超细化干法造粒制备陶瓷粉料技术

.国.1FOSHANCERAMICSIVol.ZoNo.8(sei目No.167)r机械与设备}Maehine&EquiPment超细化干法造粒制备陶瓷粉料技术李绍勇,周荣光,梁飞峰(广东科达机电股份有限公司,佛山528313)摘要:本文描述了干法制备陶瓷粉料的技术和装备,为目前陶瓷原料生产中存在的高能耗!高污染等问题提出了解决方法\"关健词:干法造粒制粉,陶瓷原料制备,干法制粉,湿法制粉,节能环保1前言料的主要生产设备,这种工艺加工手段既造成了能源浪费又造成了环境污染\"近年来超细粉体的发展极其迅猛,但其应用领域主要在高分子材料!涂料!油漆!胶粘剂及陶瓷行业目前是一个高能耗!高污染的行业,其产品的生产能耗占陶瓷生产成本的30%一40%,具体体现在粉料制备!烧成和精加工三个方面;目前陶瓷粉料的制备是由粘土原料与矿石料经球磨机制成料浆,然后再由喷雾造纸等行业\"而对于大量消耗粉体的陶瓷行业,目前仍主要采用湿法球磨喷雾干燥造粒的普通粉体\"国内大多数超细粉体制备设备都是依靠国外进口或仿制,缺乏自主创新,主要表现在工艺不连续!单机产量塔喷干造粒而获得的\"就球磨而言其能耗巨大,以18t球磨机为例,它需要180kVa电能且须连续工作16h,也就是说它的单班能耗达2880kwh\"小!能耗高!粒度分布不均匀等方面,对粉体的后加工研究很少\"特别是在陶瓷行业,至今仍然沿用球磨工艺,所通过球磨获得的原料是含水率高达33%的泥浆,将这些泥浆经过喷雾干燥,使水份从泥浆中蒸发排放掉,制成陶瓷厂所需的含水率为6%一7%的粉料,不仅浪费了5%左右的水,而且这其中还要消耗掉使225%左右的水产生粉体的粒度粗,生产过程不连续,能耗高!污染大,如何使用新技术!新装置对这一传统产业实施升级改造,显得尤为重要\"变成蒸汽的热能;在喷雾干燥这一过程需要大量的燃油,3技术产业化前景分析目前,我国建筑卫生陶瓷企业已达3800家以上,其燃油燃烧的热效率极低(<20%),并且排发大量的热风热气!502!CO:及烟尘,从而导致巨大的能源浪费!资源浪费及环境污染\"如何使生态环境与产业协调发展,已成为陶瓷行业的重大技术难题\"本技术所提供的粉料超细化干法造粒制粉技术及后加工工艺干法制粉,用来取代原有的球磨!喷雾造粒工艺的湿法制粉,可以从根本上解决陶瓷行业粉料制备方面中建筑陶瓷企业有2860家左右,整个陶瓷企业区域化集中程度非常高,仅佛山陶瓷产品的产量就占全球总产量的25%\"本技术的实施,将从根本上解决高能耗问题,同时只要对陶瓷成形工艺稍加改进,就可以使得陶瓷的烧成时间变短,从而进一步节约能源,如果该技术能在陶瓷的高能耗!高污染的问题\"行业推广使用,其经济及环境效益将是极其巨大的\"2国内外技术发展现状与趋势目前国内外均使用球磨机和喷雾干燥塔作为陶瓷粉4技术内容!方法!技术路线及技术!经济指标.1主要技术内容41年02第8期第-67-0)以山陶瓷}...传统的球磨机是利用球磨机桶体的旋转将桶体内的球石带到一定的高度从而储存能量,在球石下落过程中形成冲击力,击打物料从而起到粉碎物料的工效\"这种粉料制备方式设备简单,可以通过加长工作时间的方法获得粒度符合要求的粉料,而且混料均匀,但其显著缺点是占地大!能耗高!生产效率低\"本技术主要包括粉料超细化干法造粒及后加工新工艺,以连续作业的方式,将粉碎!混料!超细着色在同一工序中完成,简化了生产工序,降低能耗,而且产量可大幅度提高\"雾化粉水凝聚微波造粒,从而达到颗粒级配与含水量稳定的粉料;(5)将造粒好的陶瓷砖生产用粉料送人储藏料仓备用\"34主要技术!经济指标(l)生产能力:4th;/(2)粉料粒度分布:d抓6林m!d,乃<10林m;(3)能耗:约135kVa/sh;(4)生;,!方式:连续生产;(5)环境污染:无粉尘!烟气!污水!废弃物\".2技术方法!4技术路线以及工艺流程4.2.1技术方法!技术路线5技术特色和创新突破点本技术以连续作业方式,将粉碎!混料!