從核工業的機密材料到千家萬戶的飲用水凈化,從工業廢水的 “毒瘤” 到可再生資源的 “寶藏”,從鹽湖深處的沉睡鋰礦到新能源產業的核心動力 —— 膜分離技術的每一次突破,都在重塑人類與資源、環境的關系。
久吾高科,這家誕生于 “九五” 科技攻關的企業,用二十余年深耕,將一張薄薄的膜鍛造成打破壟斷的利刃、綠色轉型的鑰匙、產業升級的引擎,在微觀世界里書寫著中國高科技企業的突圍與領跑之路。
鑄膜為刃:從 “卡脖子” 到 “全球領跑” 的逆襲
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1999 年,一根1.2 米、直徑 30 厘米的陶瓷膜管,在中國市場能賣出 2 萬元 “天價”。彼時,這種可過濾細菌、病毒甚至用于核武器鈾提取的關鍵材料,是美、德等國的 “獨門秘籍”,中國企業只能高價進口,還常面臨 “斷供” 威脅。誰能想到,二十多年后,中國企業不僅將其價格降至千元以內,更造出了性能碾壓國際同行的 “升級版”!這背后,是久吾高科一場跨越二十余年的 “鑄膜之戰”。
膜技術以膜材料為核心,在膜兩側推動力下實現混合物分離、提純與濃縮。與精餾、萃取等傳統技術相比,它能耗低、效率高、無污染,是實現 “雙碳” 目標的關鍵高新技術。其中,陶瓷膜因耐高溫、耐腐蝕、機械強度高等特性,在苛刻環境中具有不可替代的優勢,也因此成為 “九五” 國家科技攻關的重點。
久吾高科的誕生,便源于這場攻關:創始人時均(中國科學院院士)、徐南平(中國工程院院士)憑借數十年積累,依托國家“九五”攻關項目,成功研發出陶瓷膜,企業名稱 “久吾” 也由此而來。久吾成立之初就定下目標 —— 成為全球膜分離行業的領軍者。
如今,久吾已實現陶瓷膜全系列覆蓋,是世界上少數能生產 2 納米精度陶瓷膜的企業。判斷陶瓷膜優劣的核心指標 —— 壽命、運行成本、精度、過濾效能、抗污染能力,久吾均表現搶眼。其秘訣在于三大技術突破:
高孔隙率革命:傳統陶瓷膜管孔隙率低、阻力大;陶瓷纖維膜管雖孔隙率高,卻強度不足。久吾研發的 “纏繞制備法”,讓膜管在保持高機械性能的同時,兼具高孔隙率與低壓力高通量,過濾效率大幅提升。
薄壁化突破:陶瓷膜越薄,過濾效能越高、成本越低。久吾通過優化結構,將外壁截面當量直徑與管壁厚度調至最佳比例,造出機械強度高,又很薄的薄壁陶瓷膜。
陶瓷膜的多通道設計是一項關鍵的結構創新,它直接解決了傳統管式單通道膜裝填密度低、設備龐大、成本高的核心痛點。與美國陶瓷膜多通道產品的蜂窩狀結構需開槽導流,工藝復雜、能耗高相比,久吾高科陶瓷膜多通道產品的發明專利則在成型時預留中心孔,無需額外加工,能耗顯著降低。
被稱為 “行業皇冠” 的高裝填陶瓷膜,更是久吾的 “王牌”:其最大過濾面積相當于 115 根標準管式膜,遠超國外產品;通道直徑可在 2-4 毫米調節,能應對國內復雜水環境;三氧化二鋁含量達 99%(國外普遍為 90%),耐腐蝕性與壽命更優。
在有機膜領域,久吾技術也不遑多讓。針對高濃度含油廢水,傳統有機膜在 80℃以上會軟化,過濾精度不足 80%;而久吾的 “溫敏復合膜” 通過氫化硅烷化反應修飾表面,70℃時溫敏層收縮減少堵塞,常溫時膜孔縮至 17 納米,油滴截留率達 98.3%,COD 去除率超 95%,且能耐受 150℃高溫。某石化企業使用后,膜污染周期延長 4 倍,年運營成本直降 35%。
久吾高科通過對中空纖維膜改性研發出的混合膜,親水性好、抗污染能力強、通量高,在生物、醫藥、食品、血液、純水等領域得到廣泛應用,備受企業青睞。
