南方多雨地区干法制粉技术的应用分析与探讨*

李家铎 钟保民 严文记

(1 佛山众陶联供应链服务有限公司 广东 佛山 528000)(2 广东东鹏控股股份有限公司 广东 佛山 528000)(3 广东博晖机电有限公司 广东 佛山 528000)

自2015年以来，面对日益严峻的环境压力，国家加大了环保执法力度，被企业和媒体称为“史上最严”的环保治理专项行动不断推出，“没有最严，只有更严”已经成为常态。而2017年4月起，环保部启动的“2+26”城市环保督察活动，对京津冀及周边污染传输通道上的28个城市强化督查，其中包括陶瓷行业在内的多个“重污染”行业被作为重点。8月18日国家环境保护部、发展改革委等多部委和北京、天津、河北、山西、山东、河南6省市联合出台《京津冀及周边地区2017～2018 年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》，多地进一步将陶瓷企业的环保治理要求提高，基本上这个冬季上述区域内的陶瓷企业只有烧天然气才有可能让其正常生产，避免被误停。

1 干法制粉与湿法制粉对比

1.1 工艺对比

从图1工艺流程简图可以看出，干法制粉和湿法制粉最大的区别是：原料制备环节不再大量外加水。这样后面就不需要配置干燥设备——喷雾塔，实现大幅度减少去除这些水所需消耗的能源。

图1 工艺流程对比图

1.2 效益对比

1)经济效益。根据山东东鹏有限公司、河北领世陶瓷有限公司、淄博乐陶仕节能科技有限公司、佛山溶洲建筑陶瓷二厂有限公司、山东义科节能科技股份有限公司等目前几家应用成功企业公布的数据，干法制粉和湿法制粉比较，节能在70%以上，制粉成本降低20%以上，经济效益显著。

2)社会效益。干法制粉除了显著的经济效益以外，还会有明显的社会效益。根据目前应用成熟企业公布的数据，在瓷砖品质相同的条件下，干法制粉工艺比传统湿法制粉工艺的综合节能效果达47%以上，原料车间的用地可以减少60%，废气排放减少50%～60%，节水80%，节电30%，节省燃料50%，社会效益显著。

2 国内干法制粉的应用情况

目前国内的干法制粉技术服务商中，已经取得项目成熟应用的有：广东博晖机电有限公司 (与意大利LB公司合作) 、山东义科节能科技股份有限公司 、淄博乐陶仕节能科技有限公司 (与咸阳陶瓷研究设计院合作)、广东宝绿特环保设备有限公司。根据目前国内各应用项目提供的公开资料，在同样采用煤作为燃料的条件下，在粉料制备工序，干法制粉可以实现节能70%以上，项目投资回收周期为1.5年左右。

国内干法制粉技术应用首先落地在山东淄博产区，并在多家企业得到成熟稳定应用。淄博新空间陶瓷有限公司已经成为一个没有煤气发生炉、没有喷雾干燥塔的使用天然气的全干法制粉陶瓷砖企业。淄博卡普尔陶瓷有限公司作为一家连续使用干法制粉技术最长的企业，取得了大量生产经验和数据，已经在上第二套系统。河北领世陶瓷有限公司建成了继东鹏陶瓷有限公司之外全国第二条干法制粉瓷砖生产线。山东义科节能科技股份有限公司作为一家专业供粉企业，产品在多家陶瓷企业得到成功应用，产品包括地爬壁瓷片、仿古砖、欧式连锁瓦、外墙砖等。目前还有山东、湖北、江西、四川多家陶瓷企业处于评估、基建、设备选型安装的不同阶段。

3 制约干法制粉推广的因素

干法制粉技术的经济效益和社会效益得到广泛认同，又有节能减排这样的外在推动力，可是在国内应用推广相当缓慢，一直以来对于新技术的应用处于领先地位的广东产区除了个别企业试用以外，总体反应平淡。其原因如下：

1)国内陶瓷砖产能严重过剩，新的生产线很少，上马干法制粉会导致重复投资。国内瓷砖产能过剩是个不争的事实，只是过剩量多少众说纷纭，所以近年来新的生产线投入极少，新上的生产线多为大板或其他新产品配置。

原有陶瓷生产线已经配置湿法制粉工艺技术，球磨机、喷雾塔、浆料池，加上各种附属设备，投资少则一两千万，多则数几千万甚至上亿，场地规划满满，在此情况下，企业就没有再重复投资干法制粉设备的的必要。至于那些少量新投资的生产线，多为企业产品创新提高竞争力配置，需要稳妥成熟的技术，根本不会冒然采用干法制粉技术。

2)南方多雨地区原料含水率高，实施干法制粉困难。收集目前干法制粉取得成功应用的山东淄博产区和接受度相当较低的广东佛山产区多家瓷砖厂的坯体原料含水率对比。对比结果如表1所示。

表1 山东淄博与广东佛山坯土原料含水率对比

由表1可以看出，两地原料含水率差异很大，山东淄博的原料可以配料完成直接进入立磨加工制粉，而广东佛山的原料这样高的含水率如果直接进入立磨会产生泥浆，无法正常生产。按照目前掌握的数据，进入立磨的原料含水率要控制在12%以下才能顺利生产，也就是说佛山的原料必须把含水率降低到这个值才能应用现有的干法制粉技术。

