浅述陶瓷干法制粉技术分析及应用

姚青山 聂贤勇

佛山众陶联供应链服务有限公司 广东佛山 528000

传统湿法制粉是将原料、球石、水按设定的比例投入球磨机，研磨成含水率为35%左右的泥浆，然后用柱塞泵输送到喷雾干燥塔中，经雾化干燥，得到含水量约为6.5%的粉体[1]。干法制粉是按工艺配方配置原料进行研磨，使其达到粉磨工艺的要求，经喷水造粒，获得含水率10%%左右的粉粒，经过烘干，获得水分适宜的粉料。

1 干法制粉工艺

干法制粉是采用原料均化、高效节能的粉磨，粉料造粒，干燥，粉尘收集等先进工艺技术；在实现粉料的品质管理的前提下，合理地利用资源和能源，减少或避免污染的发生。

1.1 干法研磨陶瓷原材料

在干燥制粉生产过程中，电耗消耗最大的环节是原料的粉磨，因此研磨的节能、稳定可靠是整个干法制粉的关键控制要素，因此，原料的粉磨装备是整个干法制粉工序非常重要的设备之一。传统的原料粉磨设备多为雷蒙磨机和立式磨机，其中雷蒙磨机最早期的磨料设备，具有损耗大、寿命短、对原材料造成污染等问题，而立磨设备的缺点是能耗高、投资大。目前，陶机研发人员根据水泥工业煤粉机原理，研发了适用于陶瓷原料粉磨的设备，从而改善了原料的粉碎效果和质量。

1.2 干粉制粉造粒工艺

干法制粉的造粒方法有很多，但其造粒原理大同小异，一般采用喷水雾化和干粉混合，使合格的粉料互相吸附、团聚；主要过程是粉料与喷雾增湿后的液核充分接触，并不断包裹液核，经过碰撞、成核、团聚形成造粒粉末，最终获得表面相对光滑、实心的粉料颗粒[2]。与传统湿法粉相比，原料的含水量由35%下降到10%，因此，干法制粉造粒后的原料干燥到7%的含水率，只需要很少的热量，且干法制粉的过程短而节约电能。

1.3 干法制粉烘干工艺

目前在干法制粉工艺技术中，粉磨后的粉末料通过雾化加水，使粉料的含水量比成型过程粉料的含水量大，主要是为了达到更好的造粒效果。因此，为了适合成型及后续生产的工艺要求，造粒后获得合格的粒度粉料必须烘干到合适的水分含量。陶瓷干法制粉所用的干燥的热源和干燥方式如下：

供干燥的热源：因干法制粉的造粒出来的粉料含水率在12%左右，需将该粉料烘干至含水率为7%±0.5%的范围，适宜成形压制的工艺要求；而粉料烘干需要热源可以采用干燥窑炉或烧成窑炉的余热，为了避免余热的短缺，必须配备一套加热装备来进行热源的补充。

烘干的方式：普遍采用振动流化床对粉料进行烘干，因为振动流化床烘干能准确地控制干燥时间、温度及气流的稳定等优点，以保证烘干的温度和粉料含水量的均匀性。

2 干法制粉工序除尘系统技术分析

2.1 干法制粉粉车间除尘工艺研究

陶瓷干法制粉与传统湿法制粉技术对比而言，具有节电、节水、节燃料、大幅度减少烟气排放等优点。在干法制粉整个生产过程中，从原料加入一直到粉料成型使用过程，原料的全流程制备及运输环节都是干粉料，会产生很多设备噪音和粉尘，因此需要对整个制粉流程进行合理的设计及设备的选择，否则，就会造成噪音及粉尘对环境的污染。

2.2 干粉工艺的除尘系统设计

根据国家环保部对水泥生产企业的制粉车间粉尘浓度不能高于6mg/m³。陶瓷企业干法制粉在除尘方面做得比较好，但缺少系统的除尘设计，习惯在生产过程中缺什么就补什么，所以做好系统的除尘设计是非常必要的。根据陶瓷原料制备的特性，做好降低粉尘建议如下：

a.采用螺旋式、真空吸附式、提升机等封闭式运输装置，对需要皮带机输送的粉料，降低粉料的落差，做好封闭处理，以减少粉尘外溢。

b.原料应使用封闭的装置存储，对装卸、倒运和露天堆放原料进行喷水等方法来降低粉尘的产生。

3 陶瓷实施干法制粉的发展前景

陶瓷企业采用干法制粉代替传统的湿法制粉，可以节省30%的电能、80%的燃料和80%的水耗；且在节省资源和能源情况下，也降低了粉料制备成本，取得了显著的经济效益，从企业内部推动干法制粉技术实施。近几年，随着我国宏观经济的调整和国家提出了“碳达峰，碳中和”的政策，从国家层面助推了干法制粉技术的实施及使用。因此，在陶瓷行业推广及使用干法粉技术，对于实现我国陶瓷产业的“绿色生产”和“可持续发展”有着十分积极的作用，具有良好的推广和应用前景。