Proses Paratoi ac Arloesedd Technolegol powdr Alwminiwm Ocsid
Pan ddaw ipowdr alwmina, efallai y bydd llawer o bobl yn teimlo'n anghyfarwydd ag ef. Ond o ran sgriniau'r ffonau symudol rydyn ni'n eu defnyddio bob dydd, y gorchuddion ceramig mewn cerbydau trên cyflym, a hyd yn oed teils inswleiddio gwres gwennol ofod, mae presenoldeb y powdr gwyn hwn yn anhepgor y tu ôl i'r cynhyrchion uwch-dechnoleg hyn. Fel "deunydd cyffredinol" yn y maes diwydiannol, mae'r broses o baratoi powdr alwminiwm ocsid wedi mynd trwy newidiadau syfrdanol dros y ganrif ddiwethaf. Ar un adeg bu'r awdur yn gweithio mewn maes penodolalwminamenter gynhyrchu ers blynyddoedd lawer a gwelodd â'i lygaid ei hun y naid dechnolegol yn y diwydiant hwn o "wneud dur traddodiadol" i weithgynhyrchu deallus.
I. “Tri Echel” Crefftwaith Traddodiadol
Yn y gweithdy paratoi alwmina, mae'r meistri profiadol yn aml yn dweud, “I gymryd rhan mewn cynhyrchu alwmina, rhaid meistroli tair set o sgiliau hanfodol.” Mae hyn yn cyfeirio at y tair techneg draddodiadol: y broses Bayer, y broses sinteru a'r broses gyfunol. Mae'r broses Bayer fel stiwio esgyrn mewn popty pwysau, lle mae'r alwmina mewn bocsit yn hydoddi mewn toddiant alcalïaidd trwy dymheredd uchel a phwysau uchel. Yn 2018, pan oeddem yn dadfygio'r llinell gynhyrchu newydd yn Yunnan, oherwydd gwyriad rheoli pwysau o 0.5MPa, methodd crisialu'r pot cyfan o slyri, gan arwain at golled uniongyrchol o dros 200,000 yuan.
Mae'r dull sinteru yn debycach i sut mae pobl yn y gogledd yn gwneud nwdls. Mae'n gofyn am "gymysgu" bocsit a chalchfaen mewn cyfrannedd ac yna eu "pobi" ar dymheredd uchel mewn odyn cylchdro. Cofiwch fod gan y Meistr Zhang yn y gweithdy sgil unigryw. Trwy arsylwi lliw'r fflam yn unig, gall bennu'r tymheredd y tu mewn i'r odyn gyda gwall o ddim mwy na 10℃. Ni chafodd y "dull gwerin" hwn o brofiad cronedig ei ddisodli gan systemau delweddu thermol is-goch tan y llynedd.
Mae'r dull cyfun yn cyfuno nodweddion y ddau gyntaf. Er enghraifft, wrth wneud pot poeth yin-yang, mae'r dulliau asidig ac alcalïaidd yn cael eu cynnal ar yr un pryd. Mae'r broses hon yn arbennig o addas ar gyfer prosesu mwynau gradd isel. Llwyddodd menter benodol yn Nhalaith Shanxi i gynyddu cyfradd defnyddio mwyn heb lawer o fraster gyda chymhareb alwminiwm-silicon o 2.5 o 40% trwy wella'r dull cyfun.
Ii. Y Llwybr i Dorri DrwoddArloesedd Technolegol
Mae'r broblem defnydd ynni o grefftwaith traddodiadol wedi bod yn broblem yn y diwydiant erioed. Mae data diwydiant o 2016 yn dangos bod y defnydd trydan cyfartalog fesul tunnell o alwmina yn 1,350 cilowat-awr, sy'n cyfateb i ddefnydd trydan cartref am hanner blwyddyn. Mae'r "dechnoleg diddymu tymheredd isel" a ddatblygwyd gan fenter benodol, trwy ychwanegu catalyddion arbennig, yn lleihau tymheredd yr adwaith o 280℃ i 220℃. Mae hyn yn unig yn arbed 30% o ynni.
