Bereidingsproces en technologische innovatie van aluminiumoxidepoeder
Als het gaat omaluminiumoxidepoeder, zullen veel mensen er misschien onbekend mee zijn. Maar als het gaat om de schermen van mobiele telefoons die we dagelijks gebruiken, de keramische coatings in hogesnelheidstreinwagons en zelfs de warmte-isolatietegels van spaceshuttles, is de aanwezigheid van dit witte poeder onmisbaar achter deze hightechproducten. Als "universeel materiaal" in de industriële sector heeft het bereidingsproces van aluminiumoxidepoeder de afgelopen eeuw ingrijpende veranderingen ondergaan. De auteur werkte ooit in een bepaaldaluminiumoxideHij werkte jarenlang in een productiebedrijf en was getuige van de technologische sprong die deze industrie maakte van ‘traditionele staalproductie’ naar intelligente productie.
I. De “drie assen” van traditioneel vakmanschap
In de werkplaats voor aluminiumoxidebereiding zeggen de ervaren meesters vaak: "Om betrokken te raken bij de productie van aluminiumoxide, moet je drie essentiële vaardigheden beheersen." Dit verwijst naar de drie traditionele technieken: het Bayer-proces, het sinterproces en het gecombineerde proces. Het Bayer-proces is vergelijkbaar met het stoven van botten in een snelkookpan, waarbij het aluminiumoxide in bauxiet oplost in een alkalische oplossing door hoge temperatuur en hoge druk. In 2018, toen we de nieuwe productielijn in Yunnan aan het debuggen waren, mislukte de kristallisatie van de hele pot met slurry door een drukregelafwijking van 0,5 MPa, wat resulteerde in een direct verlies van meer dan 200.000 yuan.
De sintermethode lijkt meer op hoe mensen in het noorden noedels maken. Hiervoor moeten bauxiet en kalksteen in verhouding worden "gemengd" en vervolgens op hoge temperatuur in een draaioven worden "gebakken". Meester Zhang in de werkplaats heeft een unieke vaardigheid. Door alleen al naar de kleur van de vlam te kijken, kan hij de temperatuur in de oven bepalen met een afwijking van maximaal 10 °C. Deze "volksmethode" op basis van opgebouwde ervaring werd pas vorig jaar vervangen door infrarood-thermische beeldvormingssystemen.
De gecombineerde methode combineert de kenmerken van de eerste twee. Zo worden bij de productie van een yin-yang-hotpot zowel de zure als de basische methode gelijktijdig toegepast. Dit proces is bijzonder geschikt voor de verwerking van ertsen van lage kwaliteit. Een bedrijf in de provincie Shanxi slaagde erin de benuttingsgraad van arm erts met een aluminium-siliciumverhouding van 2,5 met 40% te verhogen door de gecombineerde methode te verbeteren.
Ii. Het pad naar doorbraakTechnologische innovatie
Het energieverbruik van traditioneel vakmanschap is altijd een pijnpunt in de industrie geweest. Uit industriële gegevens uit 2016 blijkt dat het gemiddelde elektriciteitsverbruik per ton aluminiumoxide 1350 kilowattuur bedraagt, wat overeenkomt met het elektriciteitsverbruik van een huishouden gedurende een half jaar. De door een bedrijf ontwikkelde "laagtemperatuuroplossingstechnologie" verlaagt de reactietemperatuur, door toevoeging van speciale katalysatoren, van 280 °C naar 220 °C. Dit alleen al bespaart 30% energie.
De wervelbedapparatuur die ik in een bepaalde fabriek in Shandong zag, gooide mijn perceptie volledig op zijn kop. Deze vijf verdiepingen hoge "staalreus" houdt het mineraalpoeder in een zwevende toestand door middel van gas, waardoor de reactietijd van 6 uur in het traditionele proces wordt teruggebracht tot 40 minuten. Nog verbazingwekkender is het intelligente besturingssysteem, dat de procesparameters in realtime kan aanpassen, net zoals een traditionele Chinese arts de pols meet.
Op het gebied van groene productie zet de industrie een prachtige show neer: "afval omzetten in schatten". Rode modder, ooit een lastig afvalproduct, kan nu worden verwerkt tot keramische vezels en funderingsmaterialen. Vorig jaar maakte het demonstratieproject in Guangxi zelfs brandwerende bouwmaterialen van rode modder, en de marktprijs lag 15% hoger dan die van traditionele producten.
III. Oneindige mogelijkheden voor toekomstige ontwikkeling
De bereiding van nano-alumina kan worden beschouwd als de "microsculptuurkunst" op het gebied van materialen. De superkritische droogapparatuur die in het laboratorium wordt gebruikt, kan de groei van deeltjes op moleculair niveau beheersen, en de geproduceerde nanopoeders zijn zelfs fijner dan pollen. Dit materiaal kan, wanneer het wordt gebruikt in lithiumbatterijscheiders, de levensduur van batterijen verdubbelen.
MagnetronSintertechnologie doet me denken aan de magnetron thuis. Het verschil is dat magnetrons van industriële kwaliteit materialen binnen 3 minuten tot 1600 ℃ kunnen verhitten, en hun energieverbruik is slechts een derde van dat van traditionele elektrische ovens. Sterker nog, deze verwarmingsmethode kan de microstructuur van het materiaal verbeteren. De aluminiumoxidekeramiek die door een bepaalde militaire industriële onderneming met aluminiumoxide wordt gemaakt, heeft een hardheid die vergelijkbaar is met die van diamant.
De meest opvallende verandering die intelligente transformatie teweegbrengt, is het grote scherm in de controlekamer. Twintig jaar geleden liepen vakmensen met logboeken door de apparatuurruimte. Nu kunnen jonge mensen de volledige procesbewaking met slechts een paar muisklikken voltooien. Maar interessant genoeg zijn de meest ervaren procesingenieurs in plaats daarvan de "leraren" van het AI-systeem geworden, die decennia aan ervaring moeten omzetten in algoritmische logica.
De transformatie van erts naar zeer zuiver aluminiumoxide is niet alleen een interpretatie van fysische en chemische reacties, maar ook een kristallisatie van menselijke wijsheid. Wanneer slimme 5G-fabrieken de "handgevoelservaring" van meestervaklieden ontmoeten, en wanneer nanotechnologie samenkomt met traditionele ovens, is deze eeuwenlange technologische evolutie nog lang niet voorbij. Misschien, zoals de nieuwste whitepaper voor de industrie voorspelt, zal de volgende generatie aluminiumoxideproductie evolueren naar "productie op atomair niveau". Maar hoe de technologie zich ook ontwikkelt, het oplossen van praktische behoeften en het creëren van echte waarde zijn de eeuwige coördinaten van technologische innovatie.