Alumiiniumoksiidi pulbri valmistusprotsess ja tehnoloogiline innovatsioon
Kui asi puudutabalumiiniumoksiidi pulber, paljud inimesed võivad sellega harjumatud olla. Aga kui rääkida iga päev kasutatavatest mobiiltelefonide ekraanidest, kiirrongivagunite keraamilistest katetest ja isegi kosmosesüstikute soojusisolatsiooniplaatidest, siis on selle valge pulbri olemasolu nende kõrgtehnoloogiliste toodete taga hädavajalik. Tööstusvaldkonnas „universaalse materjalina“ on alumiiniumoksiidipulbri valmistusprotsess viimase sajandi jooksul läbi teinud murrangulisi muutusi. Autor töötas kunagi teatudalumiiniumoksiidtootmisettevõttena aastaid ja oli oma silmaga tunnistajaks selle tööstusharu tehnoloogilisele hüppele „traditsioonilisest terasetootmisest” intelligentsele tootmisele.
I. Traditsioonilise käsitöö „kolm telge”
Alumiiniumoksiidi ettevalmistustöökojas ütlevad kogenud meistrid sageli: „Alumiiniumoksiidi tootmisega alustamiseks tuleb omandada kolm olulist oskust.“ See viitab kolmele traditsioonilisele tehnikale: Bayeri protsess, paagutamisprotsess ja kombineeritud protsess. Bayeri protsess on nagu kontide hautamine survekatlas, kus boksiidi alumiiniumoksiid lahustub kõrge temperatuuri ja rõhu mõjul aluselises lahuses. 2018. aastal, kui me Yunnanis uut tootmisliini silusime, ebaõnnestus kogu suspensiooni kristalliseerumine 0,5 MPa rõhukontrolli hälbe tõttu, mille tulemuseks oli otsene kahju üle 200 000 jüaani.
Paagutamismeetod sarnaneb pigem sellele, kuidas põhjamaal inimesed nuudleid valmistavad. See nõuab boksiidi ja lubjakivi proportsioonides „segamist“ ning seejärel kõrgel temperatuuril pöördahjus „küpsetamist“. Pidage meeles, et töökoja meister Zhangil on ainulaadne oskus. Ainult leegi värvi jälgides saab ta määrata ahju sisetemperatuuri veaga kuni 10 ℃. See kogunenud kogemustel põhinev „rahvameetod“ asendati infrapuna-termokaameratega alles eelmisel aastal.
Kombineeritud meetod ühendab kahe esimese omadused. Näiteks yin-yang kuuma poti valmistamisel viiakse läbi nii happeline kui ka aluseline meetod samaaegselt. See protsess sobib eriti hästi madala kvaliteediga maakide töötlemiseks. Teatud Shanxi provintsi ettevõte suutis kombineeritud meetodi täiustamise abil suurendada lahja maagi, mille alumiiniumi-räni suhe on 2,5, kasutusmäära 40%.
II. Läbimurde teeTehnoloogiline innovatsioon
Traditsioonilise käsitöö energiatarbimise probleem on alati olnud tööstuses valupunkt. 2016. aasta tööstusharu andmed näitavad, et keskmine elektrienergia tarbimine alumiiniumoksiidi tonni kohta on 1350 kilovatt-tundi, mis võrdub ühe leibkonna poole aasta elektrienergia tarbimisega. Teatud ettevõtte väljatöötatud „madala temperatuuriga lahustustehnoloogia“ vähendab spetsiaalsete katalüsaatorite lisamise abil reaktsioonitemperatuuri 280 ℃-lt 220 ℃-le. See säästab ainuüksi 30% energiast.
Shandongi teatud tehases nähtud fluidiseeritud voodiga seade pööras mu ettekujutuse täielikult pea peale. See viiekorruseline „terashiiglane“ hoiab mineraalpulbrit gaasi abil suspensioonis, vähendades reaktsiooniaega traditsioonilise protsessi 6 tunnist 40 minutini. Veelgi hämmastavam on selle intelligentne juhtimissüsteem, mis suudab protsessi parameetreid reaalajas reguleerida, just nagu traditsiooniline hiina arst pulssi mõõtes.
Rohelise tootmise osas korraldab tööstusharu imelist etendust, kuidas „jäätmeid aardeks muuta“. Punast muda, mis oli kunagi tülikas jäätmejääk, saab nüüd toota keraamilisi kiude ja teekattematerjale. Eelmisel aastal valmistati Guangxis külastatud demonstratsiooniprojektis punasest mudast isegi tulekindlaid ehitusmaterjale ning turuhind oli 15% kõrgem kui traditsioonilistel toodetel.
III. Lõputud võimalused tulevaseks arenguks
Nanoalumiiniumoksiidi valmistamist võib pidada materjalide valdkonnas „mikroskulptuuri kunstiks“. Laboris kasutatavad ülikriitilised kuivatusseadmed suudavad osakeste kasvu molekulaarsel tasandil kontrollida ning toodetud nanopulbrid on isegi õietolmust peenemad. Liitiumakude separaatorites kasutamisel võib see materjal aku eluiga kahekordistada.
MikrolaineahiPaagutamistehnoloogia meenutab mulle kodust mikrolaineahju. Erinevus seisneb selles, et tööstusliku kvaliteediga mikrolaineahjud suudavad materjale kuumutada 1600 ℃-ni 3 minutiga ja nende energiatarve on vaid kolmandik traditsiooniliste elektriahjude omast. Veelgi parem on see kuumutusmeetod, mis parandab materjali mikrostruktuuri. Teatud sõjatööstusettevõtte poolt sellega valmistatud alumiiniumoksiidkeraamika kõvadus on võrreldav teemandi kõvadusega.
Intelligentse ümberkujundamise kõige ilmsemaks muutuseks on juhtimisruumis asuv suur ekraan. Kakskümmend aastat tagasi liikusid oskustöölised seadmete ruumis ringi, käes registreerimisraamatud. Nüüd saavad noored kogu protsessi jälgimise lõpule viia vaid mõne hiireklõpsuga. Kuid huvitaval kombel on kõige vanemad protsessiinsenerid hoopis saanud tehisintellekti süsteemi „õpetajateks“, kes peavad aastakümnete pikkuse kogemuse algoritmiliseks loogikaks muutma.
Maagist ülipuhta alumiiniumoksiidiks üleminek ei ole mitte ainult füüsikaliste ja keemiliste reaktsioonide tõlgendus, vaid ka inimliku tarkuse kristalliseerumine. Kui 5G nutikad tehased kohtuvad meistrite „käepärase kogemusega“ ja kui nanotehnoloogia alustab vestlust traditsiooniliste ahjudega, pole see sajandipikkune tehnoloogiline areng kaugeltki läbi. Võib-olla, nagu ennustab uusim tööstuse valge raamat, liigub järgmise põlvkonna alumiiniumoksiidi tootmine „aatomitasemel tootmise“ suunas. Kuid olenemata sellest, kui kiiresti tehnoloogia areneb, on praktiliste vajaduste lahendamine ja reaalse väärtuse loomine tehnoloogilise innovatsiooni igavesed koordinaadid.