Изазов умрежавања сумпора у служби флотационих реагенса
Натријум диетилдитиокарбамат (СДДЦ) на 70 степени се користи као флотациони реагенс за руде бакра и цинка. ПФА инкапсулација доживљава умрежавање-индуковано сумпором када је изложена високом садржају сумпора (10-30%) у раствору. Унакрсно повезивање повећава тврдоћу и ломљивост полимера, што доводи до пуцања. Квантитативна анализа из 9 постројења за прераду минерала показује да ПФА са садржајем сумпора испод 15% у раствору показује прихватљиво умрежавање, док сумпор изнад 25% изазива потпуно кртљење у року од 6000 сати.
Механизам умрежавања сумпора и промене својстава
Дитиокарбамат ослобађа радикале сумпора на повишеним температурама, који нападају незасићена места у ПФА, формирајући попречне везе између ланаца. Унакрсно повезивање повећава тврдоћу (Схоре Д) и смањује истезање. Тестирање на 70 степени у СДДЦ растворима са различитим садржајем сумпора током 6000 сати:
| Сумпор у СДДЦ раствору (%) | Схоре Д повећање (поени) | Задржавање издужења (%) | Задржавање затезања (%) | Формирање пукотине на 6000х |
|---|---|---|---|---|
| 10% | +3 | 85% | 90% | Ниједан |
| 15% | +6 | 75% | 82% | Површинске микропукотине |
| 20% | +12 | 55% | 65% | Видљиве пукотине на 100к |
| 25% | +20 | 35% | 45% | Кроз{0}}пукотине у зиду |
| 30% | +28 | 20% | 30% | Потпуна крхкост |
Кинетика умрежавања и дебљина зида
Унакрсно повезивање почиње на површини и напредује према унутра. За зидове од 2,0 мм, дубина умрежености на 6000 сати:
| Солутион Сумпор | Дубина умрежености (µм) | Преостали флексибилни зид (мм) | Безбедан за 2,0 мм? |
|---|---|---|---|
| 15% | 80 | 1.84 | Да |
| 20% | 200 | 1.60 | Да |
| 25% | 400 | 1,20 (маргинално) | Бордерлине |
| 30% | 600 | 0.80 | Не (због-кртости зида) |
Поређење ПФА степена отпорности
Различите формулације ПФА показују различиту отпорност на умрежавање сумпора:
| ПФА Граде | Инитиал Унсатуратион | Стопа умрежавања на 20% сумпора | Време до 10 Схоре Д повећања (сати) | Век трајања при 20% сумпора |
|---|---|---|---|---|
| Стандардно (комерцијално) | Високо | Фаст | 2,000 | 4,000h |
| Висока-чистоћа (ниска незасићеност) | Средње | Умерено | 3,500 | 7,000h |
| Пост{0}}флуорисано | Ниско | Споро | 5,500 | 11,000h |
| Стабилизован (антиоксиданс) | Средње | Споро | 6,000 | 12,000h |
| Унакрсно повезани (пре-повезани) | N/A | Ниједан | >10,000 | 20,000h+ |
Ефекти температуре и концентрације
На 70 степени, стопе умрежавања као горе. На 60 степени, брзина се смањује за 50% (20% сумпора: 10 Схоре Д повећање на 4,000х). На 80 степени, стопа се удвостручује. Ефекат концентрације сумпора је експоненцијалан: 20% сумпора изазива 3к више умрежавања од 15% сумпора.
Компатибилност основних материјала
Унакрсно повезивање не утиче на материјал језгре, али напукли ПФА излаже језгро СДДЦ-у:
| Цоре Метал | Корозија у СДДЦ на 70 степени (мм/год.) | Компатибилност са Ембриттлед ПФА |
|---|---|---|
| Титанијум 2 | 0.01 | Добро (чак и ако је изложено) |
| Хастеллои Ц-276 | 0.005 | Одлично |
| Нерђајући челик 316Л | 0.15 | Јадно |
| Инцолои 825 | 0.02 | Прихватљиво |
Смернице за спецификације за СДДЦ флотацију
За СДДЦ растворе на 70 степени са садржајем сумпора 15-25%, наведите накнадно-флуоровани или унапред-умрежени ПФА са дебљином зида 2,5 мм за век трајања од 12000+ сати. За растворе који прелазе 25% сумпора, наведите унапред-умрежени ПФА (е-зрака, 10% гел) са зидовима од 3,0 мм. Захтевати сертификат добављача за Схоре Д повећање<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 >10.000х при стварној концентрацији сумпора. Премијум за унапред-умрежени ПФА (30-50% у односу на стандард) је оправдан спречавањем крхкости у сервису флотационих реагенса где непланирано гашење кошта 10.000-30.000 УСД дневно. За пилот постројења са сумпором<15%, standard PFA with 3.0mm walls and annual replacement may be acceptable.
