導(dǎo)讀：合成的三元材料前驅(qū)體漿料的pH值在11左右，屬于堿性漿料。主要的堿性物質(zhì)為NaOH和氨水，所以濾布需要不被NaOH和氨水腐蝕。三元材料前驅(qū)體濾餅的洗滌也在過(guò)濾設(shè)備上完成，濾餅洗滌過(guò)程中，為了提高洗滌效率，有的廠家會(huì)用熱水代替常溫純水，水溫在50～60℃左右，所以濾布的最高使用溫度應(yīng)高于100℃。

過(guò)濾洗滌設(shè)備主要有壓濾機(jī)、離心機(jī)、微孔過(guò)濾機(jī)、過(guò)濾濾洗滌“二合一”設(shè)備等。

壓濾機(jī)是一種常用的過(guò)濾、洗滌設(shè)備。傳統(tǒng)壓濾機(jī)一般需要人工操作整個(gè)壓濾過(guò)程，包括進(jìn)料、壓榨、氣吹、卸料，尤其卸料勞動(dòng)強(qiáng)度較大，濾餅難脫，整個(gè)壓濾周期長(zhǎng)，處理量小，脫水和洗滌效果差，并且材質(zhì)通常為鑄鐵，質(zhì)量重，易磨損。

近幾年，壓濾機(jī)技術(shù)水平有了較大的提高，全自動(dòng)壓濾機(jī)得到良好的應(yīng)用，整個(gè)壓濾過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，材質(zhì)上選擇不銹鋼或合成材料，結(jié)構(gòu)上擴(kuò)大濾室和增大隔膜設(shè)計(jì)，并且提高了過(guò)濾壓力，處理量大，壓濾周期短，脫水效率高，洗滌效果好，能夠滿足三元前驅(qū)體的生產(chǎn)要求。

離心機(jī)是利用離心力，分離液體與固體顆粒或液體混合物中不同組分的機(jī)械。離心機(jī)的核心部件是轉(zhuǎn)鼓，其圍繞本身軸線高速旋轉(zhuǎn)的圓筒，通常由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。固液混合物進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓后，被迅速帶動(dòng)與轉(zhuǎn)鼓同速旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下固液分離，固體顆粒被攔截在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁，液體從離心機(jī)排出。

常用的離心機(jī)類(lèi)型有三足式離心機(jī)、平板式離心機(jī)、臥式螺旋離心機(jī)、碟片式分離機(jī)、管式分離機(jī)等，其中三足式離心機(jī)和平板式離心機(jī)適用于三元前驅(qū)體生產(chǎn)。

微孔過(guò)濾機(jī)為新型固液分離設(shè)備，具有運(yùn)行效率高，過(guò)濾精度高的特點(diǎn)。微孔過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)是在立式密閉機(jī)體內(nèi)懸掛特種高分子的PE和PA微孔管，濾液通過(guò)微孔管排除。

近年來(lái)，在超細(xì)粉體生產(chǎn)中的過(guò)濾和洗滌工序得到了較好的應(yīng)用。張有新等在生產(chǎn)中采用微孔過(guò)濾機(jī)對(duì)粒度小、黏性大的超細(xì)碳酸鈷粉體進(jìn)行過(guò)濾和洗滌，最終洗滌用水單耗在4.0t/h，可以使Na含量小于0.005%，并且金屬回收率在99.7%以上，母液中金屬鈷的含量為20mg/L，濾餅含水量約20%。

過(guò)濾、洗滌“二合一”設(shè)備是在過(guò)濾、洗滌、干燥“三合一”設(shè)備的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化后的產(chǎn)品。在一個(gè)密閉容器內(nèi)完成過(guò)濾、洗滌二道工序，主要用于醫(yī)藥行業(yè)，解決了易燃、易爆、有毒產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)，特別適應(yīng)洗滌效果要求較高的物料，并且能夠減輕操作過(guò)程的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了成品的損耗。

該設(shè)備近年來(lái)開(kāi)始在三元前驅(qū)體生產(chǎn)上應(yīng)用。

四種前驅(qū)體過(guò)濾設(shè)備的主要優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)對(duì)比表

洗滌干凈的前驅(qū)體濾餅含有10%~50%的水分，需要將其除去以便后續(xù)工段使用。干燥是用加熱的方法使固體物料中的水分或其他溶劑汽化，從而除去固體物料中濕分的過(guò)程。干燥過(guò)程十分復(fù)雜，它涉及流體力學(xué)、傳熱、傳質(zhì)三方面基礎(chǔ)理論。

干燥工藝包括干燥時(shí)間、干燥溫度和干燥氣氛等的確定。三元材料前驅(qū)體為變價(jià)金屬的低價(jià)化合物，在空氣中會(huì)被氧化，且干燥溫度越高氧化程度越嚴(yán)重。但由于真空干燥和惰性氣氛保護(hù)干燥成本高且干燥效率低，而在空氣氣氛下適當(dāng)溫度干燥出來(lái)的前驅(qū)體品質(zhì)基本能滿足要求，所以一般選擇空氣氣氛干燥。

不同干燥溫度處理后的三元前驅(qū)體XRD圖

從圖中可以看出150℃處理后的前驅(qū)體XRD譜圖和真空100℃處理的XRD譜圖已有明顯差異，因此前驅(qū)體濾餅在空氣中的干燥溫度應(yīng)小于150℃。當(dāng)溫度達(dá)到400℃時(shí)，前驅(qū)體會(huì)被氧化變成三價(jià)氧化物。不同干燥溫度下前驅(qū)體的總金屬含量隨著干燥溫度的升高而升高，比表面積在高200℃后突然增大。

