Алюминий оксиді ұнтағын дайындау процесі және технологиялық инновациясы
Бұл туралы айтатын болсақглинозем ұнтағы, көптеген адамдар онымен таныс емес сияқты сезінуі мүмкін. Бірақ біз күн сайын қолданатын ұялы телефон экрандарына, жоғары жылдамдықты пойыз вагондарындағы керамикалық жабындарға және тіпті ғарыш кемелерінің жылу оқшаулағыш плиткаларына келгенде, бұл ақ ұнтақтың болуы осы жоғары технологиялық өнімдердің артында өте маңызды. Өнеркәсіптік саладағы «әмбебап материал» ретінде алюминий оксиді ұнтағын дайындау процесі соңғы ғасырда жерді дүр сілкіндіретін өзгерістерге ұшырады. Автор бір кездері белгілі бір жерде жұмыс істегенглиноземкөптеген жылдар бойы өндірістік кәсіпорында жұмыс істеді және осы саланың «дәстүрлі болат құюдан» интеллектуалды өндіріске дейінгі технологиялық секірісін өз көзімен көрді.
I. Дәстүрлі қолөнердің «үш осьі»
Алюминий оксидін дайындау шеберханасында тәжірибелі шеберлер жиі: «Алюминий оксидін өндіруге қатысу үшін үш маңызды дағды жиынтығын игеру керек» дейді. Бұл үш дәстүрлі әдіске қатысты: Байер процесі, күйдіру процесі және біріктірілген процесс. Байер процесі қысымды пештегі сүйектерді бұқтыруға ұқсайды, мұнда бокситтегі алюминий оксиді жоғары температура мен жоғары қысым арқылы сілтілі ерітіндіде ериді. 2018 жылы Юньнаньдағы жаңа өндіріс желісін жөндеп жатқанда, қысымды басқарудың 0,5 МПа ауытқуына байланысты суспензия құмырасы кристалданбай, 200 000 юаньнан астам шығынға ұшырады.
Күйдіру әдісі солтүстіктегі адамдардың кеспе жасау тәсіліне көбірек ұқсайды. Ол үшін боксит пен әктасты пропорция бойынша «араластыру» керек, содан кейін айналмалы пеште жоғары температурада «пісіру» керек. Шебер Чжанның шебері ерекше шебер екенін ұмытпаңыз. Жалынның түсін бақылау арқылы ол пештің ішіндегі температураны 10 ℃-тан аспайтын қателікпен анықтай алады. Жинақталған тәжірибенің бұл «халықтық әдісі» өткен жылға дейін инфрақызыл термиялық бейнелеу жүйелерімен алмастырылмады.
Біріктірілген әдіс алдыңғы екеуінің ерекшеліктерін біріктіреді. Мысалы, инь-янь ыстық қазанын жасаған кезде қышқылдық және сілтілі әдістер бір уақытта жүзеге асырылады. Бұл процесс әсіресе төмен сұрыпты кендерді өңдеуге өте қолайлы. Шаньси провинциясындағы бір кәсіпорын біріктірілген әдісті жетілдіру арқылы алюминий-кремний қатынасы 2,5-тен 40%-ға дейінгі майсыз кенді пайдалану деңгейін арттыра алды.
II. Шығу жолыТехнологиялық инновация
Дәстүрлі қолөнердің энергия тұтыну мәселесі әрқашан саланың күрделі мәселесі болып келді. 2016 жылғы салалық деректер алюминий оксидінің бір тоннасына орташа электр энергиясын тұтыну 1350 киловатт-сағатты құрайтынын көрсетеді, бұл үй шаруашылығының жарты жылдық электр энергиясын тұтынуына тең. Белгілі бір кәсіпорын арнайы катализаторларды қосу арқылы әзірлеген «төмен температурадағы еріту технологиясы» реакция температурасын 280 ℃-тан 220 ℃-қа дейін төмендетеді. Тек осының өзі энергияның 30%-ын үнемдейді.
Шаньдундағы бір зауытта көрген сұйық төсек жабдықтары менің түсінігімді толығымен өзгертті. Бес қабатты бұл «болат алып» минералды ұнтақты газ арқылы аспалы күйде ұстап, реакция уақытын дәстүрлі процестегі 6 сағаттан 40 минутқа дейін қысқартады. Одан да таңқаларлығы, оның ақылды басқару жүйесі, ол дәстүрлі қытай дәрігерінің пульсін өлшегендей, процестің параметрлерін нақты уақыт режимінде реттей алады.
Жасыл өндіріс тұрғысынан алғанда, сала «қалдықтарды қазынаға айналдырудың» керемет шоуын өткізуде. Бұрын қиындық тудыратын қалдық болған қызыл балшықтан қазір керамикалық талшықтар мен жол төсемі материалдарын жасауға болады. Өткен жылы Гуансиде болған демонстрациялық жобада қызыл балшықтан отқа төзімді құрылыс материалдары жасалды, ал нарықтық баға дәстүрлі өнімдерге қарағанда 15%-ға жоғары болды.
III. Болашақ дамудың шексіз мүмкіндіктері
Нано-глиноземді дайындауды материалдар саласындағы «микромүсін өнері» деп санауға болады. Зертханада көрінетін аса сыни кептіру жабдықтары бөлшектердің өсуін молекулалық деңгейде басқара алады, ал алынған нано-ұнтақтар тозаңнан да нәзік. Бұл материал литий батареяларын бөлгіштерде қолданылған кезде батареяның қызмет ету мерзімін екі есеге арттыра алады.
Микротолқынды пешКүйдіру технологиясы маған үйдегі микротолқынды пешті еске түсіреді. Айырмашылығы - өнеркәсіптік микротолқынды құрылғылар материалдарды 3 минут ішінде 1600℃ дейін қыздыра алады, ал олардың энергия тұтынуы дәстүрлі электр пештерінің энергия шығынының үштен бір бөлігін ғана құрайды. Одан да жақсысы, бұл қыздыру әдісі материалдың микроқұрылымын жақсарта алады. Белгілі бір әскери-өнеркәсіптік кәсіпорын онымен жасаған алюминий оксиді керамикасының қаттылығы алмаспен салыстыруға болады.
Ақылды трансформацияның ең айқын өзгерісі - басқару бөлмесіндегі үлкен экран. Жиырма жыл бұрын білікті жұмысшылар жабдықтар бөлмесінде жазба кітаптарымен жүретін. Енді жастар бүкіл процесті бақылауды тышқанды бірнеше рет басу арқылы аяқтай алады. Бірақ қызығы, ең жоғары деңгейдегі технологиялық инженерлер ондаған жылдар бойы жинақталған тәжірибені алгоритмдік логикаға айналдыруға мәжбүр болып, жасанды интеллект жүйесінің «мұғалімдеріне» айналды.
Кеннен жоғары тазалықтағы алюминий оксидіне айналу тек физикалық және химиялық реакциялардың түсіндірмесі ғана емес, сонымен қатар адам даналығының кристалдануы болып табылады. 5G ақылды зауыттары шебер шеберлердің «қолмен сезіну тәжірибесімен» кездескенде және нанотехнология дәстүрлі пештермен байланысқан кезде, бұл ғасырға созылған технологиялық эволюция әлі аяқталған жоқ. Мүмкін, соңғы салалық ақ қағазда болжанғандай, алюминий оксиді өндірісінің келесі буыны «атомдық деңгейдегі өндіріске» ауысады. Дегенмен, технология қаншалықты секірсе де, практикалық қажеттіліктерді шешу және нақты құндылық жасау технологиялық инновацияның мәңгілік координаттары болып табылады.