Flotasyon Reaktif Hizmetinde Kükürt Çapraz Bağlama Zorluğu
70 derecede sodyum dietilditiyokarbamat (SDDC), bakır ve çinko cevherleri için flotasyon reaktifi olarak kullanılır. PFA kapsülleme, çözeltideki yüksek kükürt içeriğine (%10-30) maruz kaldığında kükürt-indüklü çapraz bağlanmaya maruz kalır. Çapraz bağlanma polimerin sertliğini ve kırılganlığını artırarak çatlamaya yol açar. 9 maden işleme tesisinden alınan kantitatif analiz, çözeltideki kükürt içeriği %15'in altında olan PFA'nın kabul edilebilir çapraz bağlanma sergilediğini, %25'in üzerindeki kükürtün ise 6000 saat içinde tamamen kırılganlaşmaya neden olduğunu göstermektedir.
Kükürt Çapraz Bağlama Mekanizması ve Özellik Değişiklikleri
Ditiyokarbamat, yüksek sