干法制粉之惑

干法制粉在陶瓷行业，一直处在一个尴尬的境地：明明是获得了国家政策大力支持的节能“标兵”，但迟迟得不到陶瓷企业的热情“拥抱”；即使已经通过大生产拿出了令人惊叹的数据，奈何还是质疑声不断。

有业内人士认为，干法制粉是生不逢时，诞生在了这个产能过剩的时代，陶瓷企业不愿意重复投资，所以干法制粉才“壮志难酬”。

但也有不少人认为，是因为干法制粉工艺不成熟，尤其是无法满足高端产品的生产需求，因此无法得到陶瓷企业的认可，迟迟得不到广泛推广和应用。

节能“标兵”为何始终不受宠？干法制粉工艺是否已经成熟？到底是什么制约了干法制粉在我国的发展？它的未来是否能如部分业内人士预期中那般一片坦途？

答案还很不一致。

图为佛山市溶洲二厂干法制粉生产车间实景。（宝绿特供图）

产业化应用大幕初启

2014年4月24日，十二届全国人大常委会第八次会议表决通过了《环保法修订案》，被誉为“史上最严环保法”。这部新法的制定和实施，在全国范围内开启了一轮至今未现减弱趋势的“环保风暴”。

同样在2014年，由佛山市溶洲建筑陶瓷二厂有限公司、华南理工大学、合肥水泥研究设计院、佛山市绿岛环保科技有限公司共同完成“陶瓷粉料高效节能干法制备技术及成套设备”项目通过技术鉴定，被认定达到“国际先进水平”。据了解，该项目每生产1吨的陶瓷粉料，可实现节能35%、节水70%、节电12%、二氧化碳减排36%。

政策的推动，加上技术的突破，令包括中国建筑卫生陶瓷协会副秘书长、华南理工大学教授尹虹在内的多位业内人士，产生了“也许2014年就是我国陶瓷墙地砖生产制造干法制粉工艺工业化应用的元年”的期许。

但实际上，干法制粉工业化应用进展极为缓慢。在山东义科节能科技股份有限公司与佛山市溶洲建筑陶瓷二厂有限公司的干法制粉项目在2013年、2014年相继投产后，直至2015年广东博晖机电有限公司宣告与意大利LB公司达成合作后，国内才增加了一个新的干法制粉项目——山东东鹏干法制粉示范生产线。

因此，更多人会倾向于将2016年定义为我国干法制粉的应用元年。因为在这一年的4月，山东东鹏干法制粉生产线正式通过验收；9月，由广东东鹏控股股份有限公司、广东博晖机电有限公司、广东道氏技术股份有限公司、中国淄博陶瓷总部基地四家合作单位和中国建材咸阳陶瓷研究设计院、LB OfficineMeccaniche S.P.A两个支持单位组成的中国陶瓷干法制粉工程技术中心正式在淄博成立；同年，咸阳陶瓷研究设计院与淄博新空间陶瓷有限公司联合成立淄博乐陶仕节能科技有限公司，成功研发了陶瓷砖干法制粉工艺与装备技术并在新空间陶瓷得到成功应用；除此之外，由博晖公司承建的河北高邑县领世陶瓷干法制粉项目，也在2016年3月开工建设。

在业内看来，2016年，干法制粉新工艺已经在我国全面进入应用阶段，必将开创制备陶瓷粉料的新纪元。尤其是在《建筑陶瓷、卫生洁具行业“十三五”发展指导意见》再次明确了要完善和推广建筑陶瓷干法制粉工艺技术之后，干法制粉的地位进一步牢固，令不少人倍受鼓舞。

有了政策的“加持”，工艺也在不断成熟的干法制粉似乎即将迎来发展的康庄大道。但对于已经投身其中的干法制粉“先行者”而言，虽然坚信着前景必定光明，也很清楚这条路肯定并非一路坦途。

“中国制式”的考验

不论是在国内还是国外，干法制粉都不能算一个新技术。首先，从国际领域来看，意大利等国从20世纪80年代初开始研究干法制粉工艺，并已推广应用，取得了较显著的经济效益和社会效益；其次，即使是在国内，若从时间上追溯，早在喷雾干燥应用之前，干法制粉一直是陶瓷墙地砖粉料制备的重要方法，最为普遍的就是轮碾加湿造粒。

