2025第七届中国有色金属资源循环与清洁冶金技术创新大会：离子膜的工程应用及行业综述

浙江赛特膜技术有限公司离子膜的工程应用及行业综述北方有色网

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北方有色网正德厚生臻于至善有色网

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北方有色网离子膜介绍北方有色网

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北方有

01膜产品分类介绍既有有机成分

、又有无

分，特别是si-O-si网络表面荷正

电，

允许阴离子通过由

阴

、

阳

离子膜复合而成，在电场作用下使水解离分子结构中带有异随

环

境变化显示不膜中机成阳

离

子膜杂化膜双极膜表面荷负

电

，允许阳

离

子通过阴

离

子膜两性离子膜种电荷，同性质北方有色网

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北方有色网均相膜半均相膜您相膜固定基团以化学键与膜

状高分子母体相结合固定基团一部分以物理

方式与膜状高分子母体

相结合，

另一部分以化

学键结合固定基团以物理方式与

膜状高分子母体相结合北方有色网

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北方有色网fixed

ion

counterion

coionpolymermatrix有色网

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北方有色1关于离子膜北方有色网

北方有

02离子膜分类+

+

++

++

+

+———

—

————+

+

++

+

+

—

————CH3CH2N

CH

3+CH3SO3—催化水层Catalytic

layer+++

++

+++

++

++

实物图

膜横截面示意图阴

离子交

换

膜

阳

离子交

换

膜双

极

膜03离子膜电渗析原理+++北方有色网

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北方有+++++N++阳膜-----A.阴膜+++++阳膜-----阴膜含盐物料

水

含盐物料N+A.

04

电渗析原理纯物料

浓缩盐水

纯物料北方有色网

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北方有色网电渗析(ED)盐浓缩/分离电渗析(ED)原理：将阴阳离子膜在直流电场中交替排列，通过不同荷电离子在电场中的定向迁移，实现盐分的浓缩与分离.北方有色网

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北方有色1关于离子膜北方有色网

北方有电渗析淡化/浓缩/分离优势：电渗析淡化，优势：膜抗污染，预处理简单，水收率高，较低运行费用电渗析浓缩，优势：膜耐污染。预处理简单，浓水浓度高（体积小）电渗析分离，优势：膜耐污染，预处理简单，物料损失率低，少产生含盐废水北方有色网

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北方有

05

电渗析组器双极膜工作原理A

CH2O

H+

+

OH—H2OH2O+H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH+H2O

OH-OH-H2OH2O06双极膜H2O

H2OH+H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH+H2OOH-H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O

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北方有色网H2O有色网

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北方有

06双极膜双极膜电渗析（BMED）应用：北方有色网

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北方有色网BP-C-BP:有机酸制备BP-A-BP

:有机碱制备BP-A-C-BP

:脱盐、资源化回收北方有色网

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北方有色网葡糖糖酸、蛋氨酸、乳酸、苹果酸等有机酸制备；四丙基氢氧化铵等有机碱

的制备。目前已经成功应用于氯化钠、硫酸钠、硫酸锂等无机盐制备酸碱；北方有色网

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北方有双极膜应用案例北方有色网

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北方有

01双极膜电渗析（BMED）

在石棉尾矿提镁盐资源化利用中的应用一、核心原理：双极膜电渗析的

“分离

+转化”双重优势要理解其应用，先通俗拆解关键技术：1.双极膜（BPM）的特殊作用双极膜是

“

阳离子交换层（CMEL）+

阴离子交换层（AMEL）”的复合膜，在电场作用下，膜内水分子会被催化水解为

H+和

OH_（相当于“原位产酸产碱”），且

H+

只能向阴极移动，OH_

只能向阳极移动，无需额外添加酸碱试剂。2.

