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¿Cómo resolver el problema de la filtración del polvo de óxido cuproso de alta alcalinidad?
Tiempo de liberación:
2026-05-27
Práctica de pilotaje del nuevo filtro de polvo de nanopartículas y micropartículas de Citius en nuevos materiales a base de cobre
En los ámbitos de las pastas electrónicas, los materiales conductores, los catalizadores y la metalurgia en polvo de alta gama, el polvo de óxido de cobre(I) está consolidándose como un material funcional cada vez más esencial. En particular, en los materiales electrónicos para nuevas energías y en los sistemas conductores de base de cobre de alta gama, las empresas exigen requisitos aún más rigurosos en cuanto a la distribución del tamaño de partícula, la pureza, el control de impurezas y la limpieza del tratamiento posterior del polvo de óxido de cobre(I).
Sin embargo, para muchas empresas productoras, lo realmente difícil no es la “molienda de harina”, sino la separación sólido‑líquido y el lavado en la etapa posterior.
Especialmente cuando los materiales ingresan a sistemas de escala micro‑nanométrica, los equipos de filtración tradicionales suelen presentar:
La pérdida de material por partículas finas es grave;
El filtrado está turbio;
El contenido de líquido en la torta filtrante es elevado;
Baja eficiencia de lavado;
El paño filtrante se obstruye con facilidad;
El óxido de cobre(I) se oxida fácilmente y cambia de color;
Los sistemas de alta alcalinidad exigen una elevada estabilidad del equipo;
Los disolventes de alta viscosidad, como el etilenglicol, presentan una velocidad de filtración baja.
Estas cuestiones se están convirtiendo en factores clave que limitan la producción estable de materiales en polvo a base de cobre.
Recientemente, la empresa Xiamen Xiadidas Filtration Materials Technology Co., Ltd. llevó a cabo un ensayo piloto para el proyecto de polvo de óxido de cobre(I) de una empresa dedicada a nuevos materiales, lo que volvió a confirmar la capacidad de aplicación del nuevo filtro de polvo nanométrico‑micrométrico en el ámbito de los materiales en polvo de alta gama.
I. Antecedentes del proyecto: Pilotaje de filtración de polvo de óxido cuproso de alta alcalinidad
En esta ocasión, el material a procesar por el cliente es polvo de óxido cuproso.
A diferencia de los polvos metálicos convencionales, este tipo de materiales presenta varias dificultades técnicas típicas:
1. El material es extremadamente oxidable
El óxido cuproso es intrínsecamente sensible al aire, a la temperatura y a las variaciones del proceso; si el tiempo de filtración resulta excesivo o se produce oxidación localizada, ello afecta directamente al color del polvo, a sus propiedades conductoras y a la estabilidad del producto final.
2. Sistema de disolventes especial
En este sistema se utiliza etilenglicol como disolvente.
A temperatura ambiente, su viscosidad alcanza 14,9 mPa·s, lo que resulta significativamente superior al de los sistemas acuosos convencionales; esto implica:
La resistencia a la filtración es mayor;
La formación de la torta de filtración es más lenta;
El lavado y la sustitución son más difíciles;
Los equipos de filtración tradicionales suelen presentar obstrucciones y una disminución de la eficiencia.
3. Entorno de alta alcalinidad
El valor de pH de la solución concentrada alcanza 12-13.
Las condiciones de operación con alta alcalinidad no solo exigen una mayor estabilidad del material filtrante, sino que también afectan el estado superficial del polvo y la estabilidad de la estructura de filtración.
4. Los requisitos de proceso del cliente son elevados.
El cliente no solo exige la separación sólido‑líquido, sino también un lavado con agua pura y, finalmente, reducir el pH del último lavado a 7.
Esto significa que el equipo no solo debe “filtrar adecuadamente”, sino que también debe contar con:
Capacidad de lavado eficiente;
Buena permeabilidad del pan de filtración;
Eficiencia de intercambio estable;
Tasa de pérdida de partículas extremadamente baja.
