Procés de preparació i innovació tecnològica de la pols d'òxid d'alumini

Quan es tracta depols d'alúmina, molta gent pot sentir-se desconeguda amb això. Però quan es tracta de les pantalles dels telèfons mòbils que fem servir cada dia, els recobriments ceràmics dels vagons dels trens d'alta velocitat i fins i tot les rajoles d'aïllament tèrmic dels transbordadors espacials, la presència d'aquesta pols blanca és indispensable darrere d'aquests productes d'alta tecnologia. Com a "material universal" en el camp industrial, el procés de preparació de la pols d'òxid d'alumini ha experimentat canvis radicals durant el segle passat. L'autor va treballar una vegada en un certalúminaempresa de producció durant molts anys i va ser testimoni amb els seus propis ulls del salt tecnològic d'aquesta indústria, de la "fabricació tradicional d'acer" a la fabricació intel·ligent.

I. Els «tres eixos» de l'artesania tradicional

Al taller de preparació d'alúmina, els mestres experimentats sovint diuen: "Per participar en la producció d'alúmina, cal dominar tres conjunts d'habilitats essencials". Això fa referència a les tres tècniques tradicionals: el procés Bayer, el procés de sinterització i el procés combinat. El procés Bayer és com coure ossos en una olla a pressió, on l'alúmina de la bauxita es dissol en una solució alcalina a alta temperatura i alta pressió. El 2018, quan estàvem depurant la nova línia de producció a Yunnan, a causa d'una desviació del control de pressió de 0,5 MPa, la cristal·lització de tot el pot de suspensió va fallar, cosa que va provocar una pèrdua directa de més de 200.000 iuans.

El mètode de sinterització s'assembla més a com la gent del nord fa fideus. Requereix que la bauxita i la pedra calcària es "barregin" en proporció i després es "coguin" a alta temperatura en un forn rotatori. Recordeu que el mestre Zhang al taller té una habilitat única. Només observant el color de la flama, pot determinar la temperatura dins del forn amb un error de no més de 10 ℃. Aquest "mètode popular" d'experiència acumulada no va ser substituït pels sistemes d'imatges tèrmiques infraroges fins a l'any passat.

El mètode combinat combina les característiques dels dos anteriors. Per exemple, quan es fa una olla calenta yin-yang, es duen a terme simultàniament els mètodes àcid i alcalí. Aquest procés és especialment adequat per processar minerals de baixa qualitat. Una determinada empresa de la província de Shanxi va aconseguir augmentar la taxa d'utilització del mineral magre amb una relació alumini-silici de 2,5 en un 40% millorant el mètode combinat.

Ii. El camí per trencar-ho totInnovació tecnològica

El problema del consum d'energia de l'artesania tradicional sempre ha estat un punt feble a la indústria. Les dades de la indústria del 2016 mostren que el consum mitjà d'electricitat per tona d'alúmina és de 1.350 quilowatts-hora, equivalent al consum d'electricitat d'una llar durant mig any. La "tecnologia de dissolució a baixa temperatura" desenvolupada per una determinada empresa, afegint catalitzadors especials, redueix la temperatura de reacció de 280 ℃ a 220 ℃. Només això estalvia un 30% d'energia.

L'equip de llit fluiditzat que vaig veure en una determinada fàbrica de Shandong va capgirar completament la meva percepció. Aquest "gegant d'acer" de cinc pisos d'alçada manté la pols mineral en estat suspès a través del gas, reduint el temps de reacció de 6 hores en el procés tradicional a 40 minuts. Encara més sorprenent és el seu sistema de control intel·ligent, que pot ajustar els paràmetres del procés en temps real com un metge xinès tradicional prenent un pols.

Pel que fa a la producció verda, la indústria està representant un espectacle meravellós de "convertir residus en tresor". El fang vermell, que abans era un residu problemàtic, ara es pot convertir en fibres ceràmiques i materials per a la construcció de carreteres. L'any passat, el projecte de demostració visitat a Guangxi fins i tot va fer materials de construcció ignífugs a partir del fang vermell, i el preu de mercat era un 15% més alt que el dels productes tradicionals.

Iii. Infinites possibilitats per al desenvolupament futur

La preparació de nano-alúmina es pot considerar com l'"art de la microescultura" en el camp dels materials. Els equips d'assecat supercrític que es veuen al laboratori poden controlar el creixement de partícules a nivell molecular, i les nanopols produïdes són fins i tot més fines que el pol·len. Aquest material, quan s'utilitza en separadors de bateries de liti, pot duplicar la durada de la bateria.

MicroonesLa tecnologia de sinterització em recorda al forn microones de casa. La diferència és que els dispositius de microones de grau industrial poden escalfar materials a 1600 ℃ en 3 minuts, i el seu consum d'energia és només un terç del dels forns elèctrics tradicionals. Encara millor, aquest mètode d'escalfament pot millorar la microestructura del material. La ceràmica d'alúmina fabricada per una determinada empresa industrial militar amb aquest mètode té una duresa comparable a la del diamant.

El canvi més evident que ha provocat la transformació intel·ligent és la gran pantalla de la sala de control. Fa vint anys, els treballadors qualificats es movien per la sala d'equips amb llibres de registre. Ara, els joves poden completar tot el seguiment del procés amb només uns quants clics del ratolí. Però, curiosament, els enginyers de processos més veterans s'han convertit en els "mestres" del sistema d'IA, i han de transformar dècades d'experiència en lògica algorítmica.

La transformació del mineral a l'alúmina d'alta puresa no és només una interpretació de reaccions físiques i químiques, sinó també una cristal·lització de la saviesa humana. Quan les fàbriques intel·ligents 5G es trobin amb "l'experiència táctil" dels mestres artesans, i quan la nanotecnologia converse amb els forns tradicionals, aquesta evolució tecnològica d'un segle està lluny d'acabar. Potser, com prediu el darrer llibre blanc de la indústria, la propera generació de producció d'alúmina avançarà cap a la "fabricació a nivell atòmic". Tanmateix, independentment de com avanci la tecnologia, resoldre les necessitats pràctiques i crear valor real són les coordenades eternes de la innovació tecnològica.