陶瓷原料制备:聚焦节能降耗，传统制备技术或迎革新

三大技术均步入实际应用阶段

建筑陶瓷行业对于节能降耗的探索，在近几年来的政策高压和人们不断提升的环保意识的多重影响下，迅速得到提升。继窑炉节能降耗理念得到行业认可，并在实际应用中取得极大突破后，原料制备环节节能探索开始进入人们的视野，引起了更多行业人士的关注。

中国建筑卫生陶瓷协会副秘书长、华南理工大学教授尹虹博士曾在其专栏文章中提及，目前陶瓷墙地砖原料制备技术的三大亮点是干法制粉、连续球磨与分类快磨工艺技术。

 这一观点得到了业内众多专业人士的一致认可：节能降耗是大势所趋，虽然在短期内无法完全取代传统原料制备，但行业对于“原料制备节能降耗”的探索及在该命题下研制出的机械设备和工艺技术必将成为关注焦点。

鼎汇能陶瓷连续式球磨机现场运行图。

干法制粉迈入实际应用阶段

2014年广州工业展期间，干法制粉掀起的热潮便是最有力的证明之一。彼时，由于场地限制，首次现身工业展的干法制粉并未能得以全部展示，但从现场摆放的通过干法制粉工艺处理的原料及组图展示，该展位受到了极大地关注，而展示该技术的山东义科节能科技有限公司也自此成为国内干法制粉领域的先行者之一。

近日，山东义科节能科技有限公司董事长姚长青在接受陶瓷信息采访时透露，由义科节能自主研发的EDP干法制粉系统生产线已经于2014年5月在淄博金卡公司成功投产。“从近一年的实际使用情况看，使用义科的干法制粉工艺生产的仿古砖粉料完全能满足用户的使用要求”。

 据介绍，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，较湿法工艺，干法工艺综合节能超过60%，并且排放完全能达到国家公布的新的排放标准。“此外，在使用过程中还发现，使用干法工艺生产的料粉压制的瓷砖，在同样配方、同等压力还有其他参数几乎相同的条件下，生坯强度至少提高50%以上， 收缩率是湿法的一半，压机冲压次数可以比原来提高1-2次”。姚长清指出，尤其对大规格不修边的产品，使用效果非常好。“以600×value="600" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0" w:st="on">600mm不修边的仿古砖为例，当产品吸水率在1～3%时，尺寸误差可以控制在value="1" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0" w:st="on">1mm以内”。

 事实上，行业资深人士、尤其是技术人员对于“干法制粉”并不陌生，这一工艺在国内的使用其实由来已久，在引进喷雾造粒之前，国内大多数陶瓷生产厂家使用的就是干法工艺，只是彼时的干法工艺制备的粉料由于缺乏流动性，颗粒级配的研究更是一片空白，故而无法满足自动压机的需求。所以随着自动压机的引进与数量的增加，喷雾造粒技术逐渐成为主流，湿法制粉随之占据了市场的绝对主导地位。

于是，对造粒机理的研究，成为了干法制粉工艺突破的重点方向。姚长清向 介绍，义科公司目前已在关键技术和装备上取得突破，在过去近一年时间，淄博金卡公司样本生产线的实际使用，也进一步证明义科的干法制粉技术及装备完全可以满足吸水率在1%以上的釉面砖产品的使用要求。

然而，这也是目前干法制粉的局限所在——一是其产品吸水率较高，无法满足吸水率1%以下产品的生产要求；二是产品规格也受到影响，目前仅能稳定生产600×value="600" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0" w:st="on">600mm及以下规格的产品。

姚长清坦言，虽然目前国内干法制粉取得了一定的突破，但还需要通过具体用户的实际使用使之不断完善。鉴于目前陶企因受到政策与市场双重压迫而减退的投资热情，其在新的生产设备以及工艺技术的投资与尝试更为谨慎。

虽然前期研发与投资成本偏高，然而干法工艺所带来的节能效果和环境的改善，依然吸引了不少企业的关注。“现在新建厂湿法的投入和干法的投入，干法大概贵20%左右，但综合算起来，每个质量加工成本就比湿法的便宜接近40%”。广东博晖机电有限公司总经理梁海果分析道。其公司与意大利LB公司达成合作，引入干法制粉工艺，期望能够寻找或最终开发600×value="600" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0" w:st="on">600mm、800×value="800" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0" w:st="on">800mm甚至更大规格陶瓷砖的干法制粉工艺。

梁海果介绍说，博晖机电将用6个月的时间在山东做一条瓷片的干法制粉生产线，然后让干法制粉工艺逐渐南下。

“今年下半年会陆续有使用义科装备的生产线投入使用”。姚长清也表示，干法制粉是大势所趋，虽然其在相当一段时间内无法完全取代湿法工艺，但在过去的一年中，公司也对商业模式重新进行了梳理，新的商业模式将会使干法制粉工艺更快地在一些地区得以推广使用。

