ალუმინის ოქსიდის ფხვნილის მომზადების პროცესი და ტექნოლოგიური ინოვაცია

როდესაც საქმე ეხებაალუმინის ფხვნილიშესაძლოა, ბევრი ადამიანისთვის ეს უცხო იყოს. თუმცა, როდესაც საქმე ეხება ყოველდღიურად გამოყენებულ მობილური ტელეფონების ეკრანებს, მაღალსიჩქარიანი მატარებლების ვაგონებში არსებულ კერამიკულ საფარს და კოსმოსური ხომალდების თბოიზოლაციის ფილებსაც კი, ამ თეთრი ფხვნილის არსებობა შეუცვლელია ამ მაღალტექნოლოგიური პროდუქტების უკან. როგორც სამრეწველო სფეროში „უნივერსალური მასალა“, ალუმინის ოქსიდის ფხვნილის მომზადების პროცესმა ბოლო საუკუნის განმავლობაში შოკისმომგვრელი ცვლილებები განიცადა. ავტორი ერთ დროს გარკვეულ...ალუმინის ოქსიდიმრავალი წლის განმავლობაში მუშაობდა საწარმოო საწარმოში და საკუთარი თვალით იხილა ამ ინდუსტრიის ტექნოლოგიური ნახტომი „ტრადიციული ფოლადის წარმოებიდან“ ინტელექტუალურ წარმოებამდე.

I. ტრადიციული ხელოსნობის „სამი ღერძი“

ალუმინის ოქსიდის მომზადების სახელოსნოში გამოცდილი ოსტატები ხშირად ამბობენ: „ალუმინის წარმოებაში ჩასართავად, აუცილებელია სამი ძირითადი უნარის დაუფლება“. ეს ეხება სამ ტრადიციულ ტექნიკას: ბაიერის პროცესს, შედუღების პროცესს და კომბინირებულ პროცესს. ბაიერის პროცესი ჰგავს ძვლების მოხარშვას წნევის ქვაბში, სადაც ბოქსიტში არსებული ალუმინი იხსნება ტუტე ხსნარში მაღალი ტემპერატურისა და წნევის ზემოქმედების ქვეშ. 2018 წელს, როდესაც იუნანში ახალ საწარმოო ხაზს ვარეგულირებდით, წნევის კონტროლის 0.5 მპა გადახრის გამო, მთელი ჭურჭლის კრისტალიზაცია ჩაიშალა, რამაც 200 000 იუანზე მეტის პირდაპირი დანაკარგი გამოიწვია.

შედუღების მეთოდი უფრო ჩრდილოეთში ლაფშის მომზადების მეთოდს ჰგავს. ის მოითხოვს ბოქსიტისა და კირქვის პროპორციულად „შერევას“ და შემდეგ მაღალ ტემპერატურაზე როტაციულ ღუმელში „გამოცხობას“. გახსოვდეთ, რომ სახელოსნოში ოსტატ ჟანგს უნიკალური უნარი აქვს. მხოლოდ ალის ფერის დაკვირვებით, მას შეუძლია ღუმელის შიგნით ტემპერატურის განსაზღვრა არაუმეტეს 10°C შეცდომით. დაგროვილი გამოცდილების ეს „ხალხური მეთოდი“ ინფრაწითელი თერმული ვიზუალიზაციის სისტემებმა გასულ წლამდე არ ჩაანაცვლა.

კომბინირებული მეთოდი აერთიანებს პირველი ორის მახასიათებლებს. მაგალითად, იინ-იანგის ცხელი ქვაბის დამზადებისას, როგორც მჟავე, ასევე ტუტე მეთოდები ერთდროულად ხორციელდება. ეს პროცესი განსაკუთრებით შესაფერისია დაბალი შემცველობის მადნების დასამუშავებლად. შანქსის პროვინციაში არსებულმა გარკვეულმა საწარმომ კომბინირებული მეთოდის გაუმჯობესებით მოახერხა უცხიმო მადნის გამოყენების დონის 40%-ით გაზრდა ალუმინ-სილიციუმის 2.5 თანაფარდობით.

II. გარღვევის გზატექნოლოგიური ინოვაცია

ტრადიციული ხელოსნობის ენერგომოხმარების საკითხი ყოველთვის მტკივნეული იყო ინდუსტრიისთვის. 2016 წლის ინდუსტრიის მონაცემები აჩვენებს, რომ ალუმინის ოქსიდის ერთ ტონაზე საშუალო ელექტროენერგიის მოხმარება 1350 კილოვატ-საათს შეადგენს, რაც ექვივალენტურია ერთი ოჯახის მიერ ნახევარი წლის განმავლობაში ელექტროენერგიის მოხმარებისა. კონკრეტული საწარმოს მიერ შემუშავებული „დაბალტემპერატურული დაშლის ტექნოლოგია“, სპეციალური კატალიზატორების დამატებით, რეაქციის ტემპერატურას 280℃-დან 220℃-მდე ამცირებს. მხოლოდ ეს ენერგიის 30%-ს ზოგავს.