II. Parámetros del proceso de pilotaje
Las principales condiciones de operación del presente ensayo piloto son las siguientes:
Material a procesar: polvo de óxido cuproso
Sistema de disolventes: etilenglicol
Viscosidad del disolvente: 14,9 mPa·s (a temperatura ambiente)
Concentración sólido‑líquido: aproximadamente 7%
pH de la solución original: 12-13
Objetivo del proceso: separación sólido‑líquido + lavado con agua pura
Punto final del lavado: el último lavado con pH = 7
Capacidad de tratamiento a escala piloto: 100 L/h
Todo el proceso se llevó a cabo de manera continua en una prueba piloto, utilizando la nueva máquina de filtración de polvos nano‑microscópicos desarrollada de forma independiente por Citius.
III. ¿Por qué los equipos de filtración tradicionales tienen dificultades para tratar el polvo de óxido de cobre(I)?
Muchas empresas, al manejar polvos finos de la serie del cobre, siguen utilizando:
Filtro prensa de placas y marcos;
Centrifugadora;
Filtración por bolsa;
Filtración al vacío común;
Filtración mediante cartuchos filtrantes, entre otros métodos.
Sin embargo, a medida que las partículas avanzan gradualmente hacia el rango micrométrico y submicrométrico, los problemas de los equipos tradicionales se hacen evidentes con rapidez.
En particular, en sistemas de etilenglicol, al aumentar la viscosidad, la resistencia a la filtración se incrementa de manera notable.
Las preguntas más frecuentes incluyen:
El filtrado no está claro
Las partículas finas penetran en la capa filtrante, lo que provoca la turbidez del líquido filtrado.
La torta de filtración está muy compactada.
Los sistemas de alta viscosidad tienden a provocar la compactación del cake filtrante, lo que dificulta su posterior lavado.
Eficiencia de lavado baja
El agua pura no puede sustituir rápidamente el etilenglicol, lo que implica tiempos de lavado prolongados y un alto consumo de agua.
La tela filtrante se obstruye rápidamente.
Las partículas finas tienden a incrustarse en la estructura de los filtros tradicionales, lo que provoca una rápida disminución del caudal de filtración.
Aumento del riesgo de oxidación de los materiales
Un período de filtración demasiado prolongado aumenta el tiempo de exposición al óxido cuproso.
En el caso de los materiales de cobre de alto valor, la aparición de oxidación, aglomeración o residuos de impurezas suele implicar una reducción del valor de todo el lote.
IV. Ventajas técnicas del nuevo filtro de polvo de nanopartículas y micropartículas
Ante sistemas complejos como el polvo de óxido cuproso, la nueva máquina de filtración de polvos nano‑microscópicos de Citius ha demostrado claras ventajas.
1. Retención eficiente de partículas a escala micro y nanométrica
El equipo ha desarrollado una estructura de filtración especializada para partículas de tamaño micro y nanométrico.
Incluso frente a polvos de cobre de tamaño ultrafino, sigue manteniendo una alta tasa de retención y una elevada limpieza del líquido clarificado.
En comparación con los métodos de filtración tradicionales, su núcleo no radica únicamente en “reducir el tamaño de los poros”, sino en:
Estructura de filtración multinivel;
Control estabilizado de la diferencia de presión;
Mecanismo de filtración dinámico;
Formación uniforme de la torta de filtración;
Lograr una filtración estable y continua.
2. Compatible con sistemas de disolventes de alta viscosidad
El mayor desafío del sistema de etilenglicol radica en la escasa fluidez del líquido.
Los equipos de Citius, al tratar sistemas de viscosidad media y alta, pueden mantener un caudal de filtración estable mediante la regulación de los parámetros del proceso y la optimización de la estructura de filtración.
Para:
Etilenglicol;
NMP;
PEG;
Sistema orgánico de alta concentración;
Todos poseen una buena capacidad de adaptación.
3. Integración de filtración y lavado
En este proyecto, el cliente solicitó principalmente:
“El pH del lavado final alcanza 7”.
Esto implica, en la práctica, que el equipo debe contar con una capacidad de sustitución eficiente.
