Quy trình chuẩn bị và đổi mới công nghệ của bột nhôm oxit

Khi nói đếnbột nhômNhiều người có thể cảm thấy lạ lẫm với nó. Nhưng khi nói đến màn hình điện thoại di động mà chúng ta sử dụng hàng ngày, lớp phủ gốm trên toa tàu cao tốc, và thậm chí cả tấm cách nhiệt trên tàu con thoi, sự hiện diện của loại bột trắng này là điều không thể thiếu đằng sau những sản phẩm công nghệ cao này. Là một "vật liệu phổ thông" trong lĩnh vực công nghiệp, quy trình sản xuất bột nhôm oxit đã trải qua những thay đổi chấn động trong thế kỷ qua. Tác giả đã từng làm việc trong một lĩnh vực nhất định.nhôm oxitlà một doanh nghiệp sản xuất trong nhiều năm và tận mắt chứng kiến bước nhảy vọt về công nghệ của ngành công nghiệp này từ “sản xuất thép truyền thống” sang sản xuất thông minh.

I. “Ba Trục” của Nghề Thủ Công Truyền Thống

Trong xưởng sản xuất alumina, các bậc thầy giàu kinh nghiệm thường nói: “Muốn sản xuất alumina, phải nắm vững ba kỹ năng thiết yếu”. Câu này ám chỉ ba kỹ thuật truyền thống: quy trình Bayer, quy trình thiêu kết và quy trình kết hợp. Quy trình Bayer giống như hầm xương trong nồi áp suất, alumina trong quặng bauxit hòa tan trong dung dịch kiềm ở nhiệt độ và áp suất cao. Năm 2018, khi chúng tôi đang gỡ lỗi dây chuyền sản xuất mới tại Vân Nam, do sai lệch kiểm soát áp suất 0,5MPa, quá trình kết tinh toàn bộ bể bùn đã bị hỏng, gây thiệt hại trực tiếp hơn 200.000 nhân dân tệ.

Phương pháp thiêu kết này giống với cách người miền Bắc làm mì hơn. Nó đòi hỏi phải "trộn" bô-xít và đá vôi theo tỷ lệ nhất định, sau đó "nướng" ở nhiệt độ cao trong lò quay. Cần lưu ý rằng bậc thầy Trương trong xưởng có một kỹ năng đặc biệt. Chỉ cần quan sát màu sắc của ngọn lửa, ông có thể xác định nhiệt độ bên trong lò với sai số không quá 10℃. "Phương pháp dân gian" tích lũy kinh nghiệm này mãi đến năm ngoái mới được thay thế bằng hệ thống ảnh nhiệt hồng ngoại.

Phương pháp kết hợp kết hợp các đặc điểm của hai phương pháp trước. Ví dụ, khi nấu lẩu âm dương, cả phương pháp axit và phương pháp kiềm đều được thực hiện đồng thời. Quy trình này đặc biệt phù hợp để chế biến quặng cấp thấp. Một doanh nghiệp ở tỉnh Sơn Tây đã cải tiến phương pháp kết hợp này và nâng tỷ lệ sử dụng quặng nghèo có tỷ lệ nhôm-silic là 2,5 lên 40%.

Ii. Con đường đột pháĐổi mới công nghệ

Vấn đề tiêu thụ năng lượng của nghề thủ công truyền thống luôn là một điểm nhức nhối trong ngành. Dữ liệu ngành năm 2016 cho thấy mức tiêu thụ điện trung bình trên một tấn alumina là 1.350 kilowatt-giờ, tương đương với mức tiêu thụ điện của một hộ gia đình trong nửa năm. Một doanh nghiệp đã phát triển “công nghệ hòa tan nhiệt độ thấp” bằng cách bổ sung các chất xúc tác đặc biệt, giúp giảm nhiệt độ phản ứng từ 280℃ xuống còn 220℃, chỉ riêng điều này đã tiết kiệm được 30% năng lượng.

