Proces pripreme i tehnološka inovacija praha aluminijevog oksida

Kada je u pitanjualuminijev prah, mnogi ljudi možda ne znaju za to. Ali kada su u pitanju zasloni mobilnih telefona koje svakodnevno koristimo, keramički premazi u vagonima brzih vlakova, pa čak i toplinske izolacijske pločice svemirskih letjelica, prisutnost ovog bijelog praha neizostavna je iza ovih visokotehnoloških proizvoda. Kao „univerzalni materijal“ u industrijskom području, proces pripreme praha aluminijevog oksida doživio je revolucionarne promjene tijekom proteklog stoljeća. Autor je nekoć radio u određenomaluminijev oksidproizvodno poduzeće dugi niz godina i vlastitim očima svjedočio tehnološkom skoku ove industrije od „tradicionalne proizvodnje čelika“ do inteligentne proizvodnje.

I. „Tri osi“ tradicionalnog obrtništva

U radionici za pripremu aluminijevog oksida, iskusni majstori često kažu: „Da biste se uključili u proizvodnju aluminijevog oksida, morate savladati tri skupa bitnih vještina.“ To se odnosi na tri tradicionalne tehnike: Bayerov proces, proces sinteriranja i kombinirani proces. Bayerov proces je poput pirjanja kostiju u ekspres loncu, gdje se aluminijev oksid u boksitu otapa u alkalnoj otopini pod utjecajem visoke temperature i visokog tlaka. 2018. godine, kada smo otklanjali pogreške na novoj proizvodnoj liniji u Yunnanu, zbog odstupanja kontrole tlaka od 0,5 MPa, kristalizacija cijele posude s muljem nije uspjela, što je rezultiralo izravnim gubitkom od preko 200.000 juana.

Metoda sinteriranja više je slična načinu na koji ljudi na sjeveru izrađuju rezance. Zahtijeva da se boksit i vapnenac "pomiješaju" u omjeru, a zatim "peku" na visokoj temperaturi u rotacijskoj peći. Zapamtite da majstor Zhang u radionici ima jedinstvenu vještinu. Samo promatrajući boju plamena, može odrediti temperaturu unutar peći s pogreškom ne većom od 10 ℃. Ova "narodna metoda" stečenog iskustva nije zamijenjena infracrvenim sustavima termovizijskog snimanja sve do prošle godine.

Kombinirana metoda kombinira značajke prethodne dvije. Na primjer, pri izradi yin-yang vrućeg lonca, i kisela i alkalna metoda se provode istovremeno. Ovaj je proces posebno prikladan za obradu ruda niske kvalitete. Jedno poduzeće u provinciji Shanxi uspjelo je povećati stopu iskorištenja siromašne rude s omjerom aluminija i silicija od 2,5 za 40% poboljšanjem kombinirane metode.

Ii. Put do probojaTehnološke inovacije

Problem potrošnje energije u tradicionalnom obrtništvu oduvijek je bio bolna točka u industriji. Podaci industrije iz 2016. pokazuju da je prosječna potrošnja električne energije po toni aluminijevog oksida 1350 kilovat-sati, što je ekvivalentno potrošnji električne energije kućanstva tijekom pola godine. „Tehnologija otapanja na niskim temperaturama“ koju je razvilo određeno poduzeće, dodavanjem posebnih katalizatora, smanjuje temperaturu reakcije s 280 ℃ na 220 ℃. Samo to štedi 30% energije.

Oprema s fluidiziranim slojem koju sam vidio u jednoj tvornici u Shandongu potpuno je preokrenula moju percepciju. Ovaj "čelični div" visok pet katova održava mineralni prah u suspendiranom stanju pomoću plina, smanjujući vrijeme reakcije sa 6 sati u tradicionalnom procesu na 40 minuta. Još nevjerojatniji je njegov inteligentni sustav upravljanja, koji može prilagoditi parametre procesa u stvarnom vremenu baš kao što tradicionalni kineski liječnik mjeri puls.

Što se tiče zelene proizvodnje, industrija postavlja prekrasan primjer „pretvaranja otpada u blago“. Crveni mulj, nekada problematičan ostatak otpada, sada se može preraditi u keramička vlakna i materijale za cestovne naslage. Prošle godine, demonstracijski projekt posjećen u Guangxiju čak je izrađivao vatrootporne građevinske materijale od crvenog mulja, a tržišna cijena bila je 15% viša od cijene tradicionalnih proizvoda.

Iii. Beskonačne mogućnosti za budući razvoj

Priprema nano-alumine može se smatrati „umjetnost mikro-skulpture“ u području materijala. Oprema za superkritično sušenje koja se vidi u laboratoriju može kontrolirati rast čestica na molekularnoj razini, a proizvedeni nano-prahovi su čak i finiji od peludi. Ovaj materijal, kada se koristi u separatorima litijevih baterija, može udvostručiti vijek trajanja baterije.

Mikrovalna pećnicaTehnologija sinteriranja podsjeća me na mikrovalnu pećnicu kod kuće. Razlika je u tome što industrijski mikrovalni uređaji mogu zagrijati materijale na 1600 ℃ u roku od 3 minute, a njihova potrošnja energije je samo trećina one tradicionalnih električnih peći. Štoviše, ova metoda zagrijavanja može poboljšati mikrostrukturu materijala. Aluminijeva keramika koju s njom proizvodi određeno vojno-industrijsko poduzeće ima tvrdoću usporedivu s tvrdoćom dijamanta.

Najočitija promjena koju je donijela inteligentna transformacija je veliki ekran u kontrolnoj sobi. Prije dvadeset godina, kvalificirani radnici kretali su se po sobi s opremom s evidencijskim knjigama. Sada mladi ljudi mogu dovršiti cijelo praćenje procesa samo s nekoliko klikova mišem. No zanimljivo je da su najstariji procesni inženjeri umjesto toga postali „učitelji“ AI sustava, koji moraju transformirati desetljeća iskustva u algoritamsku logiku.

Transformacija od rude do visokočistog aluminijevog oksida nije samo interpretacija fizičkih i kemijskih reakcija, već i kristalizacija ljudske mudrosti. Kada se pametne 5G tvornice susretnu s „iskustvom dodira ruke“ majstora obrtnika, a kada se nanotehnologija spoji s tradicionalnim pećima, ova stoljetna tehnološka evolucija daleko je od kraja. Možda će se, kako predviđa najnoviji izvještaj o industriji, sljedeća generacija proizvodnje aluminijevog oksida kretati prema „proizvodnji na atomskoj razini“. Međutim, bez obzira na to koliko tehnologija skoči, rješavanje praktičnih potreba i stvaranje stvarne vrijednosti vječne su koordinate tehnoloških inovacija.