introductory

橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰（LiFePO4）是鋰離子電池常用的正極材料，具有熱穩(wěn)定好、安全性能高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、原材料來(lái)源廣泛、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)， 是近年來(lái)被公認(rèn)的最具發(fā)展?jié)摿Φ匿囯x子電池正極材料之一。 隨著鋰離子電池應(yīng)用市場(chǎng)需求的不斷擴(kuò)大， 磷酸鐵鋰合成工藝的不斷簡(jiǎn)化及制備設(shè)備的不斷改進(jìn)， 使其成功商品化。

磷酸鐵鋰的物相均勻程度、純凈程度、粉體粒徑、生產(chǎn)批次間的穩(wěn)定性等都直接影響電池的性能，其濾餅洗滌與凈化過(guò)濾成為鋰離子電池正極材料生產(chǎn)線合成工藝中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。由于該合成工藝中的磷酸鐵鋰懸浮液含有大量酸性離子、pH＝1～2、溫度約 70℃、懸浮液濃度低、腐蝕性極強(qiáng)等因素，嚴(yán)重制約了磷酸鐵鋰懸浮液的凈化過(guò)濾設(shè)備設(shè)計(jì)選型。

在早期的鋰離子電池正極材料生產(chǎn)線中，常選用轉(zhuǎn)鼓式真空過(guò)濾機(jī)、離心機(jī)、廂式板框壓濾機(jī)、全自動(dòng)立式diaphragm filter press等過(guò)濾設(shè)備凈化過(guò)濾磷酸鐵鋰懸浮液。 由于轉(zhuǎn)鼓式真空過(guò)濾機(jī)與離心機(jī)僅適用于流動(dòng)性好、?固相顆?！?.01?mm、濃度≥15％的懸浮液過(guò)濾脫水。 廂式板框壓濾機(jī)存在濾餅洗滌效果差、磷酸鐵鋰純凈度低、濾餅水分高、主機(jī)防腐效果不理想、自動(dòng)化程度低、操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)， 在磷酸鐵鋰懸浮液凈化過(guò)濾行業(yè)逐漸被近年來(lái)應(yīng)用優(yōu)秀過(guò)濾技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)而研制成功的全自動(dòng)立式隔膜壓濾機(jī)所替代。 全自動(dòng)立式隔膜壓濾機(jī)是基于低壓泵送入料過(guò)濾、高壓隔膜擠壓、濾餅洗滌及壓縮空氣吹風(fēng)干燥過(guò)濾原理而設(shè)計(jì)制作的新型隔膜壓濾機(jī)， 具有隔膜擠壓、濾餅洗滌及吹風(fēng)干燥等功能，與廂式板框壓濾機(jī)相比，濾餅殘余水分更低、濾餅洗滌效果顯著提高，濾餅物相均勻程度、純凈程度等滿足鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料的要求； 但其存在濾布清洗效果不佳、濾布使用壽命短、高溫環(huán)境中故障率高等缺點(diǎn)。因此，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)適合磷酸鐵鋰懸浮液凈化過(guò)濾及濾餅洗滌要求的具有隔膜擠壓、濾餅洗滌及吹風(fēng)干燥等功能，且控制精準(zhǔn)、高溫環(huán)境下運(yùn)行穩(wěn)定可靠、耐腐蝕能力強(qiáng)、濾餅洗滌效果理想、濾餅水分低、故障率低等特點(diǎn)的新型重防腐磷酸鐵鋰凈化過(guò)濾隔膜壓濾機(jī)， 推動(dòng)鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料凈化過(guò)濾設(shè)備的上檔升級(jí)和磷酸鐵鋰正極材料的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)進(jìn)程。

主要技術(shù)特點(diǎn)

