从核工业的机密材料到千家万户的饮用水净化,从工业废水的 “毒瘤” 到可再生资源的 “宝藏”,从盐湖深处的沉睡锂矿到新能源产业的核心动力 —— 膜分离技术的每一次突破,都在重塑人类与资源、环境的关系。
久吾高科,这家诞生于 “九五” 科技攻关的企业,用二十余年深耕,将一张薄薄的膜锻造成打破垄断的利刃、绿色转型的钥匙、产业升级的引擎,在微观世界里书写着中国高科技企业的突围与领跑之路。
铸膜为刃:从 “卡脖子” 到 “全球领跑” 的逆袭
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1999 年,一根1.2 米、直径 30 厘米的陶瓷膜管,在中国市场能卖出 2 万元 “天价”。彼时,这种可过滤细菌、病毒甚至用于核武器铀提取的关键材料,是美、德等国的 “独门秘籍”,中国企业只能高价进口,还常面临 “断供” 威胁。谁能想到,二十多年后,中国企业不仅将其价格降至千元以内,更造出了性能碾压国际同行的 “升级版”!这背后,是久吾高科一场跨越二十余年的 “铸膜之战”。
膜技术以膜材料为核心,在膜两侧推动力下实现混合物分离、提纯与浓缩。与精馏、萃取等传统技术相比,它能耗低、效率高、无污染,是实现 “双碳” 目标的关键高新技术。其中,陶瓷膜因耐高温、耐腐蚀、机械强度高等特性,在苛刻环境中具有不可替代的优势,也因此成为 “九五” 国家科技攻关的重点。
久吾高科的诞生,便源于这场攻关:创始人时均(中国科学院院士)、徐南平(中国工程院院士)凭借数十年积累,依托国家“九五”攻关项目,成功研发出陶瓷膜,企业名称 “久吾” 也由此而来。久吾成立之初就定下目标 —— 成为全球膜分离行业的领军者。
如今,久吾已实现陶瓷膜全系列覆盖,是世界上少数能生产 2 纳米精度陶瓷膜的企业。判断陶瓷膜优劣的核心指标 —— 寿命、运行成本、精度、过滤效能、抗污染能力,久吾均表现抢眼。其秘诀在于三大技术突破:
高孔隙率革命:传统陶瓷膜管孔隙率低、阻力大;陶瓷纤维膜管虽孔隙率高,却强度不足。久吾研发的 “缠绕制备法”,让膜管在保持高机械性能的同时,兼具高孔隙率与低压力高通量,过滤效率大幅提升。
薄壁化突破:陶瓷膜越薄,过滤效能越高、成本越低。久吾通过优化结构,将外壁截面当量直径与管壁厚度调至最佳比例,造出机械强度高,又很薄的薄壁陶瓷膜。
陶瓷膜的多通道设计是一项关键的结构创新,它直接解决了传统管式单通道膜装填密度低、设备庞大、成本高的核心痛点。与美国陶瓷膜多通道产品的蜂窝状结构需开槽导流,工艺复杂、能耗高相比,久吾高科陶瓷膜多通道产品的发明专利则在成型时预留中心孔,无需额外加工,能耗显著降低。
被称为 “行业皇冠” 的高装填陶瓷膜,更是久吾的 “王牌”:其最大过滤面积相当于 115 根标准管式膜,远超国外产品;通道直径可在 2-4 毫米调节,能应对国内复杂水环境;三氧化二铝含量达 99%(国外普遍为 90%),耐腐蚀性与寿命更优。
在有机膜领域,久吾技术也不遑多让。针对高浓度含油废水,传统有机膜在 80℃以上会软化,过滤精度不足 80%;而久吾的 “温敏复合膜” 通过氢化硅烷化反应修饰表面,70℃时温敏层收缩减少堵塞,常温时膜孔缩至 17 纳米,油滴截留率达 98.3%,COD 去除率超 95%,且能耐受 150℃高温。某石化企业使用后,膜污染周期延长 4 倍,年运营成本直降 35%。
久吾高科通过对中空纤维膜改性研发出的混合膜,亲水性好、抗污染能力强、通量高,在生物、医药、食品、血液、纯水等领域得到广泛应用,备受企业青睐。