电渗析（ED）的分离功能传统电渗析利用离子交换膜（阳离子膜只允许阳离子通过，阴离子膜只允许阴离子通过），在电场驱动

下使溶液中离子定向迁移实现分离；而双极膜电渗析（BMED）将

“双极膜

+

离子交换膜

”

组合，既

能分离离子，又能通过原位产酸产碱调节体系

pH，同步完成

“分离-提纯-转化

”。3.针对石棉尾矿提镁的核心逻辑石棉尾矿中的镁主要以

硅酸镁（如蛇纹石

Mg6

Si4

O1

0

8

）、碳酸镁

等形式存在，需先通过预处理

将镁转化为可溶离子（如

Mg²+

），再利用

BMED将

Mg²+

与其他杂质离子（如

Ca²+

、Fe³+

、Si⁴_

）分离，并与原位产生的阴离子（如

SO4²_、Cl_

）结合，制备高纯度镁盐（如硫酸镁、氯化镁）。北方有色网

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北方有色3双极膜的应用北方有色网

北方有对比维度传统工艺（如化学沉淀

+

蒸发）双极膜电渗析工艺酸碱消耗需大量外购酸

/

碱，成本高且污染原位产酸产碱，可循环利用，降低

90%

以上酸碱消耗能耗水平蒸发结晶能耗高（约

800~1000

kWh

/

吨镁盐）能耗低（约

300~500

kWh

/

吨镁盐），

仅为蒸发法的

1/2~2/3产品纯度杂质含量高（通常

95%

以下），需额外

提纯产品纯度可达

99.5%

以上，满足工业级

/

食品级标准环保性产生大量酸碱废水，处理压力大无废水排放，副产物可回收，实现清洁生产操作难度工艺步骤多，控制复杂模块化设计，

自动化程度高，易规模化

运行

01双极膜电渗析（BMED）

在石棉尾矿提镁盐资源化利用中的应用石棉尾矿提镁的传统方法（如化学沉淀法、蒸发结晶法）存在酸碱消耗大、能耗高、产品纯度低、污染严重等问题，而

BMED技术的优势显著：北方有色网

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北方有色3双极膜的应用北方有色网

北方有离子膜行业综述北方有色网

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北方有n

根据中国膜工业协会的《2017-2018中国膜产业发展报告》，

电渗析浓缩

、在有机酸、

烟气脱硫

、

无机酸碱制备的双极膜

、均相阴阳离子膜的年需求量分别为3600万m2

、8000万m2，

总市场规模超千亿元

。

未来预计仍将保持稳健增长

。

此外，均相阴阳离子膜在商用和家用净水器滤芯方面的应用市场规模达200-300亿元。

n中国均相膜市场仍以进口品牌主导

，代表企业包括FUMATECH（德国）

、ASTOM日

本）

和

AGC（

日

本）

。

外资品牌在国内主要通过经销商销售，

其销售价格较国内本土企业平均高50%

。

国内厂商近年刚刚起步，

总体规模不大•国

内异相膜主要企业包括：

上海上化，

江苏恒瑞年、

浙江金秋、杭州埃尔•国产均相膜企业主要有北京廷润

，杭州蓝然、

山东天维、

浙江赛特膜北方有色网

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北方有色4前景展望北方有色网

北方有《国家创新《国规划国家战略与规划划》料领域《十三五国家战略性

新兴产业发展规划》《

“

十三五”

国家科技创新规《中国制造2025》

-新材离子交换膜材料列入国家多项战略规划北方有色网

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北方有色网驱动发展战略纲要》家中长期科学和技术发展纲要（2006-2020年）

》《十三五”新材料产业发展规划》北方有色网

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北方有色4行业综述北方有色网

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行业综述十四五国家战略支持项

目指南0北方有色网

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北方有

04赛特介绍北方有色网

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北方有色网国内第一台1200宽幅制膜设备2023年底离子膜总生产能力将达到30万平有色网

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北方有色4行业综述北方有色网

北方有

04赛特介绍

04赛特离子膜产品北方有色网

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北方有阴离子膜

阳离子膜双极膜

04赛特介绍n公司的技术创新：•公司通过技术创新突破了诸多难题，

并且在国内率先实现了量产

。

通过以基材为支撑将带电聚合物涂抹或填充的“

一步法”