磷酸鐵鋰凈化壓濾機(jī)是以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，充分借鑒、吸收國(guó)外先進(jìn)過(guò)濾技術(shù)，并結(jié)合多年研究制造壓濾機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)磷酸鐵鋰懸浮液的物料特性， 利用低壓泵送入料過(guò)濾、高壓隔膜擠壓、濾餅洗滌及壓縮空氣吹風(fēng)干燥的過(guò)濾原理，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、整體技術(shù)先進(jìn)、高溫環(huán)境下運(yùn)行穩(wěn)定可靠、耐腐蝕能力強(qiáng)、濾布清洗與濾餅洗滌效果理想、濾餅水分低、自動(dòng)化程度高、故障率低等特點(diǎn)的新型重防腐廂式隔膜壓濾機(jī)。 該壓濾機(jī)濾板組采用自主研發(fā)的內(nèi)嵌橡膠隔膜的增強(qiáng)聚丙烯新型高壓全塑濾板結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)度高、化學(xué)性穩(wěn)定、耐腐蝕能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并通過(guò)內(nèi)置嵌入式橡膠隔膜技術(shù)， 使壓濾機(jī)具有多次快速擠壓功能，將濾餅中殘余水分含

量降至最低，在物料細(xì)且難洗滌、難過(guò)濾的領(lǐng)域具有普通廂式壓濾機(jī)、真空過(guò)濾機(jī)等常規(guī)過(guò)濾設(shè)備難以替代的優(yōu)越性能。 同時(shí)磷酸鐵鋰凈化壓濾機(jī)控制系統(tǒng)創(chuàng)新性應(yīng)用 HMI+PLC 控制技術(shù)、感測(cè)技術(shù)、液壓傳動(dòng)技術(shù)等，使其控制精準(zhǔn)、高溫環(huán)境下運(yùn)行穩(wěn)定可靠、故障率低，實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)工作流程數(shù)字化運(yùn)行。

結(jié)構(gòu)組成與工作原理

1.結(jié)構(gòu)組成

磷酸鐵鋰凈化壓濾機(jī)主要由電控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、油缸組件、機(jī)架部分、開(kāi)框組件、濾板組件、濾布、接水翻板裝置、濾布快速清洗裝置、振動(dòng)輔助卸料裝置、閥門(mén)及管路組件、濾布清洗水站、隔膜擠壓水站等部件共同組成，

該壓濾機(jī)設(shè)計(jì)巧妙，機(jī)架采用前傳動(dòng)空間框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、防護(hù)簡(jiǎn)單，防腐措施容易實(shí)現(xiàn)且防腐效果理想；采用內(nèi)嵌橡膠隔膜的改性聚丙烯濾板組，具有濾餅洗滌和隔膜擠壓功能，且耐酸、堿、鹽腐蝕能力強(qiáng)；濾布采用懸掛式結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)濾布快速更換，并設(shè)計(jì)有振動(dòng)輔助卸料和濾布快速清洗裝置， 使壓濾機(jī)更加適于在物料細(xì)、粘度大等領(lǐng)域物料的過(guò)濾脫水。

2.工作原理

磷酸鐵鋰凈化壓濾機(jī)控制系統(tǒng)采用 PLC 和觸摸屏技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)參數(shù)化運(yùn)行，壓濾機(jī)可根據(jù)不同物料的濃度、粒度、黏度等特性而自行設(shè)定入料時(shí)間、擠壓時(shí)間、濾餅洗滌時(shí)間、排污時(shí)間、二次擠壓時(shí)間、吹風(fēng)干燥時(shí)間及入料壓力等參數(shù)。

控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了長(zhǎng)、短程序兩種工作模式，實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)根據(jù)物料是否需要濾餅洗滌而設(shè)置壓濾機(jī)的工序動(dòng)作。 若需要濾餅洗滌時(shí)則選取長(zhǎng)程序運(yùn)行，工序包括濾板快速合攏、卡板鎖緊、濾板合攏升壓及保壓、入料過(guò)濾、管路排污、隔膜擠壓、濾餅洗滌、二次隔膜擠壓、吹風(fēng)干燥、壓緊板壓緊合攏、卡板松開(kāi)與接水翻板打開(kāi)、濾板打開(kāi)卸料、振動(dòng)卸料、接水翻板合攏、濾布清洗等十五個(gè)工序動(dòng)作。

若物料不需進(jìn)行濾餅洗滌時(shí)， 則其按照短程序運(yùn)行， 其工序中則無(wú)濾餅洗滌與二次擠壓工序動(dòng)作。

?壓濾機(jī)的設(shè)計(jì)與防腐

壓濾機(jī)防腐的目的，在于防止壓濾機(jī)因零部件的腐蝕破壞而影響其使用壽命。 由于磷酸鐵鋰懸浮液腐蝕性極強(qiáng)， 含有大量氯離子 （約 8?000 mg/L）及其它酸性離子（如?Fe3+：100?mg/L?、P：500 mg/L、?NH+?：4?500?mg/L），pH＝1～2，?且粒度細(xì)，溫度高（約?70℃），懸浮液濃度低、腐蝕性強(qiáng)，磷酸鐵

鋰凈化壓濾機(jī)防腐性能要求極高，普通單一的防腐措施難以滿足其使用要求。 因此，在設(shè)計(jì)該壓濾機(jī)時(shí)從防腐的角度來(lái)考慮各零部件的合理性， 同時(shí)兼顧各零部件的機(jī)械強(qiáng)度、 加工特性及材料成本。

1.濾板組采用高強(qiáng)度防腐結(jié)構(gòu)

濾板組是壓濾機(jī)的核心部件，其由橡膠隔膜濾板、過(guò)濾板、橡膠密封件、濾板把手和鏈板等零部件組成， 過(guò)濾板與隔膜濾板依次相間垂直放置， 與濾布共同組成壓濾機(jī)可變?yōu)V腔過(guò)濾單元。過(guò)濾板與隔膜濾板采用以聚丙烯為主料、添加適量增強(qiáng)復(fù)合物與改性劑形成的高強(qiáng)度、耐強(qiáng)腐蝕的高分子塑料模壓成型，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、強(qiáng)度高，化學(xué)性穩(wěn)定，耐腐蝕能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)在多種強(qiáng)腐蝕環(huán)境中的應(yīng)用。 濾板的入料口、擠壓口及濾液口處套裝耐磨橡膠襯套，延長(zhǎng)濾板使用壽命。

2.主機(jī)部分防腐

主機(jī)部分根據(jù)各零部件周?chē)橘|(zhì)的性能來(lái)正確地選擇適當(dāng)?shù)牟牧现谱骰虿扇『线m的防腐措施防腐。壓濾機(jī)與磷酸鐵鋰懸浮液直接或間接接觸的零部件選用優(yōu)質(zhì)不銹鋼制作。 根據(jù)零部件的使用環(huán)境選擇合適的耐腐蝕材料來(lái)制造零部件， 自然可以達(dá)到防腐的目的。

1）壓濾機(jī)各零部件， 經(jīng)脫脂、除銹及毛化后，先采用達(dá)克羅技術(shù)制作一層具有高防腐性能的鋅鉻膜，再根據(jù)各零部件的使用環(huán)境采取其他防腐措施進(jìn)一步防腐處理。 鋅鉻膜具有超常的耐腐蝕性、極佳的耐熱性、較高的附著強(qiáng)度、良好的可再涂性及環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效抵抗高濃度氯離子的侵蝕。

2）壓濾機(jī)主機(jī)框架各零部件內(nèi)側(cè)面與端面制作鋅鉻膜后， 再進(jìn)行優(yōu)質(zhì)不銹鋼薄板包覆防腐。 不銹鋼薄板包覆防腐效果僅次于選用不銹鋼材料制作零部件進(jìn)行防腐的防腐效果，可在一定程度上降低設(shè)備生產(chǎn)成本，但其僅適用于外形尺寸大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量重的結(jié)構(gòu)件防腐。

