Проблем накупљања карбоната
Бакарне купке са цијанидом акумулирају карбонатне соли током времена. Натријум карбонат и калијум карбонат настају апсорпцијом атмосферског угљен-диоксида у јако алкалном купатилу (пХ 12-13). Реакција је: 2НаОХ + ЦО₂ → На2ЦО3 + Х2О. Концентрација карбоната постепено расте током нормалног рада купатила.
Проблем се убрзава на површини грејача. Метални урањајући грејачи, са температуром зида од 80-100 степени, стварају локализоване зоне у којима је растворљивост карбоната прекорачена. Карбонат се таложи као тврда, кристална љуска на површини цеви. Каменац изолује цеви, смањује пренос топлоте и на крају захтева механичко или хемијско уклањање каменца. Поступак уклањања каменца-који обично користи хлороводоничну киселину – ствара опасан отпад и троши време производње.
ПТФЕ измењивач топлоте ради на нижој температури зида (55-70 степени), где је растворљивост карбоната већа. Падавине на површини цеви су значајно смањене. Карбонат остаје растворен у купатилу, где се њиме може управљати нормалним поступцима замрзавања или падавина, уместо да се формира на површини грејача.
Температурно{0}}Механизам растворљивости зависан од температуре
Растворљивост натријум карбоната у води је у великој мери -зависна од температуре. На 30 степени (типична температура купатила за цијанид бакра), растворљивост је приближно 50 г/100 мЛ. На 80 степени (температура зида металног грејача), растворљивост пада на приближно 45 г/100 мЛ. На 95 степени (температура зида титанијумског грејача), она даље пада на приближно 42 г/100 мЛ.
Купатило на 30 степени може бити испод границе засићења карбонатом. Танак гранични слој на површини грејача, загрејан на 80-95 степени, премашује локалну границу засићења. Карбонат се таложи директно на површину цеви. Таложење је континуирано све док купатило садржи растворени карбонат и грејач одржава повишену температуру зида.
Нижа температура зида ПТФЕ-а (55-70 степени) држи гранични слој ближе температури у купатилу. Растворљивост на 60 степени је приближно 47 г/100 мЛ - ближа је запреминској вредности и мања је вероватноћа да ће премашити засићење. Покретачка сила падавина је смањена за 50-70%.
| Царбонате Параметер | Грејач од нерђајућег челика | Титанијумски грејач | ПТФЕ измењивач топлоте |
|---|---|---|---|
| Температура зида на пари од 3 бара (степени) | 80-95 | 85-100 | 55-70 |
| Растворљивост На₂ЦО₃ на температури зида (г/100мЛ) | 44-45 | 42-44 | 47-48 |
| Релативна покретачка сила падавина | 1.0 (основни) | 1.1-1.3 | 0.3-0.5 |
| Брзина формирања карбонатног каменца | Високо | Високо | Ниско |
| Учесталост уклањања каменца | 6-12 недеља | 4-10 недеља | 12-24 месеца |
ПТФЕ Сурфаце Синерги
Ниска површинска енергија ПТФЕ (18-20 мН/м) пружа секундарну одбрану од карбонатног каменца. Чак и када дође до падавина, кристали се слабо пријањају за хидрофобну површину ПТФЕ. Кристали се померају нормалном циркулацијом у купатилу или мешањем. Не нагомилавају се у тврди, механички испреплетени слој каменца који се формира на металним површинама.
Комбинација смањене покретачке силе падавина (од ниже температуре зида) и смањене адхезије (због ниске површинске енергије) чини ПТФЕ високо отпорним на карбонатно стварање каменца у употреби цијанидног бакра. Интервал уклањања каменца се протеже од недеља до месеци или година.
Предност управљања хемијом у купатилу
Акумулацијом карбоната у кади се управља периодичним замрзавањем-из-хлађењем дела купатила да би се кристализовао карбонат, који се затим филтрира-или хемијским таложењем са калцијум хидроксидом. Ови поступци се изводе на купатилу и на њих не утиче избор материјала измењивача топлоте.
Предност ПТФЕ је у томе што карбонат остаје у купатилу, где се њиме може управљати овим поступцима, уместо да се таложи на површини грејача где изазива губитак топлоте и захтева одвојено, агресивније уклањање каменца. Одржавање купатила постаје предвидљивије и ређе.
Резиме
Цијанидне бакарне купке формирају карбонатни муљ на металним површинама грејача због смањене растворљивости карбоната на високој температури зида (80-100 степени). ПТФЕ размењивачи топлоте, са нижом температуром зида (55-70 степени), смањују покретачку силу падавина за 50-70%. Нискоенергетска ПТФЕ површина даље инхибира адхезију кристала. Карбонат остаје у купатилу, где се њиме управља рутинским поступцима, уместо да формира изолациони каменац на грејачу.
Инжењерска подршка за спецификацију измењивача топлоте ПТФЕ у купатилима са цијанидом и алкалним облагањем доступна је након подношења хемијских података купатила, радне температуре, тренутне учесталости уклањања каменца и процедура управљања карбонатима.