直至湿法球磨喷雾干燥工艺诞生之后，由于湿法工艺制备的粉料在颗粒形状、流动性、颗粒级配控制等使用性能方面的优越性，湿法工艺几乎统制了整个陶瓷墙地砖生产的粉料制备，直至目前，湿法工艺仍占据绝对的统治地位。

但是由于湿法制粉的高能耗和高污染的问题始终无法彻底解决，在环保重压之下，近几年业内又转而探索在节能降耗方面更有优势的干法制粉工艺，博晖机电与意大利LB的合作正是基于这样的背景。

然而纵使意大利LB公司拥有成熟的技术、且在国外有为数不少的实际应用案例，但当博晖机电将LB的干法制粉引入中国市场时，也遭遇了重重阻碍。

首当其冲的“拦路虎”就是国内原料的非标准化。“国外的原料只有4、5种，但国内的原料成分多达十余种，且原料成分极不稳定，对于配方的稳定性要求非常高，因此我们必须要调整设备和工艺，尤其是原料均化设备要进行大量的改善”。2017年广州陶瓷工业展期间，博晖机电营销副总监罗应钿在接受 采访时坦陈，虽然十分看好干法制粉的未来，但该工艺想要在国内实现大规模应用，必须要结合中国的国情进行大量的改变和调整。

“此外，在产品要求方面，国内也比国外高很多，例如设备的产能、除铁、除渣的要求更高”。罗应钿介绍，国外的干法制粉生产线，仅需要200~300吨/天的粉料产量即可满足生产，但这样的产量完全无法满足国内的生产需求。

国内陶瓷企业的共同特色就是大产量，正是因为无法满足产量的需求，在2000年到2010年间，咸阳陶瓷研究设计院的干法制粉研制也一度进入停滞状态。“主要是磨机的问题始终得不到解决”。咸阳陶瓷研究设计院干法制粉中心主任陶晓文回忆指出，国内的原材料种类繁多、成分不稳定，因此研磨时极为复杂，不仅影响粉料质量，而且产量也无法得到保障。

直到立式磨机从水泥行业引入陶瓷行业，才解决了研磨效率的问题，大大提高了干法制粉的粉料产量。

“过五关斩六将”

然而，这仅仅只是个开始。干法制粉整线共包括三个重要环节，分别为粉磨、造粒和流化干燥。在借用水泥行业的经验引入立式磨机解决粉磨环节的问题之后，干法制粉研究机构与企业还得完善其他环节，尤其是造粒方式。

作为干法制粉的核心技术，目前国内的造粒方式都为增湿造粒，常见的是加湿后强力搅拌。“强力搅拌有一个缺点，即造出来的颗粒强度太硬，若后续生产环节参数不变，例如压制时仍采用胶模模具，若是粉料颗粒太硬，压制时会压不破，影响产品质量。”陶晓文指出，除此之外，造粒工艺不成熟，还会致使粉料颗粒大小不一，当小颗粒烘干之后，大颗粒中往往还保留了大量的水分，烧成时釉面就会出现一些缺陷。

为了完善这一工艺，咸阳陶瓷研究设计院研制出了干法造粒，并已于2015年通过国家验收。据悉，该干法造粒机用离心力取代强力搅拌，靠离心力形成颗粒，既能保证粉料流动性，又可以让粉料更松软，颗粒的流动性性、硬度、大小均匀度等都比传统造粒机的要好，更适应现有的生产线条件。

山东义科节能也新推了一款高效连续造粒机，与此前的间歇式造粒机相比，该设备采用了高速布料、变频调速等高新技术，可实现连续造粒，大大提高了产量。义科节能于2015年10月着手在淄博建筑陶瓷生态科技园建制粉中心，据该公司董事长姚长青介绍，义科目前粉料日产能达到了4000吨的骄人成绩。

“我们在河北领世陶瓷的干法制粉项目设计日产分量可达到1200吨”。博晖机电营销副总监罗应钿介绍到。

在破除了产量的限制后，近两年业内开始将更多的关注投向干法制粉的其他方面，其中，备受关注的是干法制粉是否能实现低吸水率、大规格产品的生产。

存在这样的疑惑主要是因为与湿法制粉的颗粒相比，干法制粉的粉料颗粒是实心的、颗粒大小不一、且表面毛糙，粉料的流动性较差，而且实心的粉料在压制成砖之后往往存在着强度不够等问题；除此之外，由于干法制粉的粉料大小不一，若是均化不够，粉料的均匀度就会受到影响，在生产大规格产品时，会涉及到瓷砖变形、开裂的问题。