从 229 项国家授权专利(含 106 项发明专利)到主持制定行业所有 5 项标准、1 项国家标准,从四次国家科技进步奖到 “制造业单项冠军” 认证,久吾用一张膜的厚度,撑起了中国膜技术的高度。如今,其产品远销 40 多个国家,在德国化工厂、巴西食品厂、东南亚水厂,“中国膜” 已成为闪亮的名片 —— 曾经的 “卡脖子” 领域,早已变成中国高科技的骄傲。
以膜为钥:解锁工业废料里的 “绿色财富”
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图片为工业废水处理
“宁堆一座山,不排一勺水”—— 这曾是许多高污染企业的无奈。钛白粉生产中堆成 “小山” 的钛石膏、电极箔制造中难处理的废酸、半导体加工中高浓度的含硅废水…… 这些 “工业毒瘤”,在久吾的膜技术面前,都变成了可回收的 “绿色财富”。用膜为匙,打开资源循环之门,正是久吾 “用好膜” 的核心密码。
钛石膏的资源化,是久吾破解行业痛点的经典案例。作为钛白粉副产品,钛石膏每吨含水量 60%,且含硫酸、重金属,长期堆放会污染土壤与地下水。国内堆积的废石膏已达 21 亿吨,体积相当于 48000 座世界第一高楼上海中心大厦。2019 年,久吾团队研发出 “结晶剂 + 膜集成” 的 MCM 技术:先用陶瓷膜过滤杂质,再用纳滤膜分离硫酸根离子,最后通过结晶工艺让废石膏 “长晶”,变成强度达 3.5MPa 的建筑石膏,可直接用于建材。
2021 年 3 月,国内首个钛石膏制建筑石膏工业化项目投产:每吨钛石膏转化为 0.8 吨合格产品,综合成本比填埋降低 40%,年减固废 12 万吨。这项技术比 2024 年国务院《节能降碳行动方案》中 “鼓励工业副产石膏利用” 的要求,提前了整整 3 年。
在电极箔行业,久吾的膜技术让企业走出 “技改找死,不技改等死” 的困局。某企业曾用碱中和处理废酸,年运营费 8300 万元仍不达标。久吾的 “膜法回收工艺” 通过陶瓷膜过滤、反渗透膜浓缩、双极膜转化,将年运营费降至 4750 万元,回收的酸和液碱年价值达 2610 万元,14 个月即收回投资,7 个月后该企业被当地政府评为 “节能减排示范项目”。
半导体产业的 “用水革命” 更显膜技术的精妙。单条 12 英寸晶圆产线日均耗水 5000 吨,硅材料加工每吨产 3-5 吨含硅废水,传统工艺回用率不足 30%,污泥成本占比超 40%。久吾的 “陶瓷膜 + 智能板框压滤” 技术,用 20 纳米陶瓷超滤膜截留 99.8% 的硅粉,再用反渗透膜将 80% 废水净化回用,高纯硅泥还可外销光伏企业。江苏某项目数据显示:纯水消耗降 72%,污泥排放归零,综合成本降 58%,一年赚回全部环保投资。
从造纸废水回收纤维素,到印染废水提取染料,从胶清废水提纯蛋白质,到油田污水分离原油…… 久吾的膜技术像 “万能钥匙”,总能找到废料的 “资源化密码”。这背后是久吾高科对细节的 “锱铢必较”:地下卤水资源利用中,反复实验锁定 20 纳米陶瓷膜,让钙镁离子去除率升 10%;几十组对比实验确定纳滤最优参数,让卤水中碘含量从 150mg/L 提至 220mg/L;将能量回收装置叶轮角度从 15° 调至 8°,能耗降 60%…… 正是这种 “发现 0.1% 的优化空间,就投入 100% 研发资源” 的执着,让久吾膜技术在绿色转型中释放最大能量。
