Alumīnija oksīda pulvera sagatavošanas process un tehnoloģiskā inovācija
Kad runa ir paralumīnija oksīda pulveris, daudziem cilvēkiem tas varētu šķist svešs. Taču, runājot par mobilo tālruņu ekrāniem, ko lietojam ikdienā, keramikas pārklājumiem ātrgaitas vilcienu vagonos un pat kosmosa kuģu siltumizolācijas flīzēm, šī baltā pulvera klātbūtne ir neaizstājama šo augsto tehnoloģiju produktu pamatā. Kā “universāls materiāls” rūpniecības jomā, alumīnija oksīda pulvera sagatavošanas process pēdējā gadsimta laikā ir piedzīvojis revolucionāras pārmaiņas. Autors savulaik strādāja noteiktāalumīnija oksīdsdaudzus gadus bija ražošanas uzņēmums un pats savām acīm bija liecinieks šīs nozares tehnoloģiskajam lēcienam no “tradicionālās tērauda ražošanas” uz inteliģentu ražošanu.
I. Tradicionālās amatniecības “trīs asis”
Alumīnija oksīda sagatavošanas darbnīcā pieredzējušie meistari bieži saka: “Lai iesaistītos alumīnija oksīda ražošanā, jāapgūst trīs būtisku prasmju kopumi.” Tas attiecas uz trim tradicionālajām metodēm: Baijera procesu, saķepināšanas procesu un kombinēto procesu. Baijera process ir kā kaulu sautēšana spiediena katlā, kur boksītā esošais alumīnija oksīds izšķīst sārmainā šķīdumā augstas temperatūras un augsta spiediena ietekmē. 2018. gadā, kad mēs atkļūdojām jauno ražošanas līniju Juņnaņā, spiediena kontroles novirzes 0,5 MPa dēļ visa suspensijas katla kristalizācija neizdevās, kā rezultātā radās tieši zaudējumi vairāk nekā 200 000 juaņu apmērā.
Sintēšanas metode vairāk līdzinās tam, kā ziemeļos gatavo nūdeles. Tā prasa, lai boksīts un kaļķakmens tiktu “sajaukti” proporcijās un pēc tam “cepti” augstā temperatūrā rotācijas krāsnī. Atcerieties, ka meistaram Džanam darbnīcā ir unikāla prasme. Vienkārši novērojot liesmas krāsu, viņš var noteikt temperatūru krāsnī ar kļūdu, kas nepārsniedz 10 ℃. Šo uzkrātās pieredzes “tautas metodi” infrasarkanās termiskās attēlveidošanas sistēmas aizstāja tikai pagājušajā gadā.
Kombinētā metode apvieno abu iepriekšējo metožu iezīmes. Piemēram, gatavojot iņ-jaņ karsto katlu, vienlaikus tiek veiktas gan skābās, gan sārmainās metodes. Šis process ir īpaši piemērots zemas kvalitātes rūdu pārstrādei. Kādam uzņēmumam Šaņsji provincē, uzlabojot kombinēto metodi, izdevās palielināt liesās rūdas ar alumīnija-silīcija attiecību 2,5 izmantošanas līmeni par 40%.
II. Ceļš uz izrāvienuTehnoloģiskās inovācijas
Tradicionālās amatniecības enerģijas patēriņa jautājums vienmēr ir bijis sāpīgs punkts nozarē. Nozares dati no 2016. gada liecina, ka vidējais elektroenerģijas patēriņš uz tonnu alumīnija oksīda ir 1350 kilovatstundas, kas ir līdzvērtīgs mājsaimniecības elektroenerģijas patēriņam pusgadā. Kāda uzņēmuma izstrādātā “zemas temperatūras šķīdināšanas tehnoloģija”, pievienojot īpašus katalizatorus, samazina reakcijas temperatūru no 280 ℃ līdz 220 ℃. Tas vien ietaupa 30 % enerģijas.