3)科技创新意识不足，对干法制粉技术存观望态度。由于之前我国处于高速发展阶段，靠模仿和粗放式的管理就能实现可观的经济效益，所以企业科技创新的动力不足。我们习惯于享受现成的技术，大家都希望继续观望，等待技术成熟。由于惯性思维，大部分企业都停留在简单的“小打小闹”形式的技改方面，很少有企业愿意去使用如干法制粉这样需要“动大手术”的技术，因为这个技术还没有大面积推广，不能直接复制和模仿，企业会心存抵触和疑虑。

4 南方多雨地区推广干法制粉技术的解决方案

尽管制约干法制粉技术推广应用有多种因素，但是对于南方多雨地区，原料含水率过高才是核心障碍，只有有效地解决这个问题才有可能使这个技术在这些地区生根。

4.1 利用技术方法对含水率高的原料进行干燥

4.1.1 砂石料的干燥

砂石料主要为瘠性原料，含水率相对较低，一般在15%以下，其比较松散，有稍高的流动性，透气性相对较好。根据这些特性，可以使用固定干燥床，利用窑炉余热进行干燥，将砂石料含水率较高的烘干到8%最好。

图2 砂石料干燥示意图

图3 泥料干燥工艺示意图

4.1.2 泥料的干燥

泥料因为具有较高塑性，且南方的泥料含水率较高，一般在30%左右，进厂的泥料大都是半浆状的泥块，黏黏的很难切开或者打散。针对泥料特点，将泥块先通过挤泥机挤压制成泥条，利用类似于瓷砖的多层干燥窑进行干燥，将含水率降到15%以下。系统热源可以利用瓷砖生产线余热或者单独配置热风炉。

4.2 加强管理，从各个环节控制水分进入

4.2.1 加强对供应商的管理，从源头控制原料含水率

原料含水率高，有些是不可控的，比如南方的黑泥，大部分是长期浸泡于水中，露天开采，不经过日晒或者烘干是无法降低含水率的，还有大量的原料含水率可以从矿山管理、开采管理、储存、运输等环节进行控制的。这需要从建立互惠的供需关系做起，大量的含水原料中的水分在供应的环节转移都需要费用，最后都落到陶瓷砖的成本上，这个陶瓷企业应该有个清醒的认识，而不是简单的“扣水分、扣货款”那么简单。只有建立供需双方长期合作共赢的关系，取得互相信任，供应商知道降低含水率的重要性，积极参与控制，自然可以取得事半功倍的效果。

4.2.2 陶瓷厂加强原料防护，防止雨水再次淋湿原料

长期以来陶瓷厂的坯土原料主要以露天堆放为主，现在还有一些企业在沿用这种做法，这样很容易导致原料进厂后堆放时被雨淋到，使含水率增加。对原料加盖防护可以防止原料遭受二次雨淋，同时在堆放过程中自然蒸发还可以适当降低原料的含水率。原料加盖防护也是环保要求，2017年6月公开征求意见的《陶瓷工业污染物排放标准》(GB 25464-2010)修改单，特别增加了“无组织排放控制措施”要求，其中对原料控制部分“围挡、密闭、设置堆棚”等措施作为强制要求必须执行，这也为原料防止淋雨提供了可行性。

5 南方多雨地区干法制粉的经济效益预估

由于原料含水率不同，南北方实施干法制粉的技术路线不同，其经济效益和社会效益也会有差异。干法能耗与原料状态、配方结构密切相关。

表2 原料综合水分7%，北方某干法制粉项目的实测数据

表3含泥量较少，综合水分6%，北方某干法制粉项目的实测数据

序号项目湿法干法降低比列(%)1综合热耗(kcal/t)544825．884931．384．42综合水耗(L/t)4008080．03综合电耗(kW·h/t)57．8449．7613．9

表4南方泥类料含水30%，占比30%；砂石料含水15%，占比70%时，能耗预估数据

序号项目湿法干法降低比列(%)1综合热耗(kcal/t)42000020000052．42综合水耗(L/t)1988059．53综合电耗(kW·h/t)5351．462．9

可以看出，干法制粉技术即使在南方由于原料含水多，需要配置相应的干燥设备，增加能耗，一样有节省降耗的明显优势。

表5南方泥料含水25%，占比30%；砂石料含水10%，占比70%时，能耗预估数据

序号项目湿法干法降低比列(%)1综合热耗(kcal/t)42000013800067．12综合水耗(L/t)2428066．93综合电耗(kW·h/t)5350．325．1

从目前陶瓷行业的整体状况来看，即使在南方多雨地区原料含水率较高，还是无法达到不加水就可以正常球磨，也就是说，湿法制粉工艺还是必须加入数量不少的水进去才可以球磨。干法制粉技术在我国北方首先得到推广使用，原料含水率较低是个得天独厚的条件。现在北方干法制粉技术的成熟应用积累了大量处理各种复杂状况的经验，奠定了此技术在全国推广的基础。随着节能环保压力的增大和大量企业社会责任的提升，干法制粉技术会逐步变成陶瓷制粉的主要技术。