纳米级硅酸锆生产线的特点是：

①用物理研磨的方法批量制备纳米级硅酸锆，避免了用化学法制备纳米级硅酸锆所带来的环境污染问题；

②突破了物理法研磨超细陶瓷原料的效率和粒度极限，解决了陶瓷原料纳米化一大障碍；

③ 解决了料水分离、沉降、细颗粒陶瓷原料干法除铁钛等问题；

④实现了生产过程无粉尘、废水自循环利用、过程自动化、管理数据化的目标。

2 纳米级硅酸锆生产线的组成及装备的研制和改造

2．1 纳米级硅酸锆生产线的组成及工艺流程

纳米级硅酸锆生产线主要设备组成见表1。其工艺流程见图1a，传统工艺流程见图1b

2．2 设备研制与改造

2．2．1 高能球磨机结构的改造

本生产线建设对第yi级滚筒式球磨机进行了改造，在球磨机的中心增加了一个搅拌器，使球磨筒内的球体和磨料在搅拌器搅动力作用下碰撞研磨，改变了磨球和磨料的运动状态，同时增加磨料的填充率，由50％提高到70％，提高了研磨效率。

2．2．2 搅拌球磨机结构的改造

将微米级、亚微米级陶瓷料浆研磨到纳米级是当前国内的一个难题。有人采用搅拌球磨和砂磨进行过小批量试验，但由于能效低、成本高，无法批量生产，并因此限制了硅酸锆在陶瓷领域的应用。

本生产线建设对搅拌球磨机进行了改造，提高搅拌球磨的效能。具体措施是：

①将搅拌筒由圆柱形改为圆台形结构，改变研磨球体的运行曲线和动态形状，由原来的V字形变为椭圆形，不但运动路线延

长，而且增大了径向速度差和纵向速度差，从而提高了研磨效率；

② 由于搅拌筒形状的改变使简下端的荷载减少，搅拌产生的扭矩减小，为磨机转速提升提供了前提条件，将磨机转速每分钟提高了70转，使物料的zui大线速度由4 m／s提升到9—11m／s，使研磨动能提高4倍；

③将搅拌筒底部的固定方式由传统的固定不动，改为在固定板上设置弹簧，使筒体在随着搅拌轴转动的同时，产生以搅拌轴为中心的前后摆动，摆幅约为25 min，从而使磨介和磨料在随筒体做圆周运动的同时上下震动，提高研磨效率达50％ 以上。

2．2．3 纳米浆料固液分离系统的研制

湿法研磨浆料传统的处理方法是将浆料送入固液分离机进行固液分离，然后放人沉浆桶，转送到烘干、粉碎系统，进行烘干、粉碎，然后包装出售。用户使用时仍要配成具有一定液固比例的浆料。本生产线建设研制了纳米浆料固液分离机组对湿磨浆料进行固液分离，分离至满足用户使用要求的液固比例直接向客户提供浆料。由于纳米颗粒的比表面积大，活性比较高，与水结合后因范德华力的作用两者难以分离，单纯依靠物理作用很难除去水分，也就是一般的压滤机不能完成这个任务。因此，研制了具有自主知识产权的纳米硅酸锆浆料脱水系统。该系统无动力消耗，其排水动力是依靠在料浆中加入一种料水分离助剂，使纳米颗粒在料水分离助剂的作用下微团聚，并将水挤出，被挤出的水再依靠自身的重力渗出，排水效果良好，zui终实现料水分离。产品的固液比例可由加人的料水分离助剂的量来调节。