შანდონგის ერთ-ერთ ქარხანაში ნანახმა სითხისებრი ფენის მოწყობილობამ სრულიად შეცვალა ჩემი წარმოდგენა. ეს ხუთსართულიანი „ფოლადის გიგანტი“ მინერალურ ფხვნილს აირის მეშვეობით შეწონილ მდგომარეობაში ინარჩუნებს, რაც რეაქციის დროს ტრადიციულ პროცესში 6 საათიდან 40 წუთამდე ამცირებს. კიდევ უფრო საოცარია მისი ინტელექტუალური მართვის სისტემა, რომელსაც შეუძლია პროცესის პარამეტრების რეალურ დროში რეგულირება, ისევე როგორც ტრადიციული ჩინელი ექიმი პულსის გაზომვისას.

მწვანე წარმოების თვალსაზრისით, ინდუსტრია დგამს შესანიშნავ შოუს, თუ როგორ „გადააქციოს ნარჩენები საგანძურად“. წითელი ტალახისგან, რომელიც ოდესღაც პრობლემური ნარჩენები იყო, ახლა შესაძლებელია კერამიკული ბოჭკოებისა და გზის საფარის მასალების დამზადება. გასულ წელს, გუანსიში მონახულებული სადემონსტრაციო პროექტის ფარგლებში, წითელი ტალახისგან ცეცხლგამძლე სამშენებლო მასალებიც კი დამზადდა, ხოლო საბაზრო ფასი ტრადიციული პროდუქტების ფასზე 15%-ით მაღალი იყო.

III. მომავალი განვითარების უსასრულო შესაძლებლობები

ნანო-ალუმინის ოქსიდის მომზადება მასალების სფეროში „მიკრო-სკულპტურული ხელოვნების“ ნიმუშად შეიძლება ჩაითვალოს. ლაბორატორიაში გამოყენებული ზეკრიტიკული საშრობი მოწყობილობა მოლეკულურ დონეზე ნაწილაკების ზრდის კონტროლს ახერხებს, ხოლო წარმოებული ნანო-ფხვნილები მტვერზე უფრო წვრილია. ლითიუმის აკუმულატორების გამყოფებში გამოყენებისას, ამ მასალას შეუძლია ბატარეის სიცოცხლის გაორმაგება.

მიკროტალღური ღუმელიშედუღების ტექნოლოგია სახლში არსებულ მიკროტალღურ ღუმელს მაგონებს. განსხვავება ისაა, რომ სამრეწველო კლასის მიკროტალღურ მოწყობილობებს შეუძლიათ მასალების 1600℃-მდე გაცხელება 3 წუთში და მათი ენერგიის მოხმარება ტრადიციული ელექტრო ღუმელების ენერგიის მხოლოდ ერთი მესამედია. უფრო მეტიც, გათბობის ამ მეთოდს შეუძლია მასალის მიკროსტრუქტურის გაუმჯობესება. გარკვეული სამხედრო სამრეწველო საწარმოს მიერ მისი გამოყენებით დამზადებულ ალუმინის კერამიკას აქვს ალმასის სიმტკიცე.

ინტელექტუალური ტრანსფორმაციის შედეგად გამოწვეული ყველაზე აშკარა ცვლილება საკონტროლო ოთახში არსებული დიდი ეკრანია. ოცი წლის წინ, კვალიფიციური მუშაკები აღჭურვილობის ოთახში ჩანაწერების წიგნებით მოძრაობდნენ. ახლა ახალგაზრდებს მთელი პროცესის მონიტორინგის დასრულება მაუსის მხოლოდ რამდენიმე დაწკაპუნებით შეუძლიათ. თუმცა, საინტერესოა, რომ ყველაზე უფროსი პროცესის ინჟინრები ხელოვნური ინტელექტის სისტემის „მასწავლებლებად“ იქცნენ, რომლებსაც ათწლეულების გამოცდილების ალგორითმულ ლოგიკად გარდაქმნა სჭირდებათ.

მადნიდან მაღალი სისუფთავის ალუმინად გარდაქმნა არა მხოლოდ ფიზიკური და ქიმიური რეაქციების ინტერპრეტაციაა, არამედ ადამიანური სიბრძნის კრისტალიზაციაც. როდესაც 5G ჭკვიანი ქარხნები ოსტატი ხელოსნების „ხელის შეგრძნების გამოცდილებას“ შეხვდებიან და როდესაც ნანოტექნოლოგია ტრადიციულ ღუმელებთან ურთიერთობს, ეს საუკუნოვანი ტექნოლოგიური ევოლუცია ჯერ კიდევ შორს არის დასასრულისგან. შესაძლოა, როგორც ინდუსტრიის უახლესი ტექნიკური დოკუმენტი პროგნოზირებს, ალუმინადის წარმოების შემდეგი თაობა „ატომური დონის წარმოებისკენ“ გადავა. თუმცა, როგორც არ უნდა განვითარდეს ტექნოლოგია, პრაქტიკული საჭიროებების გადაჭრა და რეალური ღირებულების შექმნა ტექნოლოგიური ინოვაციების მარადიული კოორდინატებია.