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康永华,高级工程师。1989年毕业后即进入佛山建陶行业,一直从事釉料配方研发、新产品的开发工作,经验丰富。目前为多家陶瓷企业提供釉料配方、新产品开发的技术指导服务。
在釉料配方开发中重视资源节约
在佛山建陶的22年工作经历中,康永华见证了佛山建陶的崛起与辉煌,彩釉砖、瓷质砖、抛光砖、仿古砖的诞生及发展过程她都参与其中,“这些过程作为一个亲历者,我都赶上了”,当年佛陶工业厂于1990年在全国生产出第一片抛光砖,当时的情景康永华还记忆犹新,“抛光砖的出现对于中国建陶业来说是一个划时代的揭幕”。据康永华介绍,她做了二十多年的釉料配方研发工作,开发出不少釉料配方,大量应用于建陶行业,像大红熔块釉就是她首先研制出来的。此外,目前行业非常红火的全抛釉她也是最早的参与研发者之一。
作为高投入、高能耗、高污染、低效益的“三高一低”的传统产业,建陶行业经过二十多年的高速发展,在取得辉煌的同时,节能减排的大形势已迫使中国建陶业进行改造提升。这一点,康永华一直走在前列,她一直很重视节约资源、控制成本,当年她就首先提出使用硅酸锆代替氧化锡做乳浊剂,须知当年一吨氧化锡要5~6万,改用硅酸锆后,一吨只需1万元,成本大减,也节约了氧化锡的耗用,而且效果十分理想。
陶瓷减水剂符合节能减排需要
据康永华介绍,她走访了很多企业后发现,目前很多企业的能耗数字都非常高,能耗的支出占到生产总成本的50%~70%,减少能耗迫在眉睫。而除了窑炉烧成的能耗大环节外,陶瓷企业在生产过程中电耗也十分惊人,尤其是球磨与喷雾干燥这两个原料加工的环节就占了总电耗的60%。佛山产区的入塔泥浆平均含水率约33~35%,山东等产区甚至达到40%以上,粉料产品离塔平均含水率约7%,约30%左右的水分需要被蒸发,其所需的能耗约占生产总能耗的1/3左右。
因此,希望进入喷雾干燥塔的泥浆含水率尽可能低而泥浆的流动性又好,这就需要减水剂来发挥作用。陶瓷减水剂,是目前应用非常广泛的一种陶瓷添加剂。陶瓷减水剂的作用是通过系统的电动电位,改善浆料的流动性,使其在水分含量减少的情况下,具有适当的粘度和良好的流动性。使用优良的减水剂,能促进陶瓷生产向高效益、高质量、低能耗的方向发展。
“开发新型高效减水剂是根据陶瓷行业提升的需要而进行的新项目。”康永华告诉记者,目前她正参与佛山市陶瓷研究所的新型高效陶瓷减水剂研发项目,共有两项新型减水剂的项目在进行中,一项是与中科院化学所合作,另一项是与华南理工大学合作,这两个项目都已经完成了前期的试验工作,效果明显,目前正在中试阶段,不久即能批量生产。
应用新型陶瓷减水剂可年省12亿元
佛山市市委书记陈云贤在10月20日中科院与佛山市政府科技合作一周年的工作会议上发言指出:“只有夕阳技术,没有夕阳产业。作为以传统产业为工业基础的佛山,正处在改造传统产业、发展新兴产业的紧要关头”,他特别提到中科院化学所与东鹏陶瓷、佛山市陶瓷研究所合作的开发高效减水剂这一项目,若该技术在全国成功推广,成功将入塔浆料水分降至30%,可解决困扰行业发展的能耗过多问题。根据专家预计,我国建筑陶瓷墙地砖的产量约占世界总量的60%,达42亿平方米,年消耗粉料1.09亿吨。如果全部采用研发的复配陶瓷减水剂,每年可节省柴油43万吨,节省下来的燃料费用可达12亿元。
康永华说,陈云贤书记对陶瓷减水剂项目的肯定与期盼给了他们一剂强心剂,在改造提升传统能耗行业的过程中,陶瓷减水剂必将发挥它应有的作用。新型高效的陶瓷减水剂能减少球磨过程的加水量,提高球磨效率,增强浆料的流动性,大大减少球磨时间,可降低10~15%的能耗。此外,该新型高效陶瓷减水剂还能提高生坯强度10~15%。
新型陶瓷减水剂助推行业升级
目前陶瓷生产中所用的减水剂种类很多,大致有无机减水剂、有机小分子减水剂和高分子减水剂三类。无机减水剂主要是无机电解质,其中应用最多的是水玻璃与三聚磷酸钠,其价格低、综合性能相对较好。但是无机减水剂的分散作用十分有限,而且用量较大。且无机减水剂对浆料的粘度稳定性不够,加入过量时容易产生沉降现象;有机小分子减水剂的减水效果也不理想,而且这些产品还存在坯体强度低和破损率高的缺点;高分子减水剂主要是指水溶性高分子,如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸及其钠盐、羟甲基纤维素等,高分子减水剂有较好的性能,目前主要依赖进口,价格高且供应不便,因而在我国推广使用受到限制。
针对以上的情况,佛山市陶瓷研究所与科研院校合作开发新型陶瓷减水剂,减水剂的主要成分均为有机物,经过球磨、喷雾干燥过程后,随陶瓷坯体进入窑炉烧成,在800℃以上就能完全分解掉。这两项新型高效陶瓷减水剂不仅可应用于喷雾干燥成型,由于具有很强的穿透性、渗透性,也可应用于注浆成型,它们的成功研制是行业的一大福音。
干法球磨在国内推广有难度
近年来,在意大利、德国等国家兴起了干法球磨的新技术,记者就此请教了康永华专家。康永华表示,干法球磨由于不需加入水进行球磨工序,因此可省掉后面的喷雾干燥,从节能减排来看,的确是一项突破性的工艺改革。不过康永华也指出,国外的原料都是使用标准原料,如粘土、石英、长石,这三种标准原料按比例混合使用即可,而国内的原料则复杂得多,成分远远多于国外的标准化原料。国内原料标准化的工作迟迟未能推行,制约了这项新工艺在国内的推广,正因为原料过于复杂,在干法球磨中不可控的因素就大大增加。
据悉,干法球磨的工艺在国外也没完全成熟,由于破碎后还需要重新造粒,而造粒过程还需加入结合剂进行造粒,结合剂的研发也是一个关键。但是,康永华也认为,干法球磨如果能结合国内的原料特点进行进一步的技术攻关,未来也大有可为。(记者 谢家声)
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