動態錯流旋轉陶瓷膜具體工藝流程與操作要點

鋰電正極材料前驅體濃縮純化（以磷酸鐵鋰為例）

操作參數：

膜類型：100 nm 孔徑陶瓷微濾膜；

轉速：2000 rpm，錯流流速 1.2 m/s；

濃縮倍數：從固含量 5% 濃縮至 30%，通量維持 20 L/(m2?h)；

洗濾工藝：通過添加去離子水進行錯流洗濾，去除 95% 以上的 SO?2?離子。

電解液溶質 LiPF?母液純化

工藝步驟：

母液預處理：LiPF?合成母液（含 LiPF? 100 g/L、HF 5 g/L、碳酸酯溶劑）經靜置分層，去除不溶物；

旋轉納濾濃縮：使用截留分子量 500 Da 的有機納濾膜，在 0.5-1.0 MPa 壓力下，截留 LiPF?（純度提升至 99.5%），透過液為含 HF 的溶劑（可回收處理）；

結晶與干燥：濃縮后的 LiPF?溶液經冷卻結晶、離心分離，得到電池級 LiPF?晶體（純度≥99.9%）。

關鍵優勢：納濾過程中旋轉剪切力抑制 LiPF?晶體在膜面的析出，膜通量比傳統靜態納濾提高 40%，HF 去除率達 99%。

陶瓷填料（Al?O?）分散液濃縮

工藝特點：

初始分散液固含量 10%，目標濃縮至 50%；

采用 0.2 μm 陶瓷微濾膜，轉速 2500 rpm，配合反向沖洗（每 30 分鐘一次）；

濃縮后粉體粒徑分布更均勻（D50 從 5 μm 降至 3 μm），分散劑殘留量 < 0.1%，滿足鋰電池隔膜填料的高純度要求。 納米粉體（如石墨烯、碳納米管）洗滌中減少團聚。三元前驅體制備中動態錯流旋轉陶瓷膜設備應用范圍

填料基材與鋰電材料的典型應用場景

鋰電正極材料前驅體制備

材料類型：磷酸鐵鋰（LiFePO?）前驅體、三元材料（NCM/NCA）前驅體（如氫氧化物 / 碳酸鹽微球）。

需求：去除前驅體溶液中的雜質離子（如 Na?、SO?2?），濃縮高純度金屬離子溶液（如 Ni2?、Co2?、Fe3?）。

電解液溶質純化

材料類型：六氟磷酸鋰（LiPF?）、雙氟磺酰亞胺鋰（LiFSI）等電解質晶體的母液回收與純化。

需求：分離溶劑（碳酸酯類）與溶質，去除游離酸（HF）、金屬離子等雜質，提高溶質純度至電池級（≥99.9%）。

電池級溶劑精制

材料類型：碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二甲酯（DMC）等溶劑的脫水與脫雜。

需求：去除溶劑中的水分（≤20 ppm）、有機酸、顆粒物等，滿足鋰電池電解液對溶劑純度的嚴苛要求。

填料基材（如陶瓷粉體）分散液處理

材料類型：氧化鋁（Al?O?）、氧化鋯（ZrO?）等陶瓷填料的水基 / 有機分散液。

需求：濃縮填料顆粒（提高固含量至 50% 以上），去除分散劑殘留、金屬離子等雜質，優化粉體粒徑分布。 煤催化氣化催化劑回收中動態錯流旋轉陶瓷膜設備答疑解惑梯度孔徑陶瓷膜（如支撐層 10μm、分離層 0.1μm）提升精度與通量平衡。

旋轉膜設備的純化濃縮原理

關鍵技術優勢

動態錯流 + 旋轉剪切力：通過膜組件高速旋轉（1000-3000 rpm）在膜面產生強剪切力，打破濃差極化層，防止顆粒 / 溶質在膜表面沉積，適用于高黏度、易團聚體系（如高濃度金屬離子溶液、陶瓷粉體分散液）。

精確分子量 / 粒徑截留：根據物料特性選擇膜孔徑（如超濾膜截留分子量 1000-10000 Da，微濾膜孔徑 0.1-1 μm），實現溶質與溶劑、雜質的高效分離。

