專家認為,從環(huán)保、從節(jié)能降耗的觀點出發(fā),推行陶瓷坯料的干法制粉很有必要,但不能把這個生產工藝認為可以無限制的推廣運用。根據(jù)目前干法制粉表現(xiàn)出來的工藝特征,王銀川認為,在外墻磚、廣場磚,低檔內墻磚、高吸水率的釉面小地磚生產線上可以引進干法制粉生產工藝,但在當前的生產技術下,干法制粉并不適用于當前相對比較高檔的拋釉磚、大理石、噴墨滲花磚、拋光磚等系列產品的粉料制備。
原因在于外墻磚、廣場磚等幾大系列的產品生產工藝相對比較簡單,對粉料工藝要求的精度并不高,燒成溫度控制要求也不是很嚴格,由于產品售價相對較低,為尋找企業(yè)生存的利潤空間,引進干法制粉,大大降低生產成本是很有必要的。
目前市場中主導產品:拋釉磚、噴墨磚、拋光磚、大規(guī)格仿古磚、陶瓷薄板等中高檔產品,由于對坯體的成型要求較高,坯體粉料的透氣性能、流動性能、錐比度以及顆粒級配的分布等均有較高的要求,因而覺得干法制粉并不適應該類產品的生產,至少在現(xiàn)有生產技術條件下該類產品采用干法制粉工藝并不成熟。至于有專家學者認為仿古磚可以用干法制粉來生產坯體粉料,筆者并不贊同此種觀點。如果說有企業(yè)生產仿古磚在應用干法制粉進行生產,至少這個仿古磚具備兩個特點:第一、產品吸水率較高(≥3%);第二,規(guī)格較?。ā?00mm)。當前仿古磚的燒結度要求已是接近拋光磚的要求,質量檔次高的仿古磚吸水率控制標準已低于0.2%;大規(guī)格陶瓷薄板、仿古磚,粉料化漿后要求250目篩余在1.0-1.2克,顯然干法制粉目前無法達到此工藝要求。
另外干法制粉工藝中,最難處理的是黏土原料,而黏土原料在拋釉磚、拋光磚、噴墨磚、大規(guī)格仿古磚、陶瓷薄板等的坯體配方中具有不可替代的作用:(1)有利于坯體成形:陶瓷坯料一般采用黏土、石英和長石等基本原料配制而成。其中石英、長石均是瘠性原料,本身缺乏可塑性,更無結合能力,因此必須依靠黏土原料特有的可塑性能、結合性能以及泥漿的懸浮穩(wěn)定性能獲取所需的成形性能,以便使陶瓷坯體得以成形。(2)使半成品具有一定干燥強度:成型后的半成品經(jīng)干燥后,由于黏土原料的結合,使半成品具有一定的干燥強度,從而保證坯體在修粘、施釉、搬運及等各道工序中不致引起破損。(3)構成瓷坯骨架:在燒成過程中,黏土經(jīng)過一系列物理化學反應將轉化為莫來石晶相而成為瓷坯的主要骨架。莫來石晶體的骨架作用,不僅有效地增加了制品抵抗燒成變形能力,拓寬燒成范圍,而且使燒成后的制品具有較高的機械強度與良好的熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性。
黏土的性質及工藝性能
?。?)黏土具有3種性質、即可塑性、灼燒后的固結性及微細的顆粒。黏土是各種顆粒微細的礦物組成的混合體,它在與水調和后,可塑成各種形狀,干燥后保持塑成的形狀,經(jīng)煅燒至適當?shù)臏囟热圆皇Ш駹睿易兊脦r石般堅硬。