超细着色在本技术采用预粉碎设备对陶瓷原料进行预粉碎,使物料的尺寸小于120目,这一过程要注意防止铁等杂质同一工序中完成,改变了传统的间歇式工艺,简化了生产工序,降低了能耗,减少了环境污染\"粉料研磨后可达亚微米级,由于粉体的粒度比通过球磨获得的粉料要细得多,因而在烧成过程中的高温反应活性增高,亦可有效减少烧成时间;同时微细的粉体颗的引人从而降低粉料的质量;将经预粉碎后的物料与其它原料(色料等)进行粗混,然后一起进人强力机械粉碎机进行超细加工,如此获得的原料经造粒后制成陶瓷用粉料\"整个造粒过程将采用如下设备流程组合:粒粒度分布均匀,可使陶瓷坯体的强度增高,提高产品性能,提高色彩鲜艳度\"(l)陶瓷原料的预粉碎使用震碎机;(2)原料预混是本技术的关键环节,它将直接影响成品粉料的质量,这一环节将采用强力连续式预混机;(3)强力机械粉碎机是本技术的另一项关键设备;(4)造粒制粉将采用圆柱雾化微波造粒机\".2.2工艺流程46社会和经济效益分析该技术的推广具有良好的社会和经济效益\"具体表现在:(l)推动陶瓷行业的绿色发展:由于代替了喷干造粒过程,无须燃烧柴油获取热能,这将极大地改善陶瓷生本技术采用如下全新的粉料制备工艺,其流程如图1所示\"匣亘画爵斗睦困速旦丝日一握迷堕鱼丝巡丝超细破碎着色色1料预破碎产地区的空气质量\"减少了传统生产方式向环境的废气(502!CO!C02!NOx及烟尘等)!废水(含铅!锡!汞!铬等重金属无素)!粉尘!游离510:以及噪声和热源排放;廖化粉水凝聚微波造粒粒图1超细化干法造粒制备陶瓷粉料的工艺流程(2)符合国家产业政策:国家第十个五年计划中明确提出支持大型机械国产化和提高其技术含量,逐步替代进口;本项目的建设完全符合国家的产业政策;(3)满足了市场需求,为陶瓷企业进行节能!环保!主要工作流程分为以下几个步骤:(l)喂料机将泥土原料或矿石料送人雷蒙磨机组进行预破碎,在预破碎过程中去除杂质后分级,将小于120高效生产提供了保障;可减少粉料制备设备的投人,极大降低陶瓷生产企业的投资成本\"目的粉料选出,粗粉筛选后再回到雷蒙磨机中;(2)(3)(4)将预破碎的粉料与一定配比的色料送人强力连7结语续式预混机组进行均化混合;将预混后的粉料送人超细加工机组进行超细研将超细体着色的粉料送入圆柱造粒机组,进行磨,使粉料形成超细体并达到着色效果;资源短缺!环境污染!生态破坏是我国近年来工业高速发展带来的负面影响,特别是建筑陶瓷工业粉尘和烟气污染;而传统的粉料制备关键设备球磨机与喷雾干燥.翻螃6今砷住~峨一,朴i扣彝i{神瓜娜器正是产生高耗能!高污染的环节;本技术的实施将代替传统的湿法粉料制备工艺,为陶瓷行业推行清洁生产!降低污染!节约资源!改善工作环境和周边环境!降低生产成本提供了有效的技术装备\"J2[啥:价衷纷塑料助剂,2005(4).0吴义权,张玉峰.镁铝尖晶石超微粉的制备方法[l.材料导报J2000(4).0}3j张忠杰漩流式组合压力喷雾干燥技术研]4I究网中国农业大学2003.王喜忠,于才渊,刘永霞,中国干燥设备现状及进展[].J无机盐工业,2003(02).参考资料fl]奚天鹏,刘传义,何士安.粉体干燥一造粒一微波加热干燥新工艺阴.5了潘永康,王喜忠.现代于燥技术[冈北京:化学工业出版社,19%.[61RB.KeeyD叮ingPr#ineiplesandPraetiee.Newyo戍,1986.5佛山陶瓷6杂志创刊于1991年,主要内容包括建筑卫生陶瓷!工业陶瓷!日用陶瓷!艺术陶瓷及陶瓷机械等无机非金属材料工业的新技术!新成果!新工艺!新设备等的研制和应用,辟有/专家门诊0!/生产与应用0!/机械与设备0!/环保与节能0!/经营与管飞理0!/陶瓷艺术0!/研究与探讨0!/综述与评述0及/知识讲座0等面向读者!贴近市场的栏目,广受读者喜爱\"5佛山陶瓷6不仅反映国内外业界的最新研究成果和技术发展动态,同时注重介绍报导生产一线研发设计与生产管理人员的各种开发应用和创新设计思想,力争成为既有丰富的产品技术信息又有先进实用的设计应用实例!贴近生产一线工程技术人员的优秀刊物\"为扩大5佛山陶瓷6杂志的影响力,更好地为读者服务,录用,稿费从优,征稿内容主要包括:5佛山陶瓷6X诚欢迎业界专业技术人员及专家学者为本刊撰稿,共同把刊物办好\"稿件一经(们与建筑卫生陶瓷!工业陶瓷!日用陶瓷!艺术陶瓷及陶瓷设备等无机非金属材料有关的应用性研究论文及理论研究:(2)科研与生产中的经验总结及应用报告;(3)窑炉!压机等陶瓷机械的设计与应用;(4)(5)陶瓷造型与装饰设计!技术考察报告!企业管理经验报告;有关陶瓷发展最新研究动态和趋势的综合论述性文章等\"