“以压制环节为例，在我国陶瓷砖的生产流程中，压机冲压的时间普遍很短，比如压机一分钟压8次，就相当于7秒左右一个动作，其中喂料可能需要2秒钟，如果粉料的流动性差、砖的规格需要做大，很有可能粉料在摊开的过程中就会出现分布不均的问题，因此砖每个区域的厚薄、强度以及四个角的参数都可能不一样”。陶晓文解释到，颗粒太小，会影响粉料的流动性，而颗粒太大，则会影响坯体表面的光洁度。

受粉料颗粒特性影响，早期干法制粉在国内实现产业化应用时，业内普遍存在着“干法制粉只能用来生产瓷片等规格较小、高吸水率产品”的认知。

“这主要是因为低吸水率的产品瓷化程度比较高，要经过长时间的高温烧制，所以对粉料的性能有比较高的要求，干法制粉的粉料为塑性相对比较差、流动性差及无规则形状实心粒子、烧成收缩率比较小（而细粉与颗粒间收缩比差异比较大），从而瓷化过程中容易出现变形、砖裂等问题；通过设备及配方等技术攻关及不断的调试，干法制粉的粉料定能满足做各类的陶瓷产品生产工艺要求”。佛山众陶联供应链服务有限公司标准研发主任姚青山细细分析到。他指出，到目前为止，干法制粉已经可以用来生产800×800mm、900×900mm以及600×1200mm规格的吸水率高一些的产品，如仿古砖；但低吸水率的产品大多还徘徊在300×300mm规格左右。

博晖机电方面则透露，目前其公司的干法制粉工艺正在逐步尝试生产低吸水率的产品，目前已经通过了小试和中试。

而由佛山市溶洲建筑陶瓷二厂有限公司投资成立的、专注于干法制粉项目的广东宝绿特环保设备有限公司则表示，通过调节各项工艺之间的配合，在今年年初，600×1200mm的大规格陶瓷砖已经在溶洲二厂的干法制粉生产线上成功投产。该公司副总经理杨建明在接受采访时表示，由其公司打造的干法制粉整线系统目前可批量生产吸水率0.5%以下以及0.5%~3%之间的低吸、大规格产品。

“生产低吸水率的产品，对整个系统和设备的要求都非常高，投资成本会高很多，而且会降低生产效率，但并非难以达到”。罗应钿表示，相对而言，干法制粉的除铁除渣则是目前业内公认的难题，因此无法生产对白度、吸水率要求更高的抛光砖。

陶晓文也表达了类似的观点，目前干法制粉可以用来生产包括内墙、外墙、仿古地砖等釉面产品，但离生产抛光砖还有一定的距离，不论是粉料的细度，还是除铁、除渣技术都还有待完善。

干法制粉的正确打开方式

从理论角度来说，似乎除了抛光砖，用干法制粉生产釉面砖已经不成问题。但事实上，这条路也并不顺遂。

“如何解决釉面针孔的问题？”由淄博新空间陶瓷有限公司和咸阳陶瓷研究设计院联合成立的淄博乐陶仕节能科技有限公司在推广其公司的干法制粉项目时，曾多次被人问到这个问题。

会有这样的疑问，主要是因为相对而言，干法制粉的粉料粘性比湿法制粉略差一些，因此干法制粉的原料配比中需要多加一些粘土，再加上干法制粉的颗粒致密度高一些，氧化的难度较大，所以在烧制的过程中，为了避免产生“黑心”的问题，氧化的时间要更长。而这正好会引发一系列的问题。

姚青山进一步解释到，“为什么金刚石、厚抛釉容易产生针孔和气泡？就是因为坯体氧化难度高，致密度高意味着排气性不太好，再加上金刚石和厚抛釉的表面釉层比较厚，有机物在前工序中挥发不出来，到了高温段还在继续氧化、继续排气，就会在表面釉层中形成针孔和气泡”。