Šķidrā slāņa iekārta, ko redzēju kādā rūpnīcā Šaņdunā, pilnībā apgrieza manu uztveri kājām gaisā. Šis piecu stāvu augstais “tērauda gigants” ar gāzes palīdzību uztur minerālu pulveri suspendētā stāvoklī, samazinot reakcijas laiku no 6 stundām tradicionālajā procesā līdz 40 minūtēm. Vēl pārsteidzošāka ir tā inteliģentā vadības sistēma, kas var pielāgot procesa parametrus reāllaikā, gluži kā tradicionālais ķīniešu ārsts, mērot pulsu.
Runājot par zaļo ražošanu, nozare rīko brīnišķīgu izrādi, kā “atkritumus pārvērst dārgumos”. Sarkanos dubļus, kas kādreiz bija apgrūtinoši atkritumu atlikumi, tagad var pārstrādāt keramikas šķiedrās un ceļu seguma materiālos. Pagājušajā gadā Guangxi apmeklētajā demonstrācijas projektā no sarkanajiem dubļiem pat tika izgatavoti ugunsdroši būvmateriāli, un tirgus cena bija par 15% augstāka nekā tradicionālajiem produktiem.
III. Bezgalīgas nākotnes attīstības iespējas
Nanoalumīnija oksīda sagatavošanu var uzskatīt par "mikroskulptūru mākslu" materiālu jomā. Laboratorijā redzamā superkritiskā žāvēšanas iekārta var kontrolēt daļiņu augšanu molekulārā līmenī, un iegūtie nanopulveri ir pat smalkāki par ziedputekšņiem. Izmantojot šo materiālu litija akumulatoru separatoros, tas var divkāršot akumulatora darbības laiku.
Mikroviļņu krāsnsŠī saķepināšanas tehnoloģija man atgādina mikroviļņu krāsni mājās. Atšķirība ir tāda, ka rūpnieciskās klases mikroviļņu ierīces var uzsildīt materiālus līdz 1600 ℃ 3 minūšu laikā, un to enerģijas patēriņš ir tikai viena trešdaļa no tradicionālo elektrisko krāšņu enerģijas patēriņa. Vēl labāk, šī sildīšanas metode var uzlabot materiāla mikrostruktūru. Alumīnija oksīda keramikai, ko ražo noteikts militārās rūpniecības uzņēmums, ir dimanta cietība.
Acīmredzamākā pārmaiņa, ko radījusi inteliģentā transformācija, ir lielais ekrāns vadības telpā. Pirms divdesmit gadiem kvalificēti darbinieki pārvietojās pa iekārtu telpu ar uzskaites grāmatām. Tagad jaunieši var veikt visa procesa uzraudzību tikai ar dažiem peles klikšķiem. Taču interesanti, ka par mākslīgā intelekta sistēmas “skolotājiem” ir kļuvuši vecākie procesu inženieri, kuriem gadu desmitiem ilga pieredze jāpārveido algoritmiskā loģikā.
Pāreja no rūdas uz augstas tīrības pakāpes alumīnija oksīdu ir ne tikai fizikālo un ķīmisko reakciju interpretācija, bet arī cilvēciskās gudrības kristalizācija. Kad 5G viedās rūpnīcas sastapsies ar meistaru "rokas sajūtu" un kad nanotehnoloģija sarunāsies ar tradicionālajām krāsnīm, šī gadsimtu ilgā tehnoloģiskā evolūcija nebūt nav beigusies. Iespējams, kā prognozēts jaunākajā nozares informatīvajā dokumentā, nākamā alumīnija oksīda ražošanas paaudze virzīsies uz "atomu līmeņa ražošanu". Tomēr neatkarīgi no tā, cik strauji attīstās tehnoloģija, praktisko vajadzību risināšana un reālas vērtības radīšana ir tehnoloģisko inovāciju mūžīgās koordinātas.