Los equipos tradicionales suelen presentar:
No se lava bien;
El tiempo de lavado es largo;
Tasa de residuo elevada;
Y otros problemas.
Y la nueva máquina de filtración de polvo nano‑microporoso de Citius puede lograr:
La torta de filtración se forma de manera uniforme;
El líquido de lavado penetra completamente;
Lavado multietapa en línea;
Mejora eficazmente la eficiencia del lavado.
Finalmente, en esta prueba piloto se logró:
Lavado con agua pura;
El pH del lavado final se estabiliza en 7;
Satisfacer los requisitos de proceso del cliente.
4. Reducir el riesgo de oxidación
Lo que más teme el óxido de cobre(I), es un tiempo de filtración demasiado prolongado.
Los equipos de Citius adoptan un concepto de filtración hermética, lo que permite reducir eficazmente:
Contacto con el aire;
Riesgo de oxidación;
Probabilidad de contaminación secundaria.
Es especialmente importante para los polvos metálicos de alta actividad.
5. Resultados de la prueba piloto: se alcanzaron los objetivos del cliente, quien manifestó un alto grado de satisfacción.
Tras una serie de pruebas piloto consecutivas:
Separación sólido‑líquido estable;
El filtrado está claro;
El rendimiento del lavado cumple con los requisitos;
El pH de la lavada final se redujo a 7;
El equipo funciona de manera estable;
La eficiencia de filtración cumple con los requisitos del proceso.
El cliente se mostró satisfecho con el rendimiento global de filtración y la capacidad de lavado.
En particular, en sistemas de alta alcalinidad, alta viscosidad y propensos a la oxidación, el equipo sigue manteniendo un funcionamiento estable, lo que resulta de gran valor como referencia para la industria de los materiales a base de cobre.
VI. Del polvo de cobre a los nuevos materiales: la filtración nanométrica y micrométrica se está convirtiendo en un proceso clave
En la actualidad, el sector de los materiales en polvo de alta gama está experimentando una rápida modernización.
Especialmente en:
Materiales de nueva energía;
Pasta electrónica;
Materiales semiconductores;
Polvo de cobre, polvo de plata;
Óxido de nanopartículas;
Material de carbono;
Polvo metálico de alta pureza;
En diversos campos, la filtración ya ha dejado de ser una mera “separación sólido‑líquido”.
Comienza a afectar directamente:
Pureza del producto;
Estabilidad del tamaño de partícula;
Control de impurezas;
Rendimiento del backend;
Rendimiento y costos.
Los equipos de filtración tradicionales se centran principalmente en resolver el problema de la “capacidad de filtración”.
Por su parte, la nueva generación de tecnologías de filtración nanométrica y micrométrica comienza a abordar:
“Cómo filtrar con precisión, filtrar de manera limpia y garantizar una filtración estable”.
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VII. Citius: Impulsa la filtración de polvos de nanopartículas y micropartículas hacia una nueva etapa
Como marca líder en China en el ámbito de la investigación y la fabricación de tejidos para materiales de filtración (cintas de malla), Compañía de Tecnología de Materiales de Filtro Xiamen Citius, S.A. Lleva más de 30 años dedicándose de manera sostenida al sector de la filtración industrial.
La empresa no solo es un importante impulsor tecnológico en el sector de los materiales filtrantes, sino que también sigue avanzando de manera sostenida en la investigación y el desarrollo de equipos de separación sólido‑líquido de alta gama.
En la actualidad, la nueva máquina de filtración de polvos nano‑micro de Citius se ha ido aplicando gradualmente en:
Polvo de plata;
Polvo de cobre;
Silicio nanométrico;
Material de carbono;
Polvo de óxido;
Pasta electrónica;
Materiales semiconductores;
Química fina;
Y en múltiples sectores de alto nivel.
En el futuro, a medida que las exigencias de la fabricación de alta gama en cuanto a la pureza y la limpieza de los polvos sigan aumentando, la tecnología de filtración a escala nanométrica y micrométrica se está convirtiendo en un eslabón clave e ineludible dentro de la cadena de valor de los nuevos materiales.
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