Fe wnaeth yr offer gwely hylifedig a welais mewn ffatri benodol yn Shandong wyrdroi fy nghanfyddiad yn llwyr. Mae'r "cawr dur" pum stori o uchder hwn yn cadw'r powdr mwynau mewn cyflwr ataliedig trwy nwy, gan leihau'r amser adwaith o 6 awr yn y broses draddodiadol i 40 munud. Yn fwy rhyfeddol fyth yw ei system reoli ddeallus, a all addasu paramedrau'r broses mewn amser real yn union fel meddyg Tsieineaidd traddodiadol yn cymryd pwls.
O ran cynhyrchu gwyrdd, mae'r diwydiant yn llwyfannu sioe wych o "droi gwastraff yn drysor". Gellir gwneud mwd coch, a oedd unwaith yn weddillion gwastraff trafferthus, bellach yn ffibrau ceramig a deunyddiau gwely ffordd. Y llynedd, gwnaeth y prosiect arddangos a ymwelwyd ag ef yn Guangxi hyd yn oed ddeunyddiau adeiladu gwrth-dân o fwd coch, ac roedd pris y farchnad 15% yn uwch na phris cynhyrchion traddodiadol.
III. Posibiliadau Anfeidrol ar gyfer Datblygu yn y Dyfodol
Gellir ystyried paratoi nano-alwmina fel y “gelfyddyd ficro-gerflunio” ym maes deunyddiau. Gall yr offer sychu uwchgritigol a welir yn y labordy reoli twf gronynnau ar y lefel foleciwlaidd, ac mae'r nano-bowdrau a gynhyrchir hyd yn oed yn fwy mân na phaill. Gall y deunydd hwn, pan gaiff ei ddefnyddio mewn gwahanyddion batri lithiwm, ddyblu oes y batri.
MicrodonMae technoleg sinteru yn fy atgoffa o'r popty microdon gartref. Y gwahaniaeth yw y gall dyfeisiau microdon gradd ddiwydiannol gynhesu deunyddiau i 1600 ℃ o fewn 3 munud, a dim ond traean o ddefnydd ynni ffwrneisi trydan traddodiadol yw eu defnydd. Yn well fyth, gall y dull gwresogi hwn wella microstrwythur y deunydd. Mae gan y serameg alwmina a wneir gan fenter ddiwydiannol filwrol benodol ag ef galedwch tebyg i galedwch diemwnt.
Y newid mwyaf amlwg a ddaeth yn sgil trawsnewid deallus yw'r sgrin fawr yn yr ystafell reoli. Ugain mlynedd yn ôl, roedd gweithwyr medrus yn symud o gwmpas yr ystafell offer gyda llyfrau cofnodion. Nawr, gall pobl ifanc gwblhau'r holl fonitro prosesau gyda dim ond ychydig o gliciau ar y llygoden. Ond yn ddiddorol, mae'r peirianwyr prosesau mwyaf uwch wedi dod yn "athrawon" y system AI, gan fod angen iddynt drawsnewid degawdau o brofiad yn rhesymeg algorithmig.
Nid dehongliad o adweithiau ffisegol a chemegol yn unig yw'r trawsnewidiad o fwyn i alwmina purdeb uchel, ond hefyd crisialu doethineb dynol. Pan fydd ffatrïoedd clyfar 5G yn cwrdd â "phrofiad teimlad llaw" crefftwyr meistr, a phan fydd nanotechnoleg yn sgwrsio ag odynau traddodiadol, mae'r esblygiad technolegol canrif o hyd hwn ymhell o fod ar ben. Efallai, fel y mae papur gwyn diweddaraf y diwydiant yn ei ragweld, y bydd y genhedlaeth nesaf o gynhyrchu alwmina yn symud tuag at "weithgynhyrchu lefel atomig". Fodd bynnag, ni waeth sut mae'r dechnoleg yn neidio, datrys anghenion ymarferol a chreu gwerth go iawn yw cyfesurynnau tragwyddol arloesedd technolegol.