不同干燥溫度下前驅(qū)體的總金屬含量和比表面積

當(dāng)確定前驅(qū)體的干燥溫度不能高于150℃后，可以根據(jù)干燥設(shè)備的干燥效率和前驅(qū)體水分控制標(biāo)準(zhǔn)為水分含量小于1%，不同干燥設(shè)備所需的干燥時(shí)間不同。

根據(jù)傳導(dǎo)方式的不同，干燥可分為傳導(dǎo)干燥、對(duì)流干燥、輻射干燥、介電干燥和聯(lián)合干燥。

選擇三元材料前驅(qū)體的干燥機(jī)至少需要考慮以下幾點(diǎn)：

• 產(chǎn)品的水分含量要求；

• 濾餅的水分含量以及濾餅含水量是否均勻；

• 干燥機(jī)生產(chǎn)能力，物料的進(jìn)給方式；

• 干燥機(jī)與三元材料前驅(qū)體接觸部分材質(zhì)需要耐堿性，并且不能帶入金屬雜質(zhì)或其他雜質(zhì)；

• 需要達(dá)到的干燥溫度等。

三元材料前驅(qū)體的干燥可采用熱風(fēng)循環(huán)烘箱、回轉(zhuǎn)干燥機(jī)、盤(pán)式干燥機(jī)、耙式干燥機(jī)、微波干燥機(jī)等。

熱風(fēng)循環(huán)烘箱外形像箱子，外壁是絕熱保溫層。

熱風(fēng)循環(huán)烘箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

1腳輪 2熱電偶 3控制面板 4保溫外殼 5風(fēng)機(jī)

 6排氣口 7加熱絲 8料盤(pán) 9料盤(pán)支架

由風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的循環(huán)流動(dòng)的熱風(fēng)，吹到潮濕物料的表面達(dá)到干燥目的，熱空氣反復(fù)循環(huán)通過(guò)物料。

優(yōu)點(diǎn)：容易裝卸，物料損失小，料盤(pán)易清洗。因此，對(duì)于需要經(jīng)常更換產(chǎn)品、價(jià)高的成品或小批量物料，廂式干燥器的優(yōu)點(diǎn)十分顯著。

缺點(diǎn)是：物料得不到分散，干燥不均勻，干燥時(shí)間長(zhǎng)；裝卸物料耗時(shí)、耗人工，勞動(dòng)強(qiáng)度大，設(shè)備利用率低；卸物料時(shí)粉塵飛揚(yáng)，環(huán)境污染嚴(yán)重；熱效率低，一般在40%左右，每干燥1kg水分約需消耗加熱蒸汽2.5kg。

轉(zhuǎn)筒干燥器的主體是略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體。

優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力大，可連續(xù)操作；適用范圍廣，可用于干燥顆粒狀物料，對(duì)于那些附著性大的物料也很有利；易清掃。

缺點(diǎn)：價(jià)格較高；安裝、拆卸困難；熱效率低；物料顆粒之間的停留時(shí)間差異較大，因此不適合于對(duì)溫度有嚴(yán)格要求的物料。 

盤(pán)式干燥器結(jié)構(gòu)圖

1導(dǎo)熱油箱 2熱油泵 3截止閥 4溫度計(jì) 5連續(xù)干燥器 6進(jìn)料口 7排氣口 8刮掃器 9加熱盤(pán) 10減速機(jī) 11下料口 12支腿

空心加熱盤(pán)是該干燥器的主要部件，在其內(nèi)部以一定排列方式焊有折流隔板或短管，一方面增加了加熱介質(zhì)在空心盤(pán)內(nèi)的擾動(dòng)，提高了傳熱效果；另一方面增加了空心盤(pán)的剛度并提高了其承載能力。每個(gè)加熱盤(pán)上均有熱載體的進(jìn)出口接管。各層加熱盤(pán)間保持一定間距，水平固定在框架上。

特點(diǎn)：熱效率高、能耗低、干燥時(shí)間短；可調(diào)控性好；被干燥物料不易破損；環(huán)境整潔等。

注意事項(xiàng)，采用板框壓濾機(jī)壓濾的三元材料前驅(qū)體濾餅含水率較高，屬于膏狀物料，不能采用盤(pán)式干燥器。所以，若干燥器選擇盤(pán)式干燥，則前段的過(guò)濾洗滌設(shè)備需要選擇離心機(jī)。

帶式干燥器是一種連續(xù)帶真空的高傳導(dǎo)干燥器，根據(jù)物料干燥工藝可設(shè)置多層干燥帶，溫度在40~180℃，運(yùn)行速率可調(diào)節(jié)。

帶式干燥器結(jié)構(gòu)圖

1熱媒進(jìn)口 2殼體 3擋料板 4傳動(dòng)軸 5加熱板 

6導(dǎo)帶 7進(jìn)料口8進(jìn)料閥 9真空管 10排污口 

11放料閥 12熱煤出口

特點(diǎn):真空干燥下完成連續(xù)進(jìn)料與出料；產(chǎn)品收率高；產(chǎn)品干燥室不與金屬物接觸，干燥后不損形貌；產(chǎn)品干燥工藝容易優(yōu)化，可調(diào)整性強(qiáng)；能耗低；適合大批量連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)。

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