Proceso de preparación e innovación tecnolóxica do po de óxido de aluminio
Cando se trata depo de alúmina, moita xente pode non sentirse familiarizada con el. Pero cando se trata das pantallas dos teléfonos móbiles que usamos todos os días, dos revestimentos cerámicos dos vagóns dos trens de alta velocidade e mesmo das tellas de illamento térmico dos transbordadores espaciais, a presenza deste po branco é indispensable para estes produtos de alta tecnoloxía. Como "material universal" no campo industrial, o proceso de preparación do po de óxido de aluminio sufriu cambios radicales durante o século pasado. O autor traballou unha vez nun determinadoalúminaempresa de produción durante moitos anos e foi testemuña cos seus propios ollos do salto tecnolóxico desta industria, da "fabricación de aceiro tradicional" á fabricación intelixente.
I. Os «tres eixes» da artesanía tradicional
No obradoiro de preparación de alúmina, os mestres experimentados adoitan dicir: "Para participar na produción de alúmina, hai que dominar tres conxuntos de habilidades esenciais". Isto refírese ás tres técnicas tradicionais: o proceso Bayer, o proceso de sinterización e o proceso combinado. O proceso Bayer é como cocer ósos nunha olla a presión, onde a alúmina da bauxita se disolve nunha solución alcalina a alta temperatura e alta presión. En 2018, cando estabamos a depurar a nova liña de produción en Yunnan, debido a unha desviación do control de presión de 0,5 MPa, a cristalización de toda a olla de suspensión fallou, o que resultou nunha perda directa de máis de 200.000 yuans.
O método de sinterización parécese máis a como a xente do norte fai fideos. Require que a bauxita e a pedra calcaria se "mesturen" en proporción e logo se "cozan" a alta temperatura nun forno rotatorio. Lembremos que o mestre Zhang ten unha habilidade única no obradoiro. Só con observar a cor da chama, pode determinar a temperatura dentro do forno cun erro de non máis de 10 ℃. Este "método popular" de experiencia acumulada non foi substituído polos sistemas de imaxe térmica infravermella ata o ano pasado.
O método combinado combina as características dos dous anteriores. Por exemplo, ao facer unha pota quente yin-yang, lévanse a cabo simultaneamente o método ácido e o alcalino. Este proceso é especialmente axeitado para procesar minerais de baixa calidade. Unha determinada empresa da provincia de Shanxi conseguiu aumentar a taxa de utilización de mineral magro cunha proporción de aluminio-silicio de 2,5 nun 40 % mellorando o método combinado.
Ii. O camiño para romper o pasoInnovación tecnolóxica
O problema do consumo de enerxía na artesanía tradicional sempre foi un punto problemático na industria. Os datos do sector de 2016 mostran que o consumo medio de electricidade por tonelada de alúmina é de 1.350 quilovatios-hora, o equivalente ao consumo de electricidade dun fogar durante seis meses. A "tecnoloxía de disolución a baixa temperatura" desenvolvida por unha determinada empresa, mediante a adición de catalizadores especiais, reduce a temperatura de reacción de 280 ℃ a 220 ℃. Só isto aforra un 30 % de enerxía.
O equipo de leito fluidizado que vin nunha determinada fábrica de Shandong cambiou por completo a miña percepción. Este "xigante de aceiro" de cinco pisos de altura mantén o po mineral en estado de suspensión mediante gas, reducindo o tempo de reacción de 6 horas no proceso tradicional a 40 minutos. Aínda máis sorprendente é o seu sistema de control intelixente, que pode axustar os parámetros do proceso en tempo real igual que un médico chinés tradicional toma o pulso.
En canto á produción ecolóxica, a industria está a ofrecer un espectáculo marabilloso de "converter os residuos en tesouros". A lama vermella, que antes era un residuo problemático, agora pódese converter en fibras cerámicas e materiais para o leito de estradas. O ano pasado, o proxecto de demostración visitado en Guangxi incluso fabricou materiais de construción ignífugos a partir da lama vermella, e o prezo de mercado foi un 15 % superior ao dos produtos tradicionais.
Iii. Infinitas posibilidades para o desenvolvemento futuro
A preparación de nanoalúmina pode considerarse a "arte da microescultura" no campo dos materiais. Os equipos de secado supercrítico que se ven no laboratorio poden controlar o crecemento de partículas a nivel molecular, e os nanopos producidos son incluso máis finos que o pole. Este material, cando se usa en separadores de baterías de litio, pode duplicar a duración da batería.
MicroondasA tecnoloxía de sinterización lémbrame ao forno microondas da casa. A diferenza é que os dispositivos de microondas de grao industrial poden quentar materiais a 1600 ℃ en 3 minutos e o seu consumo de enerxía é só un terzo do dos fornos eléctricos tradicionais. Mellor aínda, este método de quecemento pode mellorar a microestrutura do material. A cerámica de alúmina fabricada por certa empresa industrial militar con ela ten unha dureza comparable á do diamante.
O cambio máis evidente provocado pola transformación intelixente é a gran pantalla da sala de control. Hai vinte anos, os traballadores cualificados movíanse pola sala de equipos con libros de rexistro. Agora, os mozos poden completar toda a monitorización do proceso con só uns poucos clics do rato. Pero, curiosamente, os enxeñeiros de procesos máis veteranos convertéronse nos "mestres" do sistema de IA, necesitando transformar décadas de experiencia en lóxica algorítmica.
A transformación do mineral a alúmina de alta pureza non é só unha interpretación das reaccións físicas e químicas, senón tamén unha cristalización da sabedoría humana. Cando as fábricas intelixentes 5G se atopen coa "experiencia táctil" dos mestres artesáns e cando a nanotecnoloxía converse cos fornos tradicionais, esta evolución tecnolóxica dun século de duración estea lonxe de rematar. Quizais, como predí o último libro branco da industria, a próxima xeración de produción de alúmina avanzará cara á "fabricación a nivel atómico". Non obstante, independentemente do avance da tecnoloxía, a resolución de necesidades prácticas e a creación de valor real son as coordenadas eternas da innovación tecnolóxica.