1、干法制粉技術(shù)
干法制粉，在噴霧干燥應(yīng)用之前，一直是陶瓷墻地磚粉料制備的重要方法，最為普遍的就是輪碾加濕造粒。但是在濕法球磨噴霧干燥工藝誕生之后， 由于濕法工藝制備的粉料在顆粒形狀、流動性、顆粒級配控制等使用性能方面的優(yōu)越性， 濕法工藝幾乎統(tǒng)治了整個陶瓷墻地磚生產(chǎn)的粉料制備。但是，人們一直沒有放棄對于干法制粉的研究與應(yīng)用， 目前國內(nèi)外在干法制粉技術(shù)方面已取得了顯著的成效。干法制粉的實(shí)施與工業(yè)化應(yīng)用，不僅僅是陶瓷原料加工工藝的重大突破， 而且對于節(jié)能減排具有重大而深遠(yuǎn)的意義。
1.1 陶瓷行業(yè)干法制粉技術(shù)的歷程與現(xiàn)狀
現(xiàn)在陶瓷企業(yè)在陶瓷墻地磚壓型粉料的制備上采用的通常是噴霧干燥濕法制粉工藝技術(shù)， 而這也就造成陶瓷企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場粉塵多、噴霧干燥塔能耗高、用水量大的現(xiàn)狀。近二三十年間，人們開始開發(fā)研究陶瓷墻地磚干法制粉工藝技術(shù)。國外比較有代表性的公司有意大利L.B公司、M.S 公司、GMV 公司， 德國的Eirich 公司， 英國的Atotor 公司。國內(nèi)也一直有企業(yè)在嘗試，但一直沒有比較成功的案例。
2013 年10 月12 日，由山東義科節(jié)能科技有限公司完成的" 陶瓷干法制粉工藝及裝備"通過山東省省級科技成果鑒定。項目研制了立式磨機(jī)制粉、干法增濕造粒、混合造粒優(yōu)化一體機(jī)、窯爐煙氣余熱干燥等關(guān)鍵陶瓷干法制粉工藝及裝備。鑒定總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。2014 年6 月21 日，中國建筑材料聯(lián)合會組織了“陶瓷粉料高效節(jié)能干法制備技術(shù)及成套設(shè)備” 科技成果鑒定會。該項目由佛山溶洲建筑陶瓷二廠有限公司、華南理工大學(xué)、合肥水泥研究院、佛山綠島環(huán)保科技有限公司共同研發(fā)完成。該項目是佛山產(chǎn)學(xué)研合作重大科技成果，擁有十余項專利。與會專家一致認(rèn)為，該成果綜合技術(shù)水平達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
2014 年8 月23 日，隨著淄博金卡公司首批利用干法制粉核心專利技術(shù)生產(chǎn)的高檔瓷磚的出窯， 宣告了國內(nèi)首條干法制粉生產(chǎn)線成功投產(chǎn)。這條生產(chǎn)線采用了義科自主研發(fā)的EDP 干法制粉系統(tǒng)，原料處理采用先進(jìn)的自動化電腦配料，粉料的研磨是用立式磨機(jī)，研磨方式發(fā)生了根本性的改變，大大提高了磨粉的效率。另外，此生產(chǎn)線采用多層震動硫化床進(jìn)行粉料干燥，熱源是利用窯爐的余熱，不需要消耗額外的燃料，從而降低了制粉成本。在造粒方面，此條生產(chǎn)線采用了“分層振動流化干燥機(jī)”、“陶瓷墻地磚干法造粒及顆粒優(yōu)化一體機(jī)”、“陶瓷粉料顆粒優(yōu)化機(jī)”及“優(yōu)化飛刀組”等義科公司自主研發(fā)的專利設(shè)備，使得粉料的混合、造粒及顆粒優(yōu)化一次性完成，粉料合格率達(dá)到95%以上。
1.2 干法制粉新工藝技術(shù)
與傳統(tǒng)濕法制粉工藝相比，干法制粉工藝簡單連續(xù)，減少了濕法工藝的磨漿、沉淀和噴霧干燥環(huán)節(jié)，直接省掉了球磨機(jī)和噴霧塔設(shè)備，在同等產(chǎn)量的情況下，干法制粉工藝所需的設(shè)備投入比較小，廠房占地面積也相對較小，生產(chǎn)效率高。除此之外，干法制粉工藝最大的優(yōu)勢在于節(jié)能減排和節(jié)省成本方面。相比之下，干法制粉工藝生產(chǎn)效率高， 整個粉料的生產(chǎn)過程可以做到全過程封閉自動化系統(tǒng)，只用電，不用任何燃料，能做到零廢氣、零粉塵、零污水排放，同時還能省掉大量的勞動力成本，綜合能耗可以減少45%以上。
