Китай: где применяют ультратонкое измельчение? 

Когда говорят про ультратонкое измельчение в Китае, многие сразу думают про горно-обогатительные комбинаты или крупные цементные заводы. Это, конечно, основа, но если копнуть глубже — а я по роду работы как раз этим и занимаюсь последние лет семь — картина получается куда интереснее и, скажем так, ?распылённее?. Тут есть и очевидные направления, и совершенно неожиданные ниши, куда технология пришла, можно сказать, сбоку. И да, сразу оговорюсь: под ?ультратонким? здесь часто понимают не только классический помол до субмикронных диапазонов, но и вообще продвинутые методы диспергирования, которые меняют свойства материала. Это важно для понимания масштаба.

Не только руда: базовые и продвинутые индустрии

Начнём с классики. Добыча полезных ископаемых — это гигантский потребитель. Но если раньше стремились просто ?мельче и быстрее?, то сейчас ключевой тренд — энергоэффективность и селективность. Помол стал частью технологической цепочки, от которой зависит выход концентрата. Видел проекты в провинции Ляонин по железной руде, где переход на новые мельницы для ультратонкого измельчения позволил снизить потери ценного компонента на следующей стадии флотации. Это не про тоннаж в час, это про экономику всего процесса. Цемент — отдельная история. Тут всё упирается в качество клинкера и добавок. Современный китайский цементный завод — это часто комбинат по производству различных тонкомолотых продуктов: от собственно цемента до микрокремнезёма или гранулированного шлака. Их потом могут использовать в самых разных композитах.

А вот куда многие не смотрят — это керамика и огнеупоры. Особенно в регионах вроде Фошана или Цзыбо. Там требования к дисперсности и чистоте порошков просто драконовские. Малейшая агломерация или посторонняя крупная частица — брак всей плитки или изолятора. Поэтому свои, локальные, цеха ультратонкого измельчения есть у многих крупных производителей. Оборудование часто специфическое, чтобы минимизировать загрязнение продукта износом мелющих тел. Работал с одним заводом по производству высокоглинозёмистых огнеупоров — они годами бились над стабильностью гранулометрического состава, пока не подобрали комбинацию шаровой мельницы и воздушного классификатора. Решение вроде бы стандартное, но нюансы в настройках — это уже ноу-хау.

И конечно, химическая промышленность. Пигменты, наполнители для пластмасс, катализаторы. Вот, например, производство диоксида титана. После хлоридного или сульфатного процесса получается продукт, который нужно откалибровать. И тут не просто дробление, а именно формирование частиц определённой формы и размера для обеспечения укрывистости или фотокаталитической активности. Это высший пилотаж. Помню, коллеги из одной компании жаловались, что при переходе на новую линию помола для TiO2 столкнулись с проблемой агломерации — частицы после мельницы были в порядке, но при сушке снова ?схватывались?. Пришлось пересматривать всю цепочку ?помол-сушка-транспортировка?, а не просто менять мельницу.

Скрытые чемпионы: фармацевтика, электроника и новые материалы

Это та область, где про ультратонкий помол говорят меньше, но требования на порядки выше. Китайская фармацевтика активно развивает собственное производство API (активных фармацевтических субстанций). Биодоступность многих препаратов напрямую зависит от размера частиц. Здесь уже не шаровые мельницы, а часто струйные или планетарные, в строго контролируемой среде (инертный газ, вакуум), чтобы избежать окисления или загрязнения. Работал с одним НИИ в Шанхае, которые разрабатывали форму препарата на основе растительного экстракта. Основная проблема была даже не в тонкости помола, а в том, чтобы не перегреть термочувствительное сырьё. В итоге остановились на криогенном измельчении с жидким азотом — дорого, но эффективно для конкретного продукта.

Электроника — это вообще отдельная вселенная. Порошки для керамических конденсаторов, магнитные материалы, пасты для 3D-печати микросхем. Здесь допуски — нанометры. Причём важна не только средняя дисперсность, но и узкое распределение частиц по размерам. Часто процесс выглядит так: грубый помол -> классификация -> тонкий помол фракции -> снова классификация. Цикл может повторяться. Оборудование почти всегда импортное (немецкое, японское), но обслуживание и адаптацию технологических карт делают уже местные инженеры. В Сучжоу или Шэньчжэне полно таких высокотехнологичных цехов, о которых снаружи и не догадаешься.

Ну и модное направление — новые материалы. Графен (вернее, его производные), углеродные нанотрубки, различные композиты. Часто ультратонкое измельчение здесь — это не цель, а способ функционализации поверхности частиц или создания гибридных структур. Например, можно совместно измельчать два разных материала, чтобы они ?притирались? друг к другу на атомарном уровне, улучшая адгезию в конечном композите. Это уже граничит с нанотехнологиями. Видел успешные эксперименты по созданию анодных материалов для литий-ионных батарей таким способом — ёмкость поднималась заметно. Но скажу честно, из лаборатории в массовое производство такие штуки выходят тяжело. Проблема масштабирования: то, что работает на установке в 2 литра, отказывается стабильно работать на реакторе в 500 литров.

