面向纳微米粉体工业化的高精度固液分离技术与工程实践

发布时间:

2026-01-09

厦迪亚斯新型纳微米粉体过滤机已在金属粉体、纳米氧化物、功能材料及高附加值粉体领域获得广泛应用。 通过持续深入的用户现场调研与工艺验证,厦迪亚斯形成了一整套围绕纳微米粉体过滤、提纯、洗涤、脱水干燥降低含水率的工程化解决方案,能够根据不同物料体系与工艺目标,灵活配置设备与运行模式。

——厦迪亚斯新型纳微米粉体过滤机在多材料体系中的应用验证

【开发背景】

近年来,随着新材料、高端制造、新能源、电子信息产业的快速发展,纳微米粉体材料在工业体系中的应用比例持续提升。纳米金属粉体、纳米氧化物、超细无机填料、电子浆料功能粉体,已成为影响产品性能和产业竞争力的关键基础材料。

在粉体制备、改性、合成和后处理过程中,固液分离几乎贯穿所有关键工序。但当颗粒尺度进入微米甚至纳米级后,传统固液分离设备逐渐暴露出系统性不足:

  • 颗粒粒径小、悬浮稳定性高,难以有效截留
  • 细粉易随滤液流失,收率不可控
  • 浆料黏度高,易糊布、易堵塞,增加人工成本
  • 洗涤效率低,杂质、离子残留影响产品品质
  • 滤饼含水率高,后端干燥能耗大
  • 实验室可行,但工业化放大失败率高

与此同时,国家对资源利用效率、节能降耗、绿色制造、危险废物减量化的监管要求日益严格。高附加值纳微米粉体若在过滤环节产生大量损耗,不仅影响企业经济效益,也与当前产业政策导向背道而驰。

在此背景下,传统离心机、板框压滤机及膜分离技术,已难以满足纳微米粉体工业化生产对高精度、高收率、高稳定性的综合要求。

基于对纳微米粉体材料生产工艺的长期研究与大量现场应用反馈,厦迪亚斯系统性开发了新型纳微米粉体过滤机,用于解决纳微米粉体在工业条件下截不住、洗不净、含水高、量产难的共性难题。


【技术原理】

厦迪亚斯新型纳微米粉体过滤机,基于精密物理过滤与低扰动固液分离原理,通过针对纳微米颗粒特性优化的过滤结构设计,实现对微米纳米级颗粒的稳定截留。

设备在运行过程中:

  • 采用纯物理过滤方式,不依赖任何化学药剂或助剂
  • 通过精密过滤结构,建立稳定可控的颗粒截留界面
  • 在低剪切、低扰动条件下完成固液分离,避免颗粒破碎、硬团聚或形貌破坏
  • 结合在线洗涤与脱水工艺,实现杂质去除与含水率控制

与传统依靠高速离心力或强压差驱动的分离方式不同,该设备更适合粒径小、体系稳定、价值高的纳微米粉体材料,确保分离过程的稳定性与可重复性。


【产品优势】

  1. 纳微米级颗粒直接分离
    可稳定截留 25 nm–5 μm 粒径范围内的纳微米颗粒,滤液中有效颗粒物含量可控制在 ppm 
  2. 纯物理过滤工艺
    全过程无需添加任何药剂或助剂,不引入二次污染,不破坏粉体原有物化性能。
  3. 固液分离、洗涤、脱水干燥一体化
    实现滤液清澈、洗涤充分、滤饼含水率低且易剥离,减少后端处理负担。
  4. 低能耗、自动化程度高
    设备运行稳定,支持连续化生产,人工干预少,综合运行成本低。

【适用物料范围】

工业粉体原料

  • 非金属矿粉体:滑石、重钙、石英、硅灰石、高岭土、云母、石墨等
  • 工业合成粉体:碳化硅、刚玉、氮化硅、白炭黑、钛白粉、金刚石等

纳微米粉体材料

  • 金属粉体:纳米镍粉、银粉、铜粉、锌粉、铝粉、铁粉、锆粉、钛粉、金矿
  • 氧化物及功能材料:氧化镍、氧化锌、氧化铝、氧化铁、氧化钛、纳米二氧化硅、碳酸钙等

【应用价值】

  1. 提升产品收率与一致性
    微细颗粒稳定截留,减少高价值粉体损失,提高批次稳定性。
  2. 提升产品纯度与性能稳定性
    在线洗涤效率高,有效去除离子、杂质和反应残留。
  3. 降低综合生产成本
    减少物料损耗、降低洗涤水耗、降低干燥能耗。
  4. 支撑规模化、连续化生产
    从实验室、中试到工业量产具备良好放大能力。
  5. 降低环保与合规风险
    减少含粉废液排放,提升资源利用效率。