创膜为魂:盐湖提锂赛道上的 “中国领跑者”
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图片为五矿盐湖提锂技改项目
当全球新能源汽车销量年增 50%,锂资源已成为堪比石油的 “战略物资”。中国国内的锂资源中,约82%储存于盐湖卤水中,中国是全球第三大盐湖型锂资源基地。但因盐湖卤水成分复杂(高镁锂比、高杂质),长期 “守着大盐湖却缺锂”。久吾用从 “全膜法” 到 “吸附 + 膜” 的技术革新,让盐湖锂从 “沉睡” 到 “沸腾”,成为全球少数掌握“吸附 + 膜”核心工艺的企业,在新能源赛道竖起 “中国标杆”。
这场革命始于 2013 年的青海察尔汗盐湖。彼时全球锂需求初显,久吾团队扎进海拔 3000 米的盐湖腹地。“卤水里有锂、镁、钠、钾等十几种离子,像在沙子里挑盐。” 研发人员回忆,最初传统膜法提锂回收率仅 60%,膜污染频繁停机。团队在帐篷搭临时实验室,烈日下采样本,零下 20℃记录数据,最终通过优化膜材料孔径与表面电荷,让锂镁分离系数从 10 提至 50,膜污染周期延长 3 倍。
2018 年,全球首套万吨级盐湖全膜法提锂项目在青海一里坪投产 —— 中国首次实现从原卤直接提锂,回收率超 80%,碳酸锂纯度达 99.5%。项目现场,蓝色膜组件将浑浊卤水化为清澈锂溶液,“国外专家曾说‘中国盐湖提锂成本不可能低于锂矿’,我们用数据证明了他们错了。” 项目总指挥的话语满是自豪。
真正的突破来自 “吸附 + 膜” 工艺:先用吸附剂 “锁定” 锂离子,再用膜技术提纯,锂利用率再升 15%。而吸附剂是吸附环节核心材料。久吾团队开发出适配不同盐湖的吸附剂:针对察尔汗高镁锂比卤水,铝系吸附剂的 “表面官能团” 像 “分子剪刀”,只抓锂离子,对镁吸附率降 60%;针对大柴旦高硼卤水,钛系吸附剂耐受强酸性,硼去除率达 95%。
2024 年,久吾第四代锂吸附剂震撼行业:条形铝系吸附容量达 4g/L(比第三代升 30%),在 50-500mg/L 卤水中 “一吸即满”;类球形铝系吸附剂更能 “吞” 5g/L 锂,适配高浓度老卤,溶损率降至 0.1% 以下,使用寿命超 3 年,大幅降本。“吸附剂的性能像运动员的耐力,我们要让它跑得快、跑得远、少喘气。” 研发负责人比喻道。
“吸附 + 膜” 的协同更显巧思。五矿盐湖项目中,吸附塔采用 “逆流吸附”:卤水从底部进入,吸附剂从顶部投料,逆向接触让锂吸附率从 85% 提至 92%;智能系统实时调流速、温度,即使卤水锂浓度波动 20%,仍稳定产出合格液。更关键的是,吸附后溶液经预处理,与纳滤膜 “兼容性” 极佳,膜污染率降 70%,寿命延至 2 年,系统成本比全膜法再降 20%。
2025 年 3 月,全球首个盐湖原卤吸附工业化项目在一里坪投产,久吾工艺将锂综合收率提升至近翻倍,年增碳酸锂 1.5 万吨;同年,新疆国投罗钾 5000 吨 / 年老卤提锂项目试车成功,在 40℃至 - 20℃极端环境中稳定运行,产出 99.9% 纯度的电池级氯化锂。
从膜材料自主研发到绿色场景落地,从盐湖提锂突破到全球市场领跑,久吾高科用一张膜的厚度,丈量着中国高科技企业的创新深度。在 “双碳” 与新能源革命浪潮中,这张膜越来越 “薄”—— 薄到能过滤纳米级杂质;也越来越 “重”—— 重到能撑起一个产业的绿色未来。
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