合的价值就更加让人期待。对于干法制粉在薄板生产上的应用难点问题，按照湿法造粒的工作原理来推论，干法制粉同样可以用于薄板生产。但不得不承认，干法制粉应用于陶瓷薄板只是在理论上可行，实际情况如何还有待于进一步探讨和试验。目前，西斯特姆（system）正与MS合作研发干法制粉薄板。

3 新型干法研磨技术颠覆传统色釉料生产研磨方式

如果说干法制粉的研究与应用推动墙地砖生产进入了一个崭新的阶段，对于节能减排具有重大意义。新型干法研磨技术的推出则是陶瓷颜料、色釉料、熔块等产品颠覆传统湿式研磨的大胆之举。

以广东派勒智能纳米科技股份有限公司推出的MORPH DHM系统为代表的新型干法研磨设备，是将物料的干法研磨及动态分级整合在一起的创新型装置。该系统效率高、能耗低，是干法生产亚微米或纳米材料的有力手段，而且没有污染，几乎适用于所有干粉的精细粉碎。这种特殊的研磨概念是物料基本上通过介质独自产生的研磨能量在自磨，机器本身无磨损，更加不需要高能耗的压缩空气。

与传统的气流磨相比，MORPH DHM系统的气流磨节能明显。其主要有五个方面的特征：第一，与传统气流磨相比，经济性能非常突显，是干法研磨领域里的一项革新型的创新技术；第二，干法球磨与动态离心多次分级同步进行，风轮精确控制粒径；第三，智能控制系统使操作过程全自动化；第四，整套装置安排紧凑，占用空间小；第五，机型结构设计没有物料残留，无损耗。其操作特征主要包括以下三个方面：首先，通过调整分级器来设定最终物料的细度；其次，分级轮通过气流自动分离物料，无粗颗粒，颗粒粒径分布精准可调；最后，所有操作参数如最终产品的质量，MORPHDHM的转速，动态分级机的转速及系统内空气的流速及压力等都智能可控可调。该系统可广泛地应用于众多工业领域物料的干法研磨和分级，在陶瓷行业里主要应用于陶瓷颜料、工业陶瓷、釉料、色料、熔块等产品。

4 连续球磨新技术相继推出

4.1新型连续球磨技术相继推出并投入使用

国际上连续球磨技术的应用已经超过20多年历史，国内中润陶瓷在上世纪90年代曾引进过萨克米连续式球磨，但没有投入应用。2014年清远豪邦引进安装萨克米连续式球磨机投入了应用。2015年湘潭亿达机电设备生产的组合式连续球磨机在恩平晶鹏陶瓷调试运转成功。淄博唯能陶瓷原料粉碎也开始使用连续式球磨机，该公司推出的陶瓷原料连续球磨系统包括球磨筒体单元、传动装置、单元连接加球装置、进出料装置，节能效果可达50%左右，质量稳定，自动化程度非常高，运转出来的原料均匀，能有效的提高陶瓷产品的配方质量。适合于各种外墙砖、内墙砖、地砖等各种产品粉料的研磨。

在国内，也有陶瓷厂是采用碾碎系统加间歇球磨机，如采用神工快磨式多层对辊及破碎系统将石粉碾碎再进入老式间歇球磨机加工，有的陶瓷厂是先用老间歇球磨粗磨，然后进入连续球磨机进行精磨等。湘潭亿达机电新推出的碾碎系统与组合式连续球磨机搭配，完全不再需要传统间歇球磨机，节能效果显著，比原先的传统球磨工艺要节能30～40%，不仅达到了最大限度的节能效果，实现全自动化操作，同时也能克服传统间歇球磨机原料加工工艺的种种弊端。

4.2组合式连续球磨机优势显著

目前我国主要采用的连续球磨为组合式连续球磨机，它是一种新型球磨机，主要结构包括筒体、传动装置、原料和研磨体的进出料装置、自动检测和自动控制系统等。工作时由电机、减速机和皮带轮组成的驱动系统，通过皮带带动，有皮带槽的筒体作旋转运动；原料和水在进料装置驱动下通过进料端空心轴进入筒体内；在筒体带动下，装有一半多的原料、水和球石作相互冲击，旋转运动，原料在球石的强力冲击下，迅速得到研磨；原料经过一个多小时的强力研磨，经最后一个筒体（一般为3～5个筒体组合）的出料口流出，完成整个原料的球磨过程。

传统球磨机是封闭式研磨，原料、水和球石装满整球才能运转，研磨效果差；组合式连续球磨机是开放式的，只装有一半多的原料、水和球石，球石上下落差大，对原料冲击势能大，球石被带到高处直接冲击原料而产生很好的研磨效果，研磨好的原料可以马上从最后一级筒体流走，不会产生过磨现象。连续球磨机对每一节球体的转速可根据其内部原料粒度不同采用最佳运行速度，提高了生产效率，并且自动化程度高，可实现无人操作和远程控制。得到的泥浆温度高、流动性好。传统球磨的泥浆含水率在33%～34%，而连续球磨的泥浆含水率可降到32%。这对喷雾干燥节能有很大的效用。