從 229 項國家授權專利(含 106 項發明專利)到主持制定行業所有 5 項標準、1 項國家標準,從四次國家科技進步獎到 “制造業單項冠軍” 認證,久吾用一張膜的厚度,撐起了中國膜技術的高度。如今,其產品遠銷 40 多個國家,在德國化工廠、巴西食品廠、東南亞水廠,“中國膜” 已成為閃亮的名片 —— 曾經的 “卡脖子” 領域,早已變成中國高科技的驕傲。
以膜為鑰:解鎖工業廢料里的 “綠色財富”
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圖片為工業廢水處理
“寧堆一座山,不排一勺水”—— 這曾是許多高污染企業的無奈。鈦白粉生產中堆成 “小山” 的鈦石膏、電極箔制造中難處理的廢酸、半導體加工中高濃度的含硅廢水…… 這些 “工業毒瘤”,在久吾的膜技術面前,都變成了可回收的 “綠色財富”。用膜為匙,打開資源循環之門,正是久吾 “用好膜” 的核心密碼。
鈦石膏的資源化,是久吾破解行業痛點的經典案例。作為鈦白粉副產品,鈦石膏每噸含水量 60%,且含硫酸、重金屬,長期堆放會污染土壤與地下水。國內堆積的廢石膏已達 21 億噸,體積相當于 48000 座世界第一高樓上海中心大廈。2019 年,久吾團隊研發出 “結晶劑 + 膜集成” 的 MCM 技術:先用陶瓷膜過濾雜質,再用納濾膜分離硫酸根離子,最后通過結晶工藝讓廢石膏 “長晶”,變成強度達 3.5MPa 的建筑石膏,可直接用于建材。
2021 年 3 月,國內首個鈦石膏制建筑石膏工業化項目投產:每噸鈦石膏轉化為 0.8 噸合格產品,綜合成本比填埋降低 40%,年減固廢 12 萬噸。這項技術比 2024 年國務院《節能降碳行動方案》中 “鼓勵工業副產石膏利用” 的要求,提前了整整 3 年。
在電極箔行業,久吾的膜技術讓企業走出 “技改找死,不技改等死” 的困局。某企業曾用堿中和處理廢酸,年運營費 8300 萬元仍不達標。久吾的 “膜法回收工藝” 通過陶瓷膜過濾、反滲透膜濃縮、雙極膜轉化,將年運營費降至 4750 萬元,回收的酸和液堿年價值達 2610 萬元,14 個月即收回投資,7 個月后該企業被當地政府評為 “節能減排示范項目”。
半導體產業的 “用水革命” 更顯膜技術的精妙。單條 12 英寸晶圓產線日均耗水 5000 噸,硅材料加工每噸產 3-5 噸含硅廢水,傳統工藝回用率不足 30%,污泥成本占比超 40%。久吾的 “陶瓷膜 + 智能板框壓濾” 技術,用 20 納米陶瓷超濾膜截留 99.8% 的硅粉,再用反滲透膜將 80% 廢水凈化回用,高純硅泥還可外銷光伏企業。江蘇某項目數據顯示:純水消耗降 72%,污泥排放歸零,綜合成本降 58%,一年賺回全部環保投資。
從造紙廢水回收纖維素,到印染廢水提取染料,從膠清廢水提純蛋白質,到油田污水分離原油…… 久吾的膜技術像 “萬能鑰匙”,總能找到廢料的 “資源化密碼”。這背后是久吾高科對細節的 “錙銖必較”:地下鹵水資源利用中,反復實驗鎖定 20 納米陶瓷膜,讓鈣鎂離子去除率升 10%;幾十組對比實驗確定納濾最優參數,讓鹵水中碘含量從 150mg/L 提至 220mg/L;將能量回收裝置葉輪角度從 15° 調至 8°,能耗降 60%…… 正是這種 “發現 0.1% 的優化空間,就投入 100% 研發資源” 的執著,讓久吾膜技術在綠色轉型中釋放最大能量。