他还指出，除此之外，目前在用干法制粉工艺生产瓷片时，多会对素坯进行抛光，解决表面不平整的问题，但这个方法无法适用于全抛釉等产品。“瓷片的素坯烧出来和成品的吸水率基本没有太大的差别，所以素坯抛过后再烧，坯体不会有太大的收缩。但是全抛釉不同，干燥后的全抛釉素坯需要再进入窑炉高温烧，收缩会比较大，即使对素坯进行了抛光，烧制出来还是会存在砖面不平整的问题”。“我认为，通过配方的设计、干法制粉生产工艺的参数等其它工序的调整，能解决生产过程中及产品出现的各种问题”。

对于这一问题，多位受访者都表示“并非难题”，他们再三强调，干法制粉不是简单做设备，要用好干法制粉工艺，必须要匹配与之相适应的生产线，从原料配方、压机参数到窑炉参数都需要调整。据悉，如果将干法的粉料应用到传统湿法生产线上，生产出来的砖会变形、开裂，无法正常生产。

“当然我们也需要确保干法制粉系统的稳定，造粒、均化等都十分重要，以确保颗粒级配的稳定，如果级配不稳定，生产也就没法稳定”。罗应钿表示，业内必须要明确“干法制粉并非卖设备，而是做系统”。

众志成城

根据山东东鹏、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顺利企业公布的数据来看，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。

除了显著的经济效益以外，干法制粉还有明显的社会效益。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技能效果在47%以上，原料车间的的操作工人可以减少50%甚至更多，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%。

多家干法制粉公司在接受采访时表示，目前他们已经可以依据每个客户的要求，根据不同的原材料条件和生产工艺为企业“度身定做”干法制粉整线系统，生产不同要求的产品。

但即使经过了验证，并且获得了国家政策大力支持，干法制粉却始终未能得到陶瓷企业的热情“拥抱”。有业内人士认为，干法制粉是生不逢时，诞生在了这个产能过剩的时代，陶瓷企业不愿意重复投资，所以干法制粉才“壮志难酬”。

据知情人士透露，以瓷片生产线为例，目前一条日产1000吨粉料的干法制粉系统大概需要投资4000万元。

“不过同样产能的湿法制粉系统，仅设备投入也需要大约3500万元左右，再加上环保设备，也差不多是4000多万元；而且在实际生产中，干法制粉节省的成本更多，以瓷片为例，每吨粉料可以节省成本50~70元左右，根据区域不同，有些地方会更高”。罗应钿认为，投资成本并非最大的制约，主要是因为在环保如此严格的情况下，没有陶瓷企业愿意投资，尤其是目前干法制粉只在瓷片领域实现了大生产应用，即使他们坚信技术已经成熟，但站在陶瓷企业的角度而言，谁都不愿意花这么高的代价去充当第一个“吃螃蟹的人”。

为了推动干法制粉的发展，解决陶瓷企业的后顾之忧，义科节能于2015年10月着手在淄博建筑陶瓷生态科技园建立了一个制粉中心，向有需要的企业直接提供粉料。据姚长青介绍，目前已经签订的合同在60万吨左右，预计在年底可达100万吨以上的粉料。

总体而言，目前干法制粉在北方的推进速度比南方略快一些。“这主要是因为原材料中水分较多，在用干法制粉进行生产之前要先进行烘干，因此节能效果不明显，经济效益不如预期”。佛山众陶联供应链服务有限公司高级工程师李家铎认为，下一阶段干法制粉技术项目的应用会扩大到更广泛的领域。“当然由于技术研发到成熟应用需要一个过程，需要积累大量经验和数据，大范围的推广不会一蹴而就，而是需要循循渐进，如果说2016年是我国干法制粉技术应用的元年，2017年开始会持续发力，快速推广”。

“做干法制粉项目不是短期行为，而是希望以长期的行动推动陶瓷行业的升级，希望行业能真正认可干法制粉、理解干法制粉”。杨建明表示。虽然推进艰难，但业内人士对干法制粉的未来普遍表示看好。据不完全统计，目前国内涉足干法制粉工艺研究、可提供相关技术及设备服务的机构和企业已有约7~8家单位。多位受访者坚信，在走过粗犷的大扩张时代后，随着陶瓷行业新常态的来临，尤其是在日益加重的环保高压之下，干法制粉必将在中国实现全面应用，带领中国建筑陶瓷行业走向又一个辉煌。（陶瓷信息 张园）