Proces prípravy a technologická inovácia práškového oxidu hlinitého
Keď príde naoxid hlinitý v prášku, mnohí ľudia sa s ním možno nestretávajú. Ale pokiaľ ide o obrazovky mobilných telefónov, ktoré používame každý deň, keramické povlaky vo vagónoch vysokorýchlostných vlakov a dokonca aj tepelnoizolačné dlaždice raketoplánov, prítomnosť tohto bieleho prášku je pre tieto high-tech produkty nevyhnutná. Ako „univerzálny materiál“ v priemyselnej oblasti prešiel proces prípravy práškového oxidu hlinitého za posledné storočie prevratnými zmenami. Autor kedysi pracoval v istom...oxid hlinitývýrobný podnik a na vlastné oči bol svedkom technologického skoku tohto odvetvia od „tradičnej oceliarskej výroby“ k inteligentnej výrobe.
I. „Tri osi“ tradičného remeselníctva
V dielni na prípravu oxidu hlinitého skúsení majstri často hovoria: „Aby sa človek mohol venovať výrobe oxidu hlinitého, musí ovládať tri základné zručnosti.“ To sa vzťahuje na tri tradičné techniky: Bayerov proces, proces spekania a kombinovaný proces. Bayerov proces je ako dusenie kostí v tlakovom hrnci, kde sa oxid hlinitý v bauxite rozpúšťa v alkalickom roztoku pri vysokej teplote a vysokom tlaku. V roku 2018, keď sme ladili novú výrobnú linku v Yunnane, kvôli odchýlke regulácie tlaku 0,5 MPa zlyhala kryštalizácia celej nádoby s kalom, čo viedlo k priamej strate viac ako 200 000 juanov.
Metóda spekania sa viac podobá na to, ako ľudia na severe vyrábajú rezance. Vyžaduje si to, aby sa bauxit a vápenec „zmiešali“ v správnom pomere a potom sa „upečú“ pri vysokej teplote v rotačnej peci. Pamätajte, že majster Zhang v dielni má jedinečnú zručnosť. Len pozorovaním farby plameňa dokáže určiť teplotu vo vnútri pece s chybou maximálne 10 ℃. Túto „ľudovú metódu“ založenú na nahromadených skúsenostiach nahradili infračervené termovízne systémy až do minulého roka.
Kombinovaná metóda kombinuje vlastnosti predchádzajúcich dvoch. Napríklad pri výrobe horúceho hrnca jin-jang sa súčasne vykonávajú kyslé aj alkalické metódy. Tento proces je obzvlášť vhodný na spracovanie nízkokvalitných rúd. Istý podnik v provincii Šan-si dokázal vylepšením kombinovanej metódy zvýšiť mieru využitia chudobnej rudy s pomerom hliníka a kremíka 2,5 o 40 %.
II. Cesta k prelomeniuTechnologická inovácia
Problém spotreby energie v tradičných remeslách bol v tomto odvetví vždy problémom. Údaje z odvetvia z roku 2016 ukazujú, že priemerná spotreba elektriny na tonu oxidu hlinitého je 1 350 kilowatthodín, čo zodpovedá polročnej spotrebe elektriny v domácnosti. „Technológia nízkoteplotného rozpúšťania“ vyvinutá istým podnikom znižuje reakčnú teplotu z 280 ℃ na 220 ℃ pridaním špeciálnych katalyzátorov. To samo o sebe ušetrí 30 % energie.
Zariadenie s fluidným lôžkom, ktoré som videl v istej továrni v provincii Shandong, úplne prevrátilo moje vnímanie. Tento päťposchodový „oceľový gigant“ udržiava minerálny prášok v suspendovanom stave pomocou plynu, čím sa skracuje reakčný čas zo 6 hodín v tradičnom procese na 40 minút. Ešte úžasnejší je jeho inteligentný riadiaci systém, ktorý dokáže upravovať parametre procesu v reálnom čase, rovnako ako keď si tradičný čínsky lekár meria pulz.
Pokiaľ ide o zelenú výrobu, toto odvetvie predvádza skvelú ukážku „premeny odpadu na poklad“. Červený kal, kedysi problematický odpadový zvyšok, sa teraz dá spracovať na keramické vlákna a materiály na vozovky. Minulý rok sa v rámci demonštračného projektu v Guangxi dokonca vyrobili ohňovzdorné stavebné materiály z červeného kalu a trhová cena bola o 15 % vyššia ako u tradičných produktov.
Iii. Nekonečné možnosti budúceho rozvoja
Prípravu nano-oxidu hlinitého možno v oblasti materiálov považovať za „umenie mikro-sochárstva“. Zariadenie na superkritické sušenie, ktoré sa používa v laboratóriu, dokáže kontrolovať rast častíc na molekulárnej úrovni a vyrobené nano-prášky sú ešte jemnejšie ako peľ. Tento materiál, keď sa použije v separátoroch lítiových batérií, môže zdvojnásobiť životnosť batérie.
Mikrovlnná rúraTechnológia spekania mi pripomína domácu mikrovlnnú rúru. Rozdiel je v tom, že priemyselné mikrovlnné zariadenia dokážu zohriať materiály na 1600 ℃ za 3 minúty a ich spotreba energie je len tretinová v porovnaní s tradičnými elektrickými pecami. Ešte lepšie je, že táto metóda ohrevu dokáže zlepšiť mikroštruktúru materiálu. Hliníková keramika vyrobená s jej pomocou istým vojensko-priemyselným podnikom má tvrdosť porovnateľnú s tvrdosťou diamantu.
Najzrejmejšou zmenou, ktorú priniesla inteligentná transformácia, je veľká obrazovka v riadiacej miestnosti. Pred dvadsiatimi rokmi sa po miestnosti s vybavením pohybovali kvalifikovaní pracovníci s knihami záznamov. Teraz môžu mladí ľudia dokončiť celý proces monitorovania len niekoľkými kliknutiami myši. Je však zaujímavé, že najvyšší skúsení procesní inžinieri sa namiesto toho stali „učiteľmi“ systému umelej inteligencie a museli transformovať desaťročia skúseností do algoritmickej logiky.
Transformácia z rudy na vysoko čistý oxid hlinitý nie je len interpretáciou fyzikálnych a chemických reakcií, ale aj kryštalizáciou ľudskej múdrosti. Keď sa inteligentné továrne 5G stretnú s „hmatovým zážitkom“ majstrov remeselníkov a keď sa nanotechnológia spojí s tradičnými pecami, tento storočný technologický vývoj ani zďaleka neskončí. Možno, ako predpovedá najnovšia biela kniha o tomto odvetví, ďalšia generácia výroby oxidu hlinitého sa posunie smerom k „výrobe na atómovej úrovni“. Avšak bez ohľadu na to, ako technológia poskočí, riešenie praktických potrieb a vytváranie skutočnej hodnoty sú večnými súradnicami technologickej inovácie.