干法制粉所制粉料為實(shí)心顆粒， 密度較大，如果配置合適的壓制成形工藝，可以提高磚坯強(qiáng)度，有利于減少坯體的變形、起層、粘模等缺陷。義科節(jié)能推出的陶瓷干法制粉新工藝， 是對延續(xù)數(shù)十年傳統(tǒng)陶瓷濕法制粉工藝的革命性升級和改造(包括水、電、煤、人工等)。
其主要創(chuàng)新點(diǎn)在于：
一是在原料粉碎和配料系統(tǒng)方面，由立式磨機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的球磨機(jī)，研磨、干燥、風(fēng)選一次完成，占地少、效率高、節(jié)能30%左右。
二是采用電腦自動化配料，使得配料更精準(zhǔn)，使后續(xù)的生產(chǎn)更穩(wěn)定。而在干法造粒、優(yōu)化及干燥系統(tǒng)方面，義科節(jié)能的專利產(chǎn)品混合造粒優(yōu)化一體機(jī)一次完成混合， 增濕造粒及顆粒優(yōu)化，使生產(chǎn)工藝大大簡化，效率也更高，也更容易控制;將傳統(tǒng)濕法工藝中燃燒成本徹底革除，大大減少了對環(huán)境的污染；采用多層震動流化床干燥器，干燥效率提高一倍以上，可以全部使用窯爐的煙氣余熱，更加節(jié)能。以日產(chǎn)300 t 粉料為例，全年綜合節(jié)約成本超過750萬，節(jié)水超3 萬t。以日產(chǎn)10000 m2 拋光磚的生產(chǎn)線為例，綜合節(jié)約成本比例超過60%， 每年干法比濕法綜合成本節(jié)約700~800 萬元左右。
1.3 干法制粉的特性
 從圖3 中可以看到，10 微米以下的顆粒占42.54%， 立磨時合格粒度的粉料會及時轉(zhuǎn)移。所以立磨一般不存在過粉磨現(xiàn)象，這也是它節(jié)能、高效的地方。圖4 是造粒以后顆粒的形貌，放大倍數(shù)為200 倍。顆粒球形度高，流動性好。表1 是300 mm×600 mm 地磚干法與濕法數(shù)據(jù)的對比，從表中可以看出，干法制粉的堆積密度較高，濕法的一般1 g/cm3 左右，干法一般比濕法高15%~20%。而壓縮比干法制粉是1.85， 濕法制粉為2.15， 干法明顯比濕法小。對生坯強(qiáng)度來說，在同樣壓力的情況下，干法制粉生坯強(qiáng)度比濕法提高約50%。在滿足要求的情況下，可以把黏土的用量減少。干燥以后的干坯強(qiáng)度接近，燒成以后的燒成強(qiáng)度也接近。在同樣的情況下， 干法的收縮率減少50%左右，吸水率基本上減少一半。
2 連續(xù)球磨技術(shù)
2.1 組合式連續(xù)球磨機(jī)的節(jié)能原理
組合式連續(xù)球磨機(jī)是一種新型球磨機(jī)， 它的結(jié)構(gòu)包括筒體、傳動裝置、原料和研磨體的進(jìn)出料裝置、自動檢測和自動控制系統(tǒng)等組成。工作時由電機(jī)，減速機(jī)和皮帶輪組成的驅(qū)動系統(tǒng)通過皮帶帶動， 有皮帶槽的筒體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。原料和水在進(jìn)料裝置驅(qū)動下通過進(jìn)料端空心軸進(jìn)入筒體內(nèi)。在筒體帶動下，裝有一半多的原料、水和球石作相互沖擊，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。原料在球石的強(qiáng)力沖擊下，迅速得到研磨。原料經(jīng)過一個多小時的強(qiáng)力研磨，經(jīng)第三個筒體的出料口流出，完成整個原料的球磨過程。
