Processo de Preparação e Inovação Tecnológica do Pó de Óxido de Alumínio
Quando se trata depó de alumina, muitas pessoas podem não estar familiarizadas com ele. Mas quando se trata das telas de celulares que usamos todos os dias, dos revestimentos cerâmicos em vagões de trens de alta velocidade e até mesmo das placas de isolamento térmico de ônibus espaciais, a presença desse pó branco é indispensável por trás desses produtos de alta tecnologia. Como um "material universal" no campo industrial, o processo de preparação do pó de óxido de alumínio passou por mudanças radicais ao longo do último século. O autor trabalhou em um certoaluminaempresa de produção por muitos anos e testemunhou com seus próprios olhos o salto tecnológico desta indústria da “siderurgia tradicional” para a manufatura inteligente.
I. Os “Três Eixos” do Artesanato Tradicional
Na oficina de preparação de alumina, os mestres experientes costumam dizer: "Para se envolver na produção de alumina, é preciso dominar três conjuntos de habilidades essenciais". Isso se refere às três técnicas tradicionais: o processo Bayer, o processo de sinterização e o processo combinado. O processo Bayer é como cozinhar ossos em uma panela de pressão, onde a alumina na bauxita se dissolve em uma solução alcalina por meio de alta temperatura e alta pressão. Em 2018, durante a depuração da nova linha de produção em Yunnan, devido a um desvio de controle de pressão de 0,5 MPa, a cristalização de todo o recipiente de lama falhou, resultando em uma perda direta de mais de 200.000 yuans.
O método de sinterização é mais parecido com o que as pessoas no norte fazem com macarrão. Ele requer que bauxita e calcário sejam "misturados" em proporções e depois "cozidos" em alta temperatura em um forno rotativo. Lembre-se de que o Mestre Zhang, na oficina, tem uma habilidade única. Apenas observando a cor da chama, ele consegue determinar a temperatura dentro do forno com uma margem de erro de no máximo 10°C. Esse "método popular" de experiência acumulada só foi substituído por sistemas de imagem térmica infravermelha no ano passado.
O método combinado combina as características dos dois anteriores. Por exemplo, ao produzir uma panela quente yin-yang, os métodos ácido e alcalino são realizados simultaneamente. Este processo é particularmente adequado para o processamento de minérios de baixa qualidade. Uma empresa na província de Shanxi conseguiu aumentar a taxa de utilização de minério pobre com uma relação alumínio-silício de 2,5 em 40%, aprimorando o método combinado.
Ii. O Caminho para a AberturaInovação Tecnológica
A questão do consumo de energia do artesanato tradicional sempre foi um ponto crítico no setor. Dados do setor de 2016 mostram que o consumo médio de eletricidade por tonelada de alumina é de 1.350 quilowatts-hora, equivalente ao consumo de eletricidade de uma residência durante meio ano. A "tecnologia de dissolução em baixa temperatura" desenvolvida por uma determinada empresa, adicionando catalisadores especiais, reduz a temperatura de reação de 280°C para 220°C. Isso, por si só, economiza 30% de energia.
O equipamento de leito fluidizado que vi em uma determinada fábrica em Shandong mudou completamente minha percepção. Este "gigante do aço" de cinco andares mantém o pó mineral em estado suspenso através do gás, reduzindo o tempo de reação de 6 horas no processo tradicional para 40 minutos. Ainda mais impressionante é seu sistema de controle inteligente, que pode ajustar os parâmetros do processo em tempo real, como um médico chinês tradicional verificando o pulso.
Em termos de produção sustentável, a indústria está realizando um espetáculo maravilhoso de "transformar lixo em tesouro". A lama vermelha, antes um resíduo problemático, agora pode ser transformada em fibras cerâmicas e materiais para leitos de estradas. No ano passado, o projeto de demonstração visitado em Guangxi chegou a produzir materiais de construção à prova de fogo com lama vermelha, e o preço de mercado foi 15% superior ao dos produtos tradicionais.
III. Possibilidades infinitas para o desenvolvimento futuro
A preparação de nanoalumina pode ser considerada a "arte da microescultura" no campo dos materiais. O equipamento de secagem supercrítica usado em laboratório pode controlar o crescimento de partículas em nível molecular, e os nanopós produzidos são ainda mais finos que o pólen. Este material, quando usado em separadores de baterias de lítio, pode dobrar a vida útil da bateria.
Micro-ondasA tecnologia de sinterização me lembra o forno de micro-ondas doméstico. A diferença é que os aparelhos de micro-ondas de nível industrial podem aquecer materiais a 1600°C em 3 minutos, e seu consumo de energia é de apenas um terço do dos fornos elétricos tradicionais. Melhor ainda, esse método de aquecimento pode melhorar a microestrutura do material. As cerâmicas de alumina fabricadas por uma determinada empresa industrial militar com ele têm uma dureza comparável à do diamante.
A mudança mais óbvia trazida pela transformação inteligente é a tela grande na sala de controle. Vinte anos atrás, trabalhadores qualificados circulavam pela sala de equipamentos com livros de registro. Agora, os jovens podem realizar todo o monitoramento do processo com apenas alguns cliques do mouse. Mas, curiosamente, os engenheiros de processo mais experientes se tornaram os "professores" do sistema de IA, precisando transformar décadas de experiência em lógica algorítmica.
A transformação do minério em alumina de alta pureza não é apenas uma interpretação de reações físicas e químicas, mas também uma cristalização da sabedoria humana. Quando as fábricas inteligentes 5G encontram a "experiência tátil" de mestres artesãos e quando a nanotecnologia dialoga com os fornos tradicionais, essa evolução tecnológica de um século está longe de terminar. Talvez, como prevê o mais recente white paper do setor, a próxima geração de produção de alumina caminhe em direção à "fabricação em nível atômico". No entanto, não importa o quanto a tecnologia avance, a solução de necessidades práticas e a criação de valor real são as coordenadas eternas da inovação tecnológica.