【厦迪亚斯过滤解决方案比较优势】

分离方法

原理

优势

局限性痛点

重力沉降

颗粒受重力作用自然沉降,布朗运动扩散对抗沉降

工艺简单,无需设备动力,适用于粗颗粒

粒径 < 1.2 μm 纳米颗粒无法有效沉降;效率低,难连续化;高价值粉体损失严重

离心分离(离心机)

利用密度差和离心力加速颗粒沉降

分离效率高于重力沉降,对微米颗粒有效

超细颗粒 (<0.5 μm)难以截留;设备大功率、体积大,工业化扩产受限;高剪切易破坏颗粒;劳动强度高

过滤介质分离(板框压滤机/滤布/滤网)

悬浮液通过多孔介质,固体颗粒被截留

粗颗粒截留好,操作成熟

纳米颗粒滤饼致密,阻力大,过滤慢;穿滤严重,收率低;滤布易堵塞,清洗困难;连续工业化难实现

厦迪亚斯新型纳微米粉体过滤机

精密物理过滤低扰动固液分离;滤液在线洗涤与脱水一体化

25 nm–5 μm 纳米颗粒稳定截留;滤液清澈至 ppm 级;低剪切保护颗粒;连续化工业化,自动化高;滤饼含水率低,易剥离;节能高效

无明显局限性,针对微纳米高附加值粉体优化设计

 

【应用效果】

【应用方式】

厦迪亚斯新型纳微米粉体过滤机已在金属粉体、纳米氧化物、功能材料及高附加值粉体领域获得广泛应用。

通过持续深入的用户现场调研与工艺验证,厦迪亚斯形成了一整套围绕纳微米粉体过滤、提纯、洗涤、脱水干燥降低含水率的工程化解决方案,能够根据不同物料体系与工艺目标,灵活配置设备与运行模式。

应用案例一 纳米银粉体的高效固液分离与洗涤

1. 项目背景

某新材料企业从事高纯纳米银粉的工业化生产,产品主要用于电子浆料与导电材料领域。该类粉体颗粒尺度集中在百纳米级,分散体系稳定,对杂质、离子含量极为敏感。

原工艺采用传统压滤与离心组合工艺,但在放大生产过程中出现明显瓶颈:

  • 银粉随滤液流失严重,单位批次损耗不可控
  • 洗涤次数增加但效果有限,电导率难以达标
  • 滤饼含水率高,后端真空干燥周期长、能耗高

2. 技术挑战

  • 颗粒粒径小、价值高,任何跑料都会带来显著经济损失
  • 浆料体系稳定,常规过滤介质难以形成有效截留层
  • 洗涤与脱水需在不破坏颗粒形貌的前提下完成

3. 解决方案设计

厦迪亚斯为该项目引入新型纳微米粉体过滤机,并针对物料体系进行了定向工艺配置:

  • 采用微纳颗粒专用过滤结构,实现稳定截留
  • 过滤、洗涤、脱水一体化设计,减少中间转序
  • 全过程纯物理分离,不引入任何助剂

4. 应用效果

  • 滤液澄清度显著提升,固体残留低于 1 ppm
  • 纳米银粉回收率显著提高,批次稳定性明显改善
  • 洗涤后电导率稳定达标,产品一致性提升
  • 滤饼含水率下降,干燥能耗显著降低

应用案例二 微米级铜粉的稳定截留与工业化放大

1. 项目背景

某粉末冶金材料企业生产微米级铜粉,主要用于导热材料与电子封装领域。粉体粒径分布集中,但细粉比例高,对过滤稳定性要求严格。


2. 原工艺问题

  • 离心机对细粉截留能力有限
  • 板框压滤机运行周期长、易糊布
  • 滤液返混严重,产品波动明显

3. 厦迪亚斯解决方案

  • 采用新型纳微米粉体过滤机替代原有离心工段
  • 优化过滤参数,实现微米级颗粒稳定截留
  • 提升连续运行能力,减少人工干预

4. 应用结果

  • 800 nm 级铜粉形成稳定滤饼
  • 滤液清澈,固体残留低于 1 ppm
  • 产品批次一致性显著提升
  • 设备运行稳定,维护频率下降

应用案例三 纳米氧化锆粉体的高纯分离与洗涤

1. 项目背景

纳米氧化锆广泛应用于结构陶瓷、生物材料与高端功能陶瓷领域,对粒径、纯度与分散性要求极高。


2. 工艺难点

  • 纳米颗粒易硬团聚、易流失
  • 洗涤过程易破坏分散体系
  • 产品性能对杂质极为敏感

3. 实施效果

  • 500 nm 级氧化锆滤饼结构完整
  • 滤液清澈,电导率无上升
  • 产品纯度与稳定性显著提升

 

结语

当粉体粒径进入纳微米尺度,
过滤设备不再是配套设备
而是决定产品能否成功工业化的关键装备

厦门厦迪亚斯过滤材料技术股份有限公司新型纳微米粉体过滤机,
通过多行业、多体系、多粒径区间的工程验证,
为纳微米粉体材料提供了一条可落地、可放大、可复制的固液分离解决方案

 

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