Алюминий оксиді ұнтағын дайындау процесі және технологиялық инновация
Қашаналюминий тотығы ұнтағы, көптеген адамдар оны бейтаныс сезінуі мүмкін. Бірақ біз күнделікті қолданатын ұялы телефон экрандарына, жүрдек пойыздардағы керамикалық жабындарға, тіпті ғарыш кемелерінің жылу оқшаулағыш плиткаларына келетін болсақ, бұл жоғары технологиялық өнімдердің артында осы ақ ұнтақтың болуы өте қажет. Өнеркәсіп саласындағы «әмбебап материал» ретінде алюминий оксиді ұнтағын дайындау процесі өткен ғасырда жерді сілкіндіретін өзгерістерге ұшырады. Автор бір кездері белгілі бір жерде жұмыс істегеналюминий тотығыұзақ жылдар бойы өндірістік кәсіпорын болып табылады және осы саланың «дәстүрлі болат құюдан» интеллектуалды өндіріске технологиялық секірісін өз көзімен көрді.
I. Дәстүрлі қолөнердің «Үш осі».
Глинозем дайындау цехында тәжірибелі шеберлер: «Глинозем өндірісімен айналысу үшін негізгі үш дағдыны меңгеру керек» деп жиі айтады. Бұл үш дәстүрлі әдіске жатады: Байер процесі, агломерация процесі және аралас процесс. Байер процесі жоғары температура мен жоғары қысым арқылы бокситтегі алюминий оксиді сілтілі ерітіндіде еритін қысымды пеште сүйектерді бұқтыруға ұқсайды. 2018 жылы біз Юньнандағы жаңа өндіріс желісін жөндеу кезінде қысымды бақылаудың 0,5 МПа ауытқуына байланысты бүкіл құмыраның кристалдануы сәтсіз аяқталды, нәтижесінде 200 000 юаньнан астам тікелей шығын болды.
Агломерация әдісі солтүстіктегі адамдардың кеспе жасауына көбірек ұқсайды. Ол боксит пен әктасты пропорцияда «араластырып», содан кейін айналмалы пеште жоғары температурада «пісіруді» талап етеді. Шеберханадағы шебер Чжанның ерекше шеберлігі бар екенін ұмытпаңыз. Жалынның түсін байқау арқылы ол пеш ішіндегі температураны 10℃-ден аспайтын қателікпен анықтай алады. Бұл жинақталған тәжірибенің «халық әдісі» өткен жылға дейін инфрақызыл тепловизор жүйелерімен алмастырылмаған.
Біріктірілген әдіс алдыңғы екеуінің ерекшеліктерін біріктіреді. Мысалы, инь-ян ыстық кастрюльді жасау кезінде қышқылдық және сілтілі әдістер бір уақытта орындалады. Бұл процесс әсіресе төмен сұрыпты кендерді өңдеу үшін қолайлы. Шаньси провинциясының белгілі бір кәсіпорны аралас әдісті жетілдіру арқылы алюминий-кремний қатынасы 2,5 арық кенді пайдалану коэффициентін 40%-ға арттыра алды.
II. Бұзып шығудың жолыТехнологиялық инновация
Дәстүрлі қолөнердің энергияны тұтыну мәселесі әрқашан саладағы ауыр мәселе болды. 2016 жылғы өнеркәсіп деректері глиноземнің бір тоннасына орташа электр энергиясын тұтыну 1350 киловатт-сағатты құрайтынын көрсетеді, бұл үй шаруашылығының жарты жылдағы электр энергиясын тұтынуына тең. Белгілі бір кәсіпорын әзірлеген «төмен температурада еріту технологиясы» арнайы катализаторларды қосу арқылы реакция температурасын 280 ℃-ден 220 ℃ дейін төмендетеді. Мұның өзі энергияның 30% үнемдейді.
Шаньдундағы белгілі бір зауытта көрген сұйық төсек жабдықтары менің қабылдауымды толығымен өзгертті. Бұл бес қабатты «болат гиганты» минералды ұнтақты газ арқылы тоқтатылған күйде сақтайды, бұл реакция уақытын дәстүрлі процесте 6 сағаттан 40 минутқа дейін қысқартады. Одан да таңғаларлық - оның интеллектуалды басқару жүйесі, ол процесс параметрлерін нақты уақытта импульс қабылдайтын дәстүрлі қытай дәрігері сияқты реттей алады.
Жасыл өндіріске қатысты сала «қалдықтарды қазынаға айналдыру» тамаша шоуын өткізуде. Бір кездері қиын қалдықтардың қалдықтары болған қызыл балшықты енді керамикалық талшықтар мен жол төсемі материалдарына айналдыруға болады. Өткен жылы Гуансиге барған демонстрациялық жоба тіпті қызыл балшықтан отқа төзімді құрылыс материалдарын жасады және нарықтағы бағасы дәстүрлі өнімдерден 15% жоғары болды.
III. Болашақ дамудың шексіз мүмкіндіктері
Нано-глиноземді дайындауды материалдар саласындағы «микро мүсін өнері» ретінде қарастыруға болады. Зертханада көрінетін суперкритикалық кептіру жабдығы молекулалық деңгейде бөлшектердің өсуін басқара алады, ал өндірілген наноұнтақтар тозаңнан да жұқа. Бұл материал литий батареялары сепараторларында пайдаланылған кезде батареяның қызмет ету мерзімін екі есе ұзарта алады.
Микротолқынды пешагломерация технологиясы үйдегі микротолқынды пешті еске түсіреді. Айырмашылығы мынада, өнеркәсіптік деңгейдегі микротолқынды пеш құрылғылары материалдарды 3 минут ішінде 1600 ℃ дейін қыздыра алады және олардың энергия тұтынуы дәстүрлі электр пештерінің үштен бір бөлігін ғана құрайды. Одан да жақсырақ, бұл қыздыру әдісі материалдың микроқұрылымын жақсарта алады. Белгілі бір әскери өнеркәсіп кәсіпорны онымен жасалған глинозем керамикасының қаттылығы гауһармен салыстырылатын болады.
Зияткерлік түрлендірудің ең айқын өзгерісі басқару бөлмесіндегі үлкен экран болып табылады. Жиырма жыл бұрын білікті жұмысшылар рекорд кітаптары бар жабдық бөлмесін аралап жүрді. Енді жастар тінтуірді бірнеше рет басу арқылы бүкіл процесті бақылауды аяқтай алады. Бір қызығы, ең аға технологиялық инженерлер оның орнына AI жүйесінің «оқытушыларына» айналды, олар ондаған жылдар тәжірибесін алгоритмдік логикаға айналдыруды қажет етеді.
Рудадан жоғары таза глиноземге айналу физикалық және химиялық реакциялардың түсіндірмесі ғана емес, сонымен бірге адам даналығының кристалдануы. 5G смарт зауыттары шебер шеберлердің «қолмен сезіну тәжірибесін» кездестіргенде және нанотехнология дәстүрлі пештермен сөйлескенде, бұл ғасырға созылған технологиялық эволюция әлі аяқталмайды. Мүмкін, соңғы салалық ақ қағазда болжағандай, глинозем өндірісінің келесі буыны «атомдық деңгейдегі өндіріске» ауысады. Дегенмен, технология қалай секірсе де, практикалық қажеттіліктерді шешу және нақты құнды құру технологиялық инновацияның мәңгілік координаттары болып табылады.