傳統(tǒng)球磨機(jī)是封閉式的研磨，原料、水和球石裝滿整球才能運(yùn)轉(zhuǎn)，研磨效果差。而組合式連續(xù)球磨機(jī)是開放式的，只裝有一半多，原料、水和球石，球石上下落差大，對原料沖擊勢能大， 球石被帶到高處直接沖擊原料而產(chǎn)生很好的研磨效果， 研磨好的原料可以馬上從第三節(jié)筒體流走，不會產(chǎn)生過磨現(xiàn)象。連續(xù)球磨機(jī)對每一節(jié)球體的轉(zhuǎn)速可根據(jù)其內(nèi)部原料粒度不同采用最佳運(yùn)行速度， 提高了生產(chǎn)效率。而且其自動化程度高，可實(shí)現(xiàn)無人操作和遠(yuǎn)程控制。并且泥漿溫度高、流動性好。傳統(tǒng)球磨的泥漿含水率在33%~34%， 而連續(xù)球磨的泥漿含水率可降到32%。這對噴霧干燥節(jié)能有很大的效果，每降低2%的含水率，可節(jié)約煤2 kg 左右。
2.2連續(xù)球磨機(jī)的優(yōu)勢
連續(xù)球磨的優(yōu)勢主要有以下幾方面：
首先，節(jié)電明顯。每噸干粉，因每個陶瓷廠的配方、原料不一樣，大概可節(jié)省10%~15%的電。
其次，球磨筒體內(nèi)裝的球石、水和原料不超過球體的中心位置。三聯(lián)體的連續(xù)球磨機(jī)每一節(jié)承擔(dān)不同的研磨任務(wù)。第一節(jié)進(jìn)行粗磨，當(dāng)它研磨到一定程度，進(jìn)入第二節(jié)進(jìn)行中磨，然后進(jìn)入第三節(jié)進(jìn)行精磨。不會像間歇球磨機(jī)那樣，已經(jīng)磨細(xì)達(dá)標(biāo)的要與粗顆粒同磨?？蛇B續(xù)進(jìn)料和出料，減少大量裝料和出料的時間。
第三，達(dá)到細(xì)度的先流走，沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的，繼續(xù)研磨。
第四，連續(xù)球的球體帶有標(biāo)準(zhǔn)的皮帶槽，用標(biāo)準(zhǔn)的三角帶，帶動筒體運(yùn)動。而間歇球用三角帶傳動沒有皮帶槽的光筒體。
第五，其他優(yōu)勢。節(jié)能降耗顯著，相比間歇球可節(jié)能20%以上。產(chǎn)能高，質(zhì)量穩(wěn)定，占地面積小，基礎(chǔ)投資少，
采用模塊化設(shè)計， 根據(jù)原料特點(diǎn)， 可靈活調(diào)整模塊的配置，兩聯(lián)體、三聯(lián)體、四聯(lián)體等。
3 展望
（1） 連續(xù)球磨機(jī)由于能夠顯著降低原料制備的能耗、大幅度降低生產(chǎn)成本，而且由于泥漿性能穩(wěn)定、使產(chǎn)品質(zhì)量和成品率得到提高，還具有便于生產(chǎn)管理、實(shí)現(xiàn)自動配料和連續(xù)化生產(chǎn)、生產(chǎn)周期大大縮短、節(jié)省占地面積、極大地提高了勞動生產(chǎn)率等優(yōu)勢。
（2） 隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的推出和實(shí)施， 以及在清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排政策的壓力下， 原料制備環(huán)節(jié)對環(huán)境的影響促使企業(yè)不斷改進(jìn)技術(shù)， 而干法制粉工藝由于其生產(chǎn)效率高、全過程封閉自動化、除了電之外不用任何燃料，能做到零廢氣、零粉塵、零污水排放，同時還能節(jié)省大量勞動力成本的優(yōu)勢，未來，干法制粉工藝必將成為陶瓷行業(yè)原料制備的首選技術(shù)之一。
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