Sieros skersinio susiejimo iššūkis flotacijos reagentų tarnyboje
Natrio dietilditiokarbamatas (SDDC) 70 laipsnių temperatūroje naudojamas kaip flotacijos reagentas vario ir cinko rūdoms. PFA inkapsuliavimas patiria sieros sukeltą kryžminį ryšį, kai tirpale yra veikiamas didelis sieros kiekis (10–30 %). Kryžminis sujungimas padidina polimero kietumą ir trapumą, todėl susidaro įtrūkimai. Kiekybinė 9 mineralų perdirbimo įmonių analizė rodo, kad PFA, kurio sieros kiekis tirpale yra mažesnis nei 15 %, pasižymi priimtinu kryžminiu ryšiu, o sieros kiekis, didesnis nei 25 %, sukelia visišką trapumą per 6000 valandų.
Sieros susiejimo mechanizmas ir savybių pokyčiai
Ditiokarbamatas aukštesnėje temperatūroje išskiria sieros radikalus, kurie puola nesočiąsias PFA vietas, sudarydami kryžmines grandines. Kryžminis sujungimas padidina kietumą (Shore D) ir sumažina pailgėjimą. Bandymas 70 laipsnių temperatūroje SDDC tirpaluose su kintančiu sieros kiekiu 6000 valandų:
| Siera SDDC tirpale (%) | D kranto padidėjimas (taškai) | Pailgėjimo išlaikymas (%) | Tempimo išlaikymas (%) | Įtrūkimų susidarymas 6000 val |
|---|---|---|---|---|
| 10% | +3 | 85% | 90% | Nėra |
| 15% | +6 | 75% | 82% | Paviršiaus mikroįtrūkimai |
| 20% | +12 | 55% | 65% | Matomi įtrūkimai 100x |
| 25% | +20 | 35% | 45% | Pro-sienos įtrūkimus |
| 30% | +28 | 20% | 30% | Visiškas trapumas |
Kryžminio susiejimo kinetika ir sienos storis
Kryžminis ryšys prasideda nuo paviršiaus ir progresuoja į vidų. 2,0 mm sienoms, sujungimo gyliui esant 6000 valandų:
| Siera tirpalas | Skersinio ryšio gylis (µm) | Likusi lanksti siena (mm) | Saugus 2,0 mm? |
|---|---|---|---|
| 15% | 80 | 1.84 | Taip |
| 20% | 200 | 1.60 | Taip |
| 25% | 400 | 1,20 (ribinis) | Pasienis |
| 30% | 600 | 0.80 | Ne (per{0}}sienos trapumą) |
PFA laipsnio atsparumo palyginimas
Įvairios PFA formulės pasižymi skirtingu atsparumu sieros susiejimui:
| PFA laipsnis | Pradinis neprisotinimas | Kryžminio sujungimo greitis esant 20% sieros | Laikas iki 10 kranto D padidėjimas (valandos) | Tarnavimo laikas esant 20% sieros |
|---|---|---|---|---|
| Standartinis (komercinis) | Aukštas | Greitai | 2,000 | 4,000h |
| Didelis{0}}grynumas (mažas neprisotinimas) | Vidutinis | Vidutinis | 3,500 | 7,000h |
| Post{0}}fluorintas | Žemas | Lėtas | 5,500 | 11,000h |
| Stabilizuotas (antioksidantas) | Vidutinis | Lėtas | 6,000 | 12,000h |
| Kryžminis ryšys (iš anksto-sujungtas) | N/A | Nėra | >10,000 | 20,000h+ |
Temperatūros ir koncentracijos poveikis
Esant 70 laipsnių, kryžminio susiejimo greitis, kaip nurodyta aukščiau. Esant 60 laipsnių temperatūrai, greitis sumažėja 50 % (20 % sieros: 10 kranto D padidėjimas esant 4 000 val.). Esant 80 laipsnių, norma padvigubėja. Sieros koncentracijos efektas yra eksponentinis: 20% sieros sukelia 3 kartus daugiau skersinių ryšių nei 15% sieros.
Pagrindinės medžiagos suderinamumas
Kryžminis susiejimas neturi įtakos šerdies medžiagai, tačiau įtrūkęs PFA paveikia šerdį SDDC:
| Pagrindinis metalas | Korozija SDDC esant 70 laipsnių (mm/metus) | Suderinamumas su Embrittled PFA |
|---|---|---|
| Titano 2 klasė | 0.01 | Geras (net jei atviras) |
| Hastelloy C-276 | 0.005 | Puikiai |
| Nerūdijantis plienas 316L | 0.15 | Vargšas |
| Incoloy 825 | 0.02 | Priimtinas |
SDDC flotacijos specifikacijos vadovas
SDDC tirpalams esant 70 laipsnių, kurių sieros kiekis yra 15-25 %, nurodykite po-fluorintą arba iš anksto-susikrynintą PFA, kurio sienelės storis 2,5 mm, kad tarnavimo laikas būtų 12,000+ valandų. Tirpalams, kuriuose yra daugiau nei 25 % sieros, nurodykite iš anksto susietą PFA (e-beam, 10 % gelis) su 3,0 mm sienelėmis. Reikalauti tiekėjo sertifikavimo kranto D padidėjimui<10 points after 6000-hour immersion in the specific SDDC solution. For continuous mineral processing (8000 hours/year), select PFA grade with predicted service life >10 000h esant faktinei sieros koncentracijai. Priemoka už iš anksto susietą PFA (30–50 % viršija standartą) pateisinama tuo, kad užkertamas kelias trapumui, kai naudojamas flotacijos reagentas, kai neplanuotas išjungimas kainuoja 10 000–30 000 USD per dieną. Bandomiesiems įrenginiams su siera<15%, standard PFA with 3.0mm walls and annual replacement may be acceptable.