分離機制分類

超濾（UF）/ 納濾（NF）：用于電解液溶質（LiPF?、LiFSI）與溶劑的分離，截留溶質分子，透過液為純溶劑（可回收）。

微濾（MF）/ 無機陶瓷膜過濾：用于正極材料前驅體顆粒、陶瓷填料的濃縮與洗濾，截留顆粒，透過液為含雜質的水相（可循環處理）。

旋轉陶瓷膜動態錯流氣浮工藝的典型流程與裝置設計

關鍵裝置設計

旋轉膜組件結構：

膜材質：陶瓷膜（耐污染、大強度）或改性聚合物膜（如 PVDF，成本較低），孔徑 0.1~10μm（根據污染物粒徑選擇）。

旋轉方式：水平軸或垂直軸旋轉，轉速 500~2000 轉 / 分鐘，通過離心力和剪切力強化氣泡分散與污染物分離。

氣液協同流道：

氣體從膜內側通入，經膜孔溢出形成微氣泡；廢水在膜外側以錯流方式流動，旋轉產生的湍流使氣泡與污染物充分接觸。

工藝操作參數

旋轉轉速：1000~1500 轉 / 分鐘，平衡剪切力與能耗（轉速過高增加設備磨損）。

曝氣壓強：0.05~0.2MPa，保證氣體均勻透過膜孔，避免膜破裂。

錯流速度：1~2m/s，維持膜表面流體湍流，防止污染物沉積。

絮凝劑投加：針對膠體污染物（如細微懸浮物），投加 PAC/PAM 促進絮體形成，提高氣浮效率（投加量通常 50~200mg/L）。 除菌效果達 99% 以上，濾液澄清度高，適用于生物醫藥領域。

錯流旋轉膜設備處理乳化油的典型流程

預處理階段

調節 pH：通過添加酸（如硫酸）或堿（如 NaOH）破壞表面活性劑的電離平衡，削弱乳化穩定性（如 pH 調至 2~3 或 10~12）。

溫度控制：適當升溫（40~60℃）降低油相黏度，促進油滴聚結，但需避免超過膜耐受溫度（陶瓷膜通常耐溫≤300℃）。

旋轉膜分離階段

操作參數：

轉速：1500~2500 轉 / 分鐘，剪切力強度與膜污染控制平衡。

跨膜壓力：0.1~0.3MPa（微濾）或 0.3~0.6MPa（超濾），避免高壓導致膜損傷。

循環流量：保證錯流速度 1~3m/s，維持膜表面流體湍流狀態。

分離過程：

乳化油在旋轉膜表面被剪切力破壞，小分子水和可溶性物質透過膜孔形成濾液，油滴、雜質被截留并隨濃縮液循環。

濃縮倍數根據需求調整，通常可將油相濃度從 0.1%~1% 濃縮至 10%~30%。

后處理階段

濾液處理：透過液含少量殘留有機物，可經活性炭吸附或生化處理后達標排放，或回用于生產工序。

濃縮液回收：濃縮油相可通過離心、蒸餾等方法進一步提純，回收的油可作為燃料或原料回用，降低處理成本。

半導體行業用于晶圓切割廢水處理，精度達納米級。三元前驅體制備中動態錯流旋轉陶瓷膜設備應用范圍

中藥領域實現固液分離，保留有效成分。三元前驅體制備中動態錯流旋轉陶瓷膜設備應用范圍

在化工行業的應用場景

催化劑回收與循環利用

應用場景：石油化工中分子篩催化劑、貴金屬催化劑的分離回收。

優勢：截留微米級催化劑顆粒（5-50μm），回收率達 98% 以上，降低催化劑損耗。替代離心分離，減少能耗與設備磨損，運行成本降低 20%-30%。可處理高黏度反應液，適應聚合反應后的催化劑分離。

染料 / 顏料濃縮純化

應用場景：活性染料、納米二氧化鈦漿料的濃縮與雜質去除。

優勢：截留染料分子（分子量≥500Da），濃縮液固含量可達 20%-30%，提升后續干燥效率。去除無機鹽和小分子雜質，改善染料色牢度與純度。陶瓷膜抗污染性強，可長期穩定運行，延長清洗周期。

廢水處理與資源回收

應用場景：醫藥化工廢水中有機物（如抗生藥物、有機溶劑）的分離與回用。

優勢：處理高濃度有機廢水（COD≥10000mg/L），可實現部分有機物濃縮回收。與生化處理聯用，提高廢水可生化性，降低后續處理負荷。陶瓷膜耐污染物沖擊，壽命長達 3-5 年，減少更換成本。

聚合物溶液濃縮

應用場景：聚乙烯醇（PVA）、聚乙二醇（PEG）溶液的濃縮與脫鹽。

優勢：精確控制分子量截留，避免聚合物降解，濃縮后溶液黏度穩定。替代蒸發濃縮，能耗降低 40%，同時減少聚合物結垢問題。設備占地面積小，適合車間緊湊布局。 三元前驅體制備中動態錯流旋轉陶瓷膜設備應用范圍