3）壓濾機(jī)主機(jī)框架各零部件外側(cè)面制作鋅鉻膜后，再進(jìn)行玻璃鋼包覆防腐。 玻璃鋼包覆對(duì)設(shè)備的防護(hù)作用比涂層有很大的提高，其通過(guò)樹(shù)脂膠。劑的粘合、固化作用，來(lái)覆蓋被保護(hù)設(shè)備的表面；與涂料相比，增加了玻璃纖維的增強(qiáng)，提高覆蓋層的厚度，改善覆蓋層的物理機(jī)械性能。

4）壓濾機(jī)主機(jī)框架各零部件外側(cè)筋板表面制作鋅鉻涂層后，再進(jìn)行噴涂重防腐漆防腐。 這種重防腐漆主要由環(huán)氧、聚氨酯、聚酯、烯烴聚合物組成，不同的聚合物之間自交聯(lián)， 互穿三維結(jié)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，比單一的環(huán)氧、聚氨酯或烯烴類(lèi)聚合物的性能成倍地提高，其耐酸、堿、鹽等腐蝕性能強(qiáng)，抗沖磨、耐水解、耐老化性能好。

5）入料閥、管路排污閥、濾餅洗滌等選用氣動(dòng)夾管閥，其過(guò)流元件為耐磨橡膠制作的橡膠閥套，密封性好、啟閉靈活，并將金屬質(zhì)地的閥體與磷酸鐵鋰懸浮液隔離開(kāi)， 延長(zhǎng)夾管閥體使用壽命。 濾餅洗滌及吹風(fēng)干燥選用氣動(dòng)蝶閥，擠壓閥選用氣動(dòng)球閥，閥體、閥芯均選用優(yōu)質(zhì)不銹鋼制作；各閥門(mén)啟閉控制用壓縮空氣管路選用耐腐蝕聚氨酯管路。

濾布選用優(yōu)質(zhì)聚丙烯濾布

濾布是磷酸鐵鋰凈化壓濾機(jī)的關(guān)鍵部件，其質(zhì)量不僅決定著壓濾機(jī)過(guò)濾精度的高低和過(guò)濾效果的好壞，還直接影響壓濾機(jī)的生產(chǎn)效率及動(dòng)力消耗。 聚丙烯濾布具有極佳的耐酸、堿及強(qiáng)氧化劑腐蝕能力、 優(yōu)良的過(guò)濾特性和化學(xué)穩(wěn)定性， 其表面光滑、質(zhì)地柔軟、卸渣性能好，濾布清洗、再生方便，?最高使用溫度可達(dá)?110℃，?且價(jià)格低廉。 因此，聚丙烯濾布是磷酸鐵鋰凈化壓濾機(jī)配套濾布的理想選擇。

壓濾機(jī)的應(yīng)用效果

磷酸鐵鋰凈化壓濾機(jī)配套組裝式高壓橡膠隔膜濾板組，具有耐高溫高壓、防腐及密封性好、濾餅脫水率高、洗滌均勻徹底、過(guò)濾速度快等優(yōu)點(diǎn)。 該壓濾機(jī)在國(guó)內(nèi)某鋰離子電池正極材料生產(chǎn)線磷酸鐵鋰懸浮液的凈化過(guò)濾工序使用過(guò)程中， 濾液水透明略微淺綠，固含量較低，濾布清洗徹底，濾餅卸料干凈、洗滌與脫水效果良好，濾餅純凈程度、生產(chǎn)批次間穩(wěn)定性均滿足磷酸鐵鋰生產(chǎn)需要。

• 有效解決濾餅洗滌不徹底的難題

磷酸鐵鋰凈化過(guò)濾后氯離子直接影響電池的性能， 因此該壓濾機(jī)根據(jù)磷酸鐵鋰生產(chǎn)需要， 將濾板組入料孔布置在濾板上部邊緣處，濾液孔布置在濾板四角邊緣處。 濾餅洗滌時(shí)，先將濾餅洗滌液經(jīng)濾板下部濾液孔輸送至壓濾機(jī)濾腔內(nèi)， 對(duì)濾餅進(jìn)行多次逆流洗滌，再將高壓清水經(jīng)濾板頂部入料孔輸送至壓濾機(jī)濾腔內(nèi)，對(duì)濾餅再次進(jìn)行均勻徹底的洗滌，將濾餅中氯離子含量減少至500 PPM 以下。該壓濾機(jī)通過(guò)其高效的濾餅洗滌， 避免了濾餅松弛、龜裂等問(wèn)題，解決了濾餅洗滌不徹底難題。