Оборудование и его эволюция: взгляд изнутри

Рынок оборудования в Китае — это лоскутное одеяло. Есть топовые европейские бренды, чьи мельницы стоят на критически важных производствах. Есть японские и корейские поставщики, которые сильны в точной классификации. Но в последнее десятилетие реально вырос собственный китайский машиностроительный сектор. И это не только дешёвые копии, как многие думают. Появились компании, которые делают очень добротные, технологичные агрегаты, заточенные под специфические местные задачи и сырьё.

Взять, к примеру, вибрационные мельницы или мельницы-классификаторы. Китайские производители научились делать их достаточно надёжными для большинства применений в горной, химической и керамической отраслях. Их преимущество — в сервисе, доступности запчастей и гибкости при доработке под клиента. Иностранная компания вам продаст ?коробку? с жёстким ТЗ, а местная — скорее, технологическое решение, и готова будет ?допиливать? установку первые полгода эксплуатации. Это огромная разница для многих заводов.

Одна из таких компаний, на которую стоит обратить внимание, — ООО Мяньян Цзюфан Интеллектуального Оборудования Технология. Они базируются в высокотехнологичном промышленном парке в Цзяньюе, Мяньян, провинция Сычуань — регион, известный тяжёлым машиностроением. Если зайти на их сайт https://www.jiufang.ru, видно, что они фокусируются именно на интеллектуальном, то есть ?умном? оборудовании для измельчения и классификации. Это как раз тот тренд, о котором я говорил: не просто мельница, а система с датчиками, возможностью автоматической подстройки параметров и удалённого мониторинга. Для современных заводов, где штат инженеров ограничен, такой подход — спасение. Они, судя по всему, работают над тем, чтобы сложный процесс ультратонкого измельчения сделать более управляемым и предсказуемым. В наших реалиях это часто важнее, чем абсолютная рекордная тонкость.

Проблемы и подводные камни: о чём не пишут в брошюрах

Внедрение любой технологии — это всегда история про компромиссы. С ультратонким измельчением связана куча нетехнических, но критических моментов. Первое — сырьё. Его нестабильность убивает все преимущества дорогой мельницы. Сегодня влажность 2%, завтра 5% — и всё, режим сбит, продукция некондиционная. Многие китайские производители сырья (особенно минерального) этим грешат. Поэтому успешные проекты всегда начинаются с построения стабильной цепочки поставок сырья или с внедрения системы его предварительной подготовки и контроля.

Второе — энергопотребление. Чем мельче хотим помолоть, тем больше энергии съест процесс, причём рост нелинейный. На определённом этапе стоимость энергии становится главным в себестоимости продукта. Поэтому сейчас все ищут способы интенсификации процесса: добавки-деагломераторы (так называемые grinding aids), оптимизацию загрузки мелющих тел, более эффективные классификаторы, чтобы не перемалывать уже готовый продукт. Иногда выгоднее сделать чуть более грубый помол, но с идеальным распределением, чем гнаться за нанометрами ценой огромных счетов за электричество.

Третье — износ и чистота. Для пищевой или фармацевтической промышленности это ключевой вопрос. Материал мелющих элементов (керамика, особые сплавы), конструкция, исключающая ?мёртвые зоны? где накапливается продукт, — всё это сильно влияет на конечную цену оборудования и его приемлемость для заказчика. Был случай на заводе по производству пищевых красителей: после месяца работы в продукте обнаружили повышенное содержание железа. Оказалось, из-за микротрещины в одной из внутренних бронеплит начался коррозионный износ. Проблему решили, но партию продукции пришлось утилизировать. Мелочей тут не бывает.

Взгляд вперёд: куда дует ветер

Если обобщить, то будущее ультратонкого измельчения в Китае видится в нескольких направлениях. Первое — это тотальная цифровизация и smart control. Датчики в реальном времени, ИИ-алгоритмы, подбирающие режим под изменяющиеся параметры сырья, предиктивное обслуживание. Это уже не фантастика, пилотные проекты есть.

Второе — комбинированные процессы. Не просто мельница, а аппарат, который совмещает помол, химическую модификацию поверхности частиц, сушку и грануляцию в одном цикле. Это сокращает время, энергозатраты и улучшает стабильность свойств продукта. Над этим активно работают как академические институты, так и передовые компании вроде упомянутой Цзюфан.

И третье, самое важное — экология и ресурсосбережение. Переработка промышленных отходов (шлаков, золы, хвостов обогащения) в ценные тонкодисперсные продукты. Это огромный рынок. Технология ультратонкого измельчения здесь — ключ к раскрытию потенциальных свойств этих ?отходов?, превращению их в конкурентные наполнители или строительные материалы. В этом, пожалуй, самый большой практический смысл и потенциал для роста в ближайшие годы. Не ради тонкости самой по себе, а ради создания новой ценности из того, что раньше шло в отвал. Вот это, на мой взгляд, и есть главный китайский вектор.