(2)黏土的工藝性能:可塑性、結合性、收縮性、燒結性、耐火度、燒后色澤。1可塑性:是黏土原料的重要工藝性能,含適量水份的黏土團,在一定外力作用下產生形變而不開裂,除去外力仍保持其形變的性能稱為可塑性??伤苄耘c黏土的類型、顆粒大小和形狀,黏土膠粒吸附粒子、分散介子相關。2結合性:黏土的結合性是黏土粘結一定細度的瘠性物料形成可塑泥團,并有一定干燥強度的性能。通常黏土的可塑性愈強,結合性也愈好,在黏土能夠形成可塑泥團的前提下,摻入標準的最高量來表示結合性的大小。3收縮性:黏土原料的收縮包括干燥收縮、燒成收縮和總收縮。干燥收縮是黏土干燥至恒重,由于氣孔中和水化膜中的水分排除,空隙減小,顆粒間距離縮短而產生的長度或體積的縮小。燒成收縮是在高溫下經(jīng)燒成,由于結晶水排除,黏土中產生的液相填充空隙,顆粒由于表面張力的作用而靠攏,或形成新的結晶相所引起的長度或體積的縮小。總收縮則是試樣干燥前至燒成后總的尺寸變化。4燒結性:黏土是由多種礦物組成,它沒有固定的熔點。而是在相當大的范圍內逐漸軟化。黏土被加熱到一定穩(wěn)定(800℃),使開始劇烈收縮,隨著溫度升高,氣孔率不斷下降,密度不斷提高,收縮逐步加劇,當溫度升高到一定溫度時,氣孔率下降至最低值,密度和收縮率達到最大值,呈現(xiàn)燒結狀態(tài),稱狀態(tài)為燒結。當溫度繼續(xù)升高至一定值時,由于液相增加,氣孔率又增加,密度下降。燒結性包括燒結溫度和燒結范圍,這兩項參數(shù)取決于原料的化學組成和礦物組成。5燒后色澤:作為建陶產品對黏土的燒后顏色要求:要白度高.白度與礦物成份,鐵質等因素有很大關系。
由于黏土是軟質料,水分含量大,如果為適應干法制粉而再進行烘干、制作成泥條等加工工藝,則是得不償失的做法,也是不可取的。
當然,干法制粉的最大優(yōu)勢在于巨大的降低了生產成本,減少了環(huán)境污染,筆者認為仍有推行的必要。在推廣運用中,個人認為首推水資源匱乏地區(qū)、雨水稀少地區(qū)或冬天因氣溫低而無法連續(xù)生產的地區(qū):比如非洲某些國家、中亞某些國家和我國西北部少雨缺水地區(qū)。
目前非洲陶瓷磚的市場主體產品是300、400彩釉地磚和200x300、250x330、300x450小規(guī)格內墻磚為主,相當于我國上世紀90年代的產品,并且坯體呈色以紅色、淺黃、橘紅、淺紅為主;非洲有大量富含5-11%鐵元素的黏土、陶土和頁巖層。而目前非洲僅有的20多家瓷磚生產企業(yè)原料配方中均以紅色坯體為主。其實一直以來,人們對紅坯的認識有一個直觀上的誤解,認為坯體必須是以紅色外觀為主體的砂石泥料,事實上,呈紅色外觀坯體的瓷磚,理論上將是以鐵含量作為熔劑的陶瓷原料,其化學成份仍然包含Si2O、Al2O3、及鉀、鈉等主要陶瓷化學元素含量。其實某產地的頁巖(化學含量如下)
實際上仍是傳統(tǒng)意義上的陶瓷中溫原料,目前美洲的巴西有很多陶瓷磚生產廠家,均以單一的頁巖為瓷磚生產用原料,并且采用干法制粉的加工原理,取得了良好的經(jīng)濟效益。筆者以為,即將到非洲淘金的投資者、企業(yè)家們,盡可大膽嘗試,在原料加工過程中采用單一的頁巖做陶瓷生產的原料,結合干法制粉的加工工藝,生產滿足非洲市場的瓷磚產品。
另外在干法制粉生產系統(tǒng)中的立式磨,作為硬質料的精細加工設備,筆者倒覺得該項系統(tǒng)可引導原料預處理的發(fā)展方向倒是一條良好的節(jié)約成本的生產途徑。