1）整機(jī)防腐效果理想

磷酸鐵鋰凈化壓濾機(jī)通過(guò)采用多種有效的防腐技術(shù)，使其各零部件防腐滿足工況要求。 過(guò)濾板、隔膜濾板選用改性聚丙烯制作， 化學(xué)性穩(wěn)定、耐腐蝕能力強(qiáng)，使用壽命約 8?000?小時(shí)；橡膠隔膜選用優(yōu)質(zhì)橡膠制作，氣密性好、強(qiáng)度高、抗老化，耐酸、堿腐蝕性能極佳，使用壽命在 20?000?次以上；不銹鋼材質(zhì)零部件、包覆不銹鋼薄板及玻璃鋼防腐零部件、噴涂重防腐漆零部件等的防腐性能滿足磷酸鐵鋰懸浮液工況要求，壓濾機(jī)整機(jī)防腐效果理想。

2）脫水效果良好

磷酸鐵鋰凈化壓濾機(jī)采用隔膜擠壓和壓縮空氣吹風(fēng)干燥技術(shù)，進(jìn)一步降低濾餅水分， 提高壓濾機(jī)過(guò)濾效率，大幅縮短過(guò)濾周期， 顯著增大單機(jī)處理能力，節(jié)能效果明顯。

3）有效解決濾布清洗問(wèn)題

磷酸鐵鋰凈化壓濾機(jī)采用高壓水噴淋嘴式濾布清洗技術(shù)，清洗噴嘴噴射出來(lái)的清洗水呈平面扇形，對(duì)濾布進(jìn)行多角度、快速、高效的噴射清洗，清洗效果好。

4）系統(tǒng)配套穩(wěn)定可靠，自動(dòng)化程度高

磷酸鐵鋰凈化壓濾機(jī)過(guò)濾系統(tǒng)配套設(shè)備如空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐、攪拌槽、皮帶運(yùn)輸機(jī)、入料泵等均選用成熟產(chǎn)品；氣動(dòng)夾管閥、氣動(dòng)蝶閥、氣動(dòng)球閥等較易損壞的設(shè)備均自主開(kāi)發(fā)生產(chǎn)。 該壓濾機(jī)過(guò)濾自鋰離子電池正極材料生產(chǎn)線投產(chǎn)以來(lái)，開(kāi)車(chē)率 90％以上，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，過(guò)濾效果理想。

1壓濾機(jī)的市場(chǎng)前景

事實(shí)證明，磷酸鐵鋰凈化壓濾機(jī)自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，故障率低，濾餅洗滌與脫水效果良好，在濾餅厚度為 25?mm?時(shí)，濾餅水分≤28％，生產(chǎn)能力≥22.5?kg/m2·h（干基）。?過(guò)濾板、隔膜濾板、 橡膠隔膜等核心零部件的使用壽命長(zhǎng)，整機(jī)防腐效果理想。 因此，磷酸鐵鋰凈化壓濾機(jī)有效解決了磷酸鐵鋰的濾餅洗滌與凈化過(guò)濾難題， 為磷酸鐵鋰的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了便利，市場(chǎng)前景廣闊。

磷酸鐵鋰凈化壓濾機(jī)適于物料細(xì)、 粘度大、難洗滌、難過(guò)濾等領(lǐng)域物料的過(guò)濾脫水， 可在各種礦山選礦、尾礦干排、化學(xué)制藥、濕法冶金、環(huán)保污水污泥廢酸處理等領(lǐng)域大規(guī)模推廣。

Technology: 18851718517

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