Framställningsprocess och teknologisk innovation av aluminiumoxidpulver

När det gälleraluminiumoxidpulver, många kanske känner sig ovana vid det. Men när det gäller mobiltelefonskärmarna vi använder varje dag, de keramiska beläggningarna i höghastighetstågsvagnar och till och med värmeisoleringsplattorna i rymdfärjor, är närvaron av detta vita pulver oumbärlig bakom dessa högteknologiska produkter. Som ett "universellt material" inom industriområdet har framställningsprocessen för aluminiumoxidpulver genomgått banbrytande förändringar under det senaste århundradet. Författaren arbetade en gång i en vissaluminiumoxidproduktionsföretag i många år och bevittnade med egna ögon det teknologiska språnget i denna industri från "traditionell ståltillverkning" till intelligent tillverkning.

I. De "tre axlarna" inom traditionellt hantverk

I verkstaden för aluminiumoxidberedning säger de erfarna mästarna ofta: "För att bli involverad i aluminiumoxidproduktion måste man behärska tre uppsättningar grundläggande färdigheter." Detta hänvisar till de tre traditionella teknikerna: Bayerprocessen, sintringsprocessen och den kombinerade processen. Bayerprocessen är som att koka ben i en tryckkokare, där aluminiumoxiden i bauxit löses upp i en alkalisk lösning genom hög temperatur och högt tryck. År 2018, när vi felsökte den nya produktionslinjen i Yunnan, misslyckades kristallisationen av hela uppslamningsbehållaren på grund av en tryckregleringsavvikelse på 0,5 MPa, vilket resulterade i en direkt förlust på över 200 000 yuan.

Sintringsmetoden liknar mer hur människor i norr gör nudlar. Den kräver att bauxit och kalksten "blandas" i proportion och sedan "bakas" vid hög temperatur i en roterugn. Kom ihåg att Mästare Zhang i verkstaden har en unik skicklighet. Bara genom att observera lågans färg kan han bestämma temperaturen inuti ugnen med ett fel på högst 10 ℃. Denna "folkmetod" baserad på samlad erfarenhet ersattes inte av infraröda värmeavbildningssystem förrän förra året.

Den kombinerade metoden kombinerar egenskaperna hos de två förstnämnda. Till exempel, när man tillverkar en yin-yang-gryta, utförs både den sura och den alkaliska metoden samtidigt. Denna process är särskilt lämplig för bearbetning av lågkvalitativ malm. Ett visst företag i Shanxi-provinsen lyckades öka utnyttjandegraden av mager malm med ett aluminium-kiselförhållande på 2,5 med 40 % genom att förbättra den kombinerade metoden.

II. Vägen till att bryta igenomTeknologisk innovation

Energiförbrukningsproblemet inom traditionellt hantverk har alltid varit en smärtpunkt i branschen. Branschdata från 2016 visar att den genomsnittliga elförbrukningen per ton aluminiumoxid är 1 350 kilowattimmar, vilket motsvarar elförbrukningen i ett hushåll under ett halvår. Den "lågtemperaturupplösningsteknik" som utvecklats av ett visst företag, genom att tillsätta speciella katalysatorer, sänker reaktionstemperaturen från 280 ℃ till 220 ℃. Bara detta sparar 30 % energi.

Den fluidiserade bäddutrustning jag såg i en viss fabrik i Shandong vände helt upp och ner på min uppfattning. Denna fem våningar höga "ståljätte" håller mineralpulvret i ett suspenderat tillstånd genom gas, vilket minskar reaktionstiden från 6 timmar i den traditionella processen till 40 minuter. Ännu mer fantastiskt är dess intelligenta styrsystem, som kan justera processparametrarna i realtid precis som en traditionell kinesisk läkare som tar en puls.

När det gäller grön produktion iscensätter industrin en fantastisk uppvisning av att "förvandla avfall till skatter". Röd lera, en gång en besvärlig avfallsrest, kan nu göras till keramiska fibrer och vägunderlagsmaterial. Förra året tillverkade demonstrationsprojektet som besöktes i Guangxi till och med brandsäkra byggmaterial av röd lera, och marknadspriset var 15 % högre än för traditionella produkter.

III. Oändliga möjligheter för framtida utveckling

Framställningen av nano-aluminiumoxid kan betraktas som "mikroskulpturkonsten" inom materialområdet. Den superkritiska torkningsutrustningen som används i laboratoriet kan kontrollera partikeltillväxten på molekylär nivå, och de producerade nanopulverna är ännu finare än pollen. Detta material kan, när det används i litiumbatteriseparatorer, fördubbla batteriets livslängd.

MikrovågsugnSintringstekniken påminner mig om mikrovågsugnen hemma. Skillnaden är att mikrovågsugnar av industriell kvalitet kan värma material till 1600 ℃ på 3 minuter, och deras energiförbrukning är bara en tredjedel av den för traditionella elektriska ugnar. Ännu bättre är att denna uppvärmningsmetod kan förbättra materialets mikrostruktur. Aluminiumoxidkeramiken som tillverkas av ett visst militärindustriföretag med den har en hårdhet som är jämförbar med diamantens.

Den mest uppenbara förändringen som intelligent transformation medför är den stora skärmen i kontrollrummet. För tjugo år sedan rörde sig yrkesarbetare runt i maskinrummet med loggböcker. Nu kan unga människor genomföra hela processövervakningen med bara några få musklick. Men intressant nog har de mest erfarna processingenjörerna istället blivit "lärare" i AI-systemet, som behöver omvandla årtionden av erfarenhet till algoritmisk logik.

Förvandlingen från malm till högren aluminiumoxid är inte bara en tolkning av fysikaliska och kemiska reaktioner utan också en kristallisering av mänsklig visdom. När 5G-smarta fabriker möter mästerhantverkarnas "handkänsla", och när nanoteknik samspelar med traditionella ugnar, är denna sekellånga tekniska utveckling långt ifrån över. Kanske, som den senaste branschrapporten förutspår, kommer nästa generation av aluminiumoxidproduktion att gå mot "tillverkning på atomnivå". Men oavsett hur tekniken utvecklas är lösningen av praktiska behov och skapandet av verkligt värde de eviga koordinaterna för teknisk innovation.