अॅल्युमिनियम ऑक्साईड पावडरची तयारी प्रक्रिया आणि तांत्रिक नवोपक्रम

जेव्हा ते येते तेव्हाअॅल्युमिना पावडर, अनेकांना ते अपरिचित वाटेल. पण जेव्हा आपण दररोज वापरत असलेल्या मोबाईल फोन स्क्रीन, हाय-स्पीड ट्रेनच्या डब्यांमधील सिरेमिक कोटिंग्ज आणि अगदी स्पेस शटलच्या उष्णता इन्सुलेशन टाइल्सचा विचार केला जातो तेव्हा या हाय-टेक उत्पादनांमागे या पांढऱ्या पावडरची उपस्थिती अपरिहार्य आहे. औद्योगिक क्षेत्रात "सार्वत्रिक साहित्य" म्हणून, गेल्या शतकात अॅल्युमिनियम ऑक्साईड पावडर तयार करण्याच्या प्रक्रियेत पृथ्वी हादरवून टाकणारे बदल झाले आहेत. लेखक एकदा एका विशिष्ट क्षेत्रात काम करत होतेअॅल्युमिनाउत्पादन उद्योगात अनेक वर्षे कार्यरत राहिल्या आणि "पारंपारिक स्टीलमेकिंग" पासून बुद्धिमान उत्पादनापर्यंत या उद्योगाची तांत्रिक झेप स्वतःच्या डोळ्यांनी पाहिली.

पारंपारिक कारागिरीचे "तीन कुऱ्हाड"

अ‍ॅल्युमिना तयारी कार्यशाळेत, अनुभवी मास्टर्स अनेकदा म्हणतात, "अ‍ॅल्युमिना उत्पादनात सहभागी होण्यासाठी, तीन आवश्यक कौशल्यांचे संच आत्मसात करणे आवश्यक आहे." हे तीन पारंपारिक तंत्रांचा संदर्भ देते: बायर प्रक्रिया, सिंटरिंग प्रक्रिया आणि एकत्रित प्रक्रिया. बायर प्रक्रिया प्रेशर कुकरमध्ये हाडे शिजवण्यासारखी आहे, जिथे बॉक्साईटमधील अ‍ॅल्युमिना उच्च तापमान आणि उच्च दाबाने अल्कधर्मी द्रावणात विरघळते. २०१८ मध्ये, जेव्हा आम्ही युनानमध्ये नवीन उत्पादन लाइन डीबग करत होतो, तेव्हा ०.५ एमपीएच्या दाब नियंत्रण विचलनामुळे, स्लरीच्या संपूर्ण भांड्याचे क्रिस्टलायझेशन अयशस्वी झाले, परिणामी २००,००० युआनपेक्षा जास्त थेट नुकसान झाले.

सिंटरिंग पद्धत ही उत्तरेकडील लोक नूडल्स बनवण्याच्या पद्धतीसारखीच आहे. त्यासाठी बॉक्साईट आणि चुनखडी प्रमाणात "मिश्रित" करावी लागते आणि नंतर रोटरी भट्टीत उच्च तापमानावर "बेक" करावी लागते. लक्षात ठेवा की कार्यशाळेतील मास्टर झांगकडे एक अद्वितीय कौशल्य आहे. फक्त ज्वालाचा रंग पाहून, तो भट्टीच्या आत तापमान 10℃ पेक्षा जास्त नसतानाही निश्चित करू शकतो. संचित अनुभवाची ही "लोक पद्धत" गेल्या वर्षीपर्यंत इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग सिस्टमने बदलली नव्हती.

एकत्रित पद्धतीमध्ये पहिल्या दोन वैशिष्ट्यांचे मिश्रण आहे. उदाहरणार्थ, यिन-यांग हॉट पॉट बनवताना, आम्लयुक्त आणि क्षारीय दोन्ही पद्धती एकाच वेळी केल्या जातात. ही प्रक्रिया विशेषतः कमी दर्जाच्या धातूंच्या प्रक्रियेसाठी योग्य आहे. शांक्सी प्रांतातील एका विशिष्ट उद्योगाने एकत्रित पद्धतीत सुधारणा करून लीन धातूचा वापर दर 2.5 ने 40% ने वाढवण्यात यश मिळवले.

II. मार्ग मोकळा करण्याचा मार्गतांत्रिक नवोपक्रम

पारंपारिक कारागिरीचा ऊर्जेचा वापर हा नेहमीच उद्योगात एक वेदनादायी मुद्दा राहिला आहे. २०१६ च्या उद्योग आकडेवारीवरून असे दिसून येते की प्रति टन अॅल्युमिनाचा सरासरी वीज वापर १,३५० किलोवॅट-तास आहे, जो एका घराच्या अर्ध्या वर्षाच्या वीज वापराइतका आहे. एका विशिष्ट उद्योगाने विकसित केलेले "कमी-तापमान विरघळवण्याचे तंत्रज्ञान", विशेष उत्प्रेरक जोडून, प्रतिक्रिया तापमान २८०℃ वरून २२०℃ पर्यंत कमी करते. केवळ यामुळेच ३०% ऊर्जा वाचते.

शेडोंगमधील एका कारखान्यात मी पाहिलेल्या फ्लुइडाइज्ड बेड उपकरणांनी माझी धारणा पूर्णपणे उलटून टाकली. पाच मजली उंच असलेल्या या "स्टील जायंट" ने खनिज पावडरला गॅसद्वारे निलंबित स्थितीत ठेवले, पारंपारिक प्रक्रियेतील प्रतिक्रिया वेळ 6 तासांवरून 40 मिनिटांपर्यंत कमी केला. त्याहूनही आश्चर्यकारक म्हणजे त्याची बुद्धिमान नियंत्रण प्रणाली, जी पारंपारिक चिनी डॉक्टर नाडी घेत असल्याप्रमाणे रिअल टाइममध्ये प्रक्रिया पॅरामीटर्स समायोजित करू शकते.

हिरव्या उत्पादनाच्या बाबतीत, उद्योग "कचऱ्याचे खजिन्यात रूपांतर" करण्याचा एक अद्भुत कार्यक्रम सादर करत आहे. एकेकाळी त्रासदायक कचरा अवशेष असलेला लाल चिखल आता सिरेमिक फायबर आणि रोडबेड मटेरियलमध्ये बनवता येतो. गेल्या वर्षी, ग्वांगशीमध्ये भेट दिलेल्या प्रात्यक्षिक प्रकल्पात लाल चिखलापासून अग्निरोधक बांधकाम साहित्य देखील बनवले गेले होते आणि बाजारभाव पारंपारिक उत्पादनांपेक्षा १५% जास्त होता.

III. भविष्यातील विकासासाठी असीम शक्यता

नॅनो-अ‍ॅल्युमिना तयार करणे ही पदार्थांच्या क्षेत्रात "सूक्ष्म-शिल्पकला कला" म्हणून ओळखली जाऊ शकते. प्रयोगशाळेत दिसणारी सुपरक्रिटिकल ड्रायिंग उपकरणे आण्विक पातळीवर कणांच्या वाढीवर नियंत्रण ठेवू शकतात आणि तयार होणारे नॅनो-पावडर परागकणापेक्षाही बारीक असतात. लिथियम बॅटरी सेपरेटरमध्ये वापरल्यास, हे पदार्थ बॅटरीचे आयुष्य दुप्पट करू शकते.

मायक्रोवेव्हसिंटरिंग तंत्रज्ञान मला घरी असलेल्या मायक्रोवेव्ह ओव्हनची आठवण करून देते. फरक इतकाच आहे की औद्योगिक दर्जाचे मायक्रोवेव्ह उपकरणे ३ मिनिटांत १६००℃ पर्यंत पदार्थ गरम करू शकतात आणि त्यांचा ऊर्जेचा वापर पारंपारिक इलेक्ट्रिक फर्नेसच्या फक्त एक तृतीयांश आहे. त्याहूनही चांगले, ही हीटिंग पद्धत पदार्थाची सूक्ष्म रचना सुधारू शकते. एका विशिष्ट लष्करी औद्योगिक उपक्रमाने बनवलेल्या अॅल्युमिना सिरेमिकमध्ये हिऱ्याइतकीच कडकपणा असतो.

बुद्धिमान परिवर्तनामुळे घडलेला सर्वात स्पष्ट बदल म्हणजे नियंत्रण कक्षातील मोठा स्क्रीन. वीस वर्षांपूर्वी, कुशल कामगार रेकॉर्ड बुकसह उपकरण कक्षात फिरत असत. आता, तरुण लोक माऊसच्या काही क्लिक्सने संपूर्ण प्रक्रिया देखरेख पूर्ण करू शकतात. परंतु मनोरंजक म्हणजे, सर्वात वरिष्ठ प्रक्रिया अभियंते त्याऐवजी एआय सिस्टमचे "शिक्षक" बनले आहेत, त्यांना दशकांचा अनुभव अल्गोरिदमिक लॉजिकमध्ये रूपांतरित करण्याची आवश्यकता आहे.

धातूपासून उच्च-शुद्धतेच्या अॅल्युमिनामध्ये होणारे रूपांतर हे केवळ भौतिक आणि रासायनिक अभिक्रियांचे स्पष्टीकरण नाही तर मानवी ज्ञानाचे स्फटिकीकरण देखील आहे. जेव्हा 5G स्मार्ट कारखाने कुशल कारागिरांच्या "हाताच्या अनुभवाला" भेटतात आणि जेव्हा नॅनोटेक्नॉलॉजी पारंपारिक भट्ट्यांशी संवाद साधते, तेव्हा ही शतकानुशतकेची तांत्रिक उत्क्रांती संपलेली नसते. कदाचित, नवीनतम उद्योग श्वेतपत्रिकेच्या भाकितानुसार, अॅल्युमिना उत्पादनाची पुढील पिढी "अणु-स्तरीय उत्पादन" कडे जाईल. तथापि, तंत्रज्ञानाने कितीही झेप घेतली तरी, व्यावहारिक गरजा सोडवणे आणि वास्तविक मूल्य निर्माण करणे हे तांत्रिक नवोपक्रमाचे शाश्वत समन्वय आहेत.