Thiết bị lò tầng sôi mà tôi thấy trong một nhà máy ở Sơn Đông đã hoàn toàn thay đổi nhận thức của tôi. "Người khổng lồ thép" cao năm tầng này giữ bột khoáng ở trạng thái lơ lửng thông qua khí, rút ngắn thời gian phản ứng từ 6 giờ theo quy trình truyền thống xuống còn 40 phút. Điều tuyệt vời hơn nữa là hệ thống điều khiển thông minh của nó, có thể điều chỉnh các thông số quy trình theo thời gian thực, giống như một bác sĩ Trung Quốc truyền thống đang bắt mạch.

Về mặt sản xuất xanh, ngành công nghiệp đang trình diễn một màn trình diễn tuyệt vời “biến rác thải thành báu vật”. Bùn đỏ, từng là một loại chất thải gây phiền toái, giờ đây có thể được chế tạo thành sợi gốm và vật liệu nền đường. Năm ngoái, dự án trình diễn được thăm quan tại Quảng Tây thậm chí còn sản xuất vật liệu xây dựng chống cháy từ bùn đỏ, và giá thị trường cao hơn 15% so với các sản phẩm truyền thống.

Iii. Khả năng vô hạn cho sự phát triển trong tương lai

Việc chế tạo nano-alumina có thể được coi là "nghệ thuật điêu khắc vi mô" trong lĩnh vực vật liệu. Thiết bị sấy siêu tới hạn được sử dụng trong phòng thí nghiệm có thể kiểm soát sự phát triển của các hạt ở cấp độ phân tử, và bột nano tạo ra thậm chí còn mịn hơn cả phấn hoa. Vật liệu này, khi được sử dụng trong bộ tách pin lithium, có thể tăng gấp đôi tuổi thọ pin.

Lò vi sóngCông nghệ thiêu kết làm tôi nhớ đến lò vi sóng ở nhà. Điểm khác biệt là các thiết bị vi sóng công nghiệp có thể làm nóng vật liệu đến 1600℃ trong vòng 3 phút, và mức tiêu thụ năng lượng chỉ bằng một phần ba so với lò điện truyền thống. Hơn nữa, phương pháp gia nhiệt này còn có thể cải thiện cấu trúc vi mô của vật liệu. Gốm alumina do một doanh nghiệp công nghiệp quân sự nào đó sản xuất bằng phương pháp này có độ cứng tương đương với kim cương.

Thay đổi rõ ràng nhất do chuyển đổi thông minh mang lại là màn hình lớn trong phòng điều khiển. Hai mươi năm trước, công nhân lành nghề di chuyển khắp phòng thiết bị với sổ ghi chép. Giờ đây, những người trẻ tuổi có thể hoàn thành toàn bộ quá trình giám sát chỉ bằng vài cú nhấp chuột. Nhưng điều thú vị là, các kỹ sư quy trình cao cấp nhất lại trở thành "giáo viên" của hệ thống AI, cần phải biến hàng thập kỷ kinh nghiệm thành logic thuật toán.

Việc chuyển đổi từ quặng sang alumina tinh khiết cao không chỉ là sự diễn giải các phản ứng vật lý và hóa học mà còn là sự kết tinh trí tuệ của con người. Khi các nhà máy thông minh 5G gặp gỡ “trải nghiệm thực tế” của những người thợ thủ công bậc thầy, và khi công nghệ nano giao thoa với lò nung truyền thống, quá trình tiến hóa công nghệ kéo dài hàng thế kỷ này còn lâu mới kết thúc. Có lẽ, như sách trắng ngành mới nhất dự đoán, thế hệ sản xuất alumina tiếp theo sẽ hướng tới “sản xuất ở cấp độ nguyên tử”. Tuy nhiên, dù công nghệ có nhảy vọt như thế nào, việc giải quyết các nhu cầu thực tế và tạo ra giá trị thực sự vẫn là những trục tọa độ vĩnh cửu của đổi mới công nghệ.