连续球磨机能够显著降低原料制备的能耗、大幅度降低生产成本，而且由于泥浆性能稳定、使产品质量和成品率得到提高，还具有便于生产管理、实现自动配料和连续化生产、生产周期大大缩短、节省占地面积、极大地提高了劳动生产率等优势。

5 分类粉碎球磨技术研究成功

所谓分类粉碎球磨技术，实际上就是将脊性料与塑性料分别粉碎球磨，一般是干磨与湿法球磨相结合应用。目前国内最具代表的是博晖机电出品的神工快磨装备，这是使用干法立磨再结合球磨的工艺，比传统湿法球磨节能25%以上。而淄博唯能陶瓷则采用辊压干法破碎脊性料结合连续球磨技术，理论上这是一种更高效节能的原料加工技术组合，原料处理过程采用脊性料对辊破碎、高效除铁、连续球磨，整个原料加工粉碎研磨到出浆流程仅需1.5个小时。分类粉碎球磨优势明显，缩短粗磨时间，节省粗磨能耗，物料结构碎裂，粒径均匀，易于球磨。

6 干混色料装备诞生

一般来讲，现在的陶瓷砖粉料大多都是通过湿法工艺制备，有色粉料（或称色泥、色粒）也是通过湿法工艺将色料与坯料配方料加水球磨喷雾干燥造粒。由于在生产制造过程中，有色粉料的使用量小、品种多，要求储存系统复杂，加工过程经常需要洗球洗塔（球磨机与喷雾干燥塔），造成诸多不便。因此干混色料诞生，干混色料是利用其相对普通色料的高分散性，直接与普通陶瓷坯体粉料混合，在粉料颗粒表面着色，大大简化了有色粉料的制备工艺，简化了生产工序，同时也降低了生产制造成本与管理成本。

随着通体大理石瓷砖的大量生产，干混色料与装备也得到较大规模的应用，其装备从前几年意大利LB公司的易彩着色（Easy Colour），到2015年国产化干混色料装备开始普及，市场连续性或间隙性的装备都有应用。宝德、博晖（LB）与众多的色釉料企业分别推出了干混色料与干法混料着色设备（连续或间隙式）。由博晖和LB公司共同研制的易彩着色系统，已经在山东淄博欧西曼陶瓷厂取得成功中试，易彩着色系统最大亮点就是转产快，给更多中、小型订单带来便利。

7 幻彩立体布料技术推出

坯体与砖面颜色效果基本保持一致的通体大理石瓷砖，在对瓷砖进行倒边倒角之后，仍具有和砖面基本一致的纹理，同时其颜色、肌理、功能无限逼近天然石材，比天然石材更经久耐用。这种通体大理石瓷砖的坯体主要通过多层数字化布料技术来实现，行业内将之称为幻彩立体布料。干法混色着色系统、幻彩立体布料技术与喷墨渗花协同构筑了新一代通体大理石瓷砖产品的主体技术，使通体大理石瓷砖个性定制成为可能。 赛普飞特、宝德、博晖等装备企业都分别推出了幻彩立体布料技术。

8 大型节能喷雾干燥塔推出

广东鼎汇能科技股份有限公司推出大型节能喷雾干燥塔，为建陶企业提供节能环保、高效优质的陶瓷粉料生产制造的整体解决方案，打造现代化绿色建陶原料加工系统。

9 微粉破碎机赢得企业支持

佛山南海荣晖陶瓷机械设备厂2015年年底首创推出的新一代带滚筛防尘型微粉机，凭借着环保防尘、高效耐磨、高性能大流量以及无污染不沾料等独有优势，迅速赢得陶瓷生产企业的支持与信赖。该微粉机在多个方面做了创新：1、新型密封式环保防尘设计；2、机器目数加大加强，由以往的6目增加到目前的12目甚至14目，生产的陶瓷原料更加细腻，能有效提升瓷砖砖坯的成品品级；3、加大型的新机型出料量是原有机型的2倍，能够协同日产量四五万平方米的大产量窑炉配套使用，同样一条生产线可以减少一半装机量，为陶瓷企业节省了水电成本、装机空间和生产时间；4、与陶瓷原料直接接触的工作室内壁和粉针等关键部件，使用了荣晖全新研发的超级纳米耐磨进口材料，耐磨性是黄铜的27倍、钢铁的7倍，延长了机器的使用寿命。并且，使用过程中不沾料，减少了陶瓷原料磨损，对陶瓷粉碎无污染。

10 结语

2015年陶瓷行业在原料制备技术方面取得了很大进展，攻克了几十年来困扰行业的发展能耗与污染的瓶颈，为陶瓷行业的节能减排和可持续发展带来了福音。