 球磨新探索，组合出击更有力

连续球磨在近几年逐步得到重视，与间歇式球磨相比，连续球磨系统在节约能源、人力和空间的优势极为显著。

山东鼎汇能科技股份有限公司总经理孙华向陶瓷信息提供了一组对比数据：

一台40t的间歇式球磨机，一天大概可以出50t干粉料，需要研磨12～17个小时出料浆；而一组鼎汇能连续式球磨系统（5台磨机）24小时出粉1000t-1400t左右，相当于25台40t的间歇式球磨机一天的出粉量；

从节约空间角度来说，一组鼎汇能连续式球磨系统最多需要2亩地（1300平米左右），而25台40t的间歇式球磨机的球磨车间需要占地14～16亩；

从节电量来说，一组鼎汇能连续式球磨系统生产1000吨干粉料正常运营的用电量不超过3.5万千瓦，而40t的间歇式球磨机生产1000吨粉料的用电量一般在8万千瓦，节电达到56%以上，仅计算用电成本，连续球磨系统一年可为企业节省近1500万元。

“由于全程自动化，包括铲车司机在内，一组连续式球磨系统最多仅需18个人，劳动力成本也大大减少；另外，连续式球磨只需要5台磨机，每台磨机的尺寸和容积和间歇式球磨机差不多大小，所以其所使用的高铝衬和高铝球石也只相当于5台间歇式球磨机的用量，这样就节省了20台40t磨机需要使用的高铝衬和球石。”孙华介绍到，同时由于连续式球磨系统能直接使用高压电流，所以不需要使用配电室，从初期资金投入上来说，25台40t的间歇式球磨机加上基础浇筑、高铝衬、高铝球、配电室、电缆等的投入几乎是连续式球磨系统资金投入的一倍。

据了解，鼎汇能连续球磨系统已经在陶瓷企业投入生产，该企业从去年9月份开始使用连续式球磨系统以来，已经有大半年的时间，与此前运用间歇式球磨相比，由于全程自动化，没有杂质参入，开机后仅需1.5小时就可以24小时持续不断的出浆，无需人工放料、出料，水分更为均匀，瓷砖的坯体粉料流动性特别好，更为细腻均匀。

连续球磨的优势广受认可，在国外，这已经是一项较为成熟的技术。但在国内，受原料标准化问题的影响，该技术的研发进度和实际应用并不理想。

“国外的连续球磨需要建立在统一标准化的料粉基础上，但对于中国和亚洲的大部分陶瓷产区来说，陶瓷原料体积、细度等千差万别，没办法实现原料标准化，所以30年来，拥有成熟技术的国外连续式球磨系统并没有在中国得到使用”。孙华分析指出。

 因此，国内的连续球磨系统，往往会在原料进入连续球磨机之前，对原料进行预处理，加工成标准细度的粉料。

2014年，湘潭市亿达机电设备制造有限公司提出“间歇式+连续球磨”的组合式连续球磨机设想，并在2014年的广州工业展上作了相关展示，得到了极大地关注。该公司总经理周碧辉在出席某论坛活动时介绍到，传统间歇式球磨机单位电量为每吨粉料40～41度，组合式连续球磨机与间歇式球磨机混合运用单位电量为每吨粉料31度左右，每吨粉料可以节约10度电。

“但节能效果不明显。”周碧辉日前在接受陶瓷信息采访时表示，在解决原料预处理的问题上，让连续球磨发挥更好的效果，亿达机电一直也在作进一步的探索与思考。他认为，连续球磨系统更为稳定、更节能的关键在于“少磨多碾”。基于这样的思考，他进一步指出，“‘神工快磨+连续球磨’的组合可将这一问题更好解决，发挥更好的效果。”

  无独有偶，广东博晖机电有限公司总经理梁海果反而在一次接受采访时也表达了类似的观点：我认为陶瓷原料湿法加工工艺，将来也许最佳组合就是我们的“神工快磨”结合“连续球磨”组合应用。

博晖机电“快磨”项目立项于2010年，据介绍，神工快磨设备可使球磨的数量减少30%，每吨粉料（包括错峰、球磨的节省、电耗）节省在12元以上，节能效果较为显著。

  但在梁海果看来，从原料的属性上说，在抛光砖、瓷质仿古砖原料处理上，“神工快磨”工艺比较有优势，但对于瓷片原料，“神工快磨”的优势并不显著。因此总体来讲，如果使用“神工快磨”结合“连续球磨”工艺，湿法加工原料，相对传统湿法工艺，综合节能或可达40%以上。（  张园）