創膜為魂:鹽湖提鋰賽道上的 “中國領跑者”
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圖片為五礦鹽湖提鋰技改項目
當全球新能源汽車銷量年增 50%,鋰資源已成為堪比石油的 “戰略物資”。中國國內的鋰資源中,約82%儲存于鹽湖鹵水中,中國是全球第三大鹽湖型鋰資源基地。但因鹽湖鹵水成分復雜(高鎂鋰比、高雜質),長期 “守著大鹽湖卻缺鋰”。久吾用從 “全膜法” 到 “吸附 + 膜” 的技術革新,讓鹽湖鋰從 “沉睡” 到 “沸騰”,成為全球少數掌握“吸附 + 膜”核心工藝的企業,在新能源賽道豎起 “中國標桿”。
這場革命始于 2013 年的青海察爾汗鹽湖。彼時全球鋰需求初顯,久吾團隊扎進海拔 3000 米的鹽湖腹地。“鹵水里有鋰、鎂、鈉、鉀等十幾種離子,像在沙子里挑鹽。” 研發人員回憶,最初傳統膜法提鋰回收率僅 60%,膜污染頻繁停機。團隊在帳篷搭臨時實驗室,烈日下采樣本,零下 20℃記錄數據,最終通過優化膜材料孔徑與表面電荷,讓鋰鎂分離系數從 10 提至 50,膜污染周期延長 3 倍。
2018 年,全球首套萬噸級鹽湖全膜法提鋰項目在青海一里坪投產 —— 中國首次實現從原鹵直接提鋰,回收率超 80%,碳酸鋰純度達 99.5%。項目現場,藍色膜組件將渾濁鹵水化為清澈鋰溶液,“國外專家曾說‘中國鹽湖提鋰成本不可能低于鋰礦’,我們用數據證明了他們錯了。” 項目總指揮的話語滿是自豪。
真正的突破來自 “吸附 + 膜” 工藝:先用吸附劑 “鎖定” 鋰離子,再用膜技術提純,鋰利用率再升 15%。而吸附劑是吸附環節核心材料。久吾團隊開發出適配不同鹽湖的吸附劑:針對察爾汗高鎂鋰比鹵水,鋁系吸附劑的 “表面官能團” 像 “分子剪刀”,只抓鋰離子,對鎂吸附率降 60%;針對大柴旦高硼鹵水,鈦系吸附劑耐受強酸性,硼去除率達 95%。
2024 年,久吾第四代鋰吸附劑震撼行業:條形鋁系吸附容量達 4g/L(比第三代升 30%),在 50-500mg/L 鹵水中 “一吸即滿”;類球形鋁系吸附劑更能 “吞” 5g/L 鋰,適配高濃度老鹵,溶損率降至 0.1% 以下,使用壽命超 3 年,大幅降本。“吸附劑的性能像運動員的耐力,我們要讓它跑得快、跑得遠、少喘氣。” 研發負責人比喻道。
“吸附 + 膜” 的協同更顯巧思。五礦鹽湖項目中,吸附塔采用 “逆流吸附”:鹵水從底部進入,吸附劑從頂部投料,逆向接觸讓鋰吸附率從 85% 提至 92%;智能系統實時調流速、溫度,即使鹵水鋰濃度波動 20%,仍穩定產出合格液。更關鍵的是,吸附后溶液經預處理,與納濾膜 “兼容性” 極佳,膜污染率降 70%,壽命延至 2 年,系統成本比全膜法再降 20%。
2025 年 3 月,全球首個鹽湖原鹵吸附工業化項目在一里坪投產,久吾工藝將鋰綜合收率提升至近翻倍,年增碳酸鋰 1.5 萬噸;同年,新疆國投羅鉀 5000 噸 / 年老鹵提鋰項目試車成功,在 40℃至 - 20℃極端環境中穩定運行,產出 99.9% 純度的電池級氯化鋰。
從膜材料自主研發到綠色場景落地,從鹽湖提鋰突破到全球市場領跑,久吾高科用一張膜的厚度,丈量著中國高科技企業的創新深度。在 “雙碳” 與新能源革命浪潮中,這張膜越來越 “薄”—— 薄到能過濾納米級雜質;也越來越 “重”—— 重到能撐起一個產業的綠色未來。
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