制备离子交换膜

，代替国际上常用的“

两步法”，

大大简化了制备工艺•公司制备的均相离子交换膜具有膜片较薄、厚度均

一，

膜面电阻低、

选择性高的优势，

克服了异相膜及其它国内外同类产品膜片厚、电阻高以及选择性低的缺点•此外，

通过使用成本较低的无纺布作为基材，

克服了均相离子交换膜成本高的缺点

。

公司产品价格仅为进

口产品价格的50-60%，

具有显著的性价比优势北方有色网

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北方有色4行业综述北方有色网

北方有类别阳离子交换膜阴离子交换膜类型特种离子膜特种离子膜种类强酸性(Na型）强碱性（Cl型）电阻2.6Ω·㎡2.4Ω·㎡膜厚110-

120μm110-

120μm反离子Na+Cl-离子交换当量1.2-

1.3meq/g1.0-

1.1meq/g离子选择性98-99%96-97%pH稳定0-

140-

14爆破强度≥0.4MPa≥0.4MPa阳离子交换膜阴离子交换膜名称CMXAMX特点种类强酸型（Na）强碱型（Cl）特色高强度高强度电阻

(Ω·cm2）爆破强度MPa≥0.40≥0.25厚度（mm）0.170.14温度

(℃)≤40℃≤40℃pH0-

100-

10浙江赛特膜技术有限公司的离子交换膜性能参数：北方有色网

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北方有色网日本ASTOM公司离子交换膜性能：北方有色网

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北方有色4行业综述北方有色网

北方有厚度研发产品（BPM-I）0.16~0.23mmFuma-tech产品（FBM）*0.20~0.25mm跨膜电压1.6V（1000A/m2

，0.5M

Na2SO4）1.08V（1000A/m2

，1N

NaOH和HCl）1.65V（1000A/m2

，5%

NaCl）1.2V（1000A/m2

，1N

NaOH和HCl）水解离效率>98%>98%爆破强度>0.25Mpa（无增强材料）无数据（聚醚醚酮纤维丝增强）耐酸碱强度不小于3当量浓度不小于2当量浓度最高耐温60℃60℃稳定性长时间使用阴阳层不分离长时间使用阴阳层分离北方有色网

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04双极膜性能01序号用户名称项

目工艺项

目内容1宝钢工程技术集团有限公司电渗析+双极膜脱硫废水零排放2宝武马钢焦化公司电渗析焦化废水零排放3中国北方稀土股份有限公司电渗析稀土废水零排放4东方电气集团东方锅炉股份有限公司电渗析+双极膜电渗析脱硫废水资源化利用5安徽兴宙医药食品有限公司超滤+双极膜电渗析有机酸转化6承德盈科精细化工股份有限公司预处理+电渗析+反渗透，一期废水零排放7承德盈科精细化工股份有限公司预处理+电渗析+反渗透，二期废水零排放8南通百川化工有限公司电渗析、双极膜电渗析有机酸转化9绍兴莱洁新材料有限公司纳滤+反渗透+电渗析+双极膜生产废水零排10佛山市德方纳米科技有限公司电渗析浓缩硝酸铵废水零排11云南曲靖德方纳米科技有限公司电渗析浓缩硝酸铵废水12广安科创环能科技有限公司均相离子膜，双极膜盐制酸碱13中触媒新材料股份有限公司均相离子膜电解北方有色网

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北方有色3应用案例北方有色网

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05项目业绩表序号

01用户名称项

目工艺工作内容14德州汇洋生物科技有限公司预处理+双极膜电渗析有机酸转化15山东凯翔生物科技股份有限公司预处理+双极膜电渗析有机酸转化16山东欣宏药业有限公司预处理+双极膜电渗析有机酸转化17浙江衢州永正锂电科技有限公司碳酸锂苛化法制氢氧化锂双极膜转化18鲁西化工双极膜电渗析工程19八一化工电渗析工程工程北方有色网

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北方有色4行业综述北方有色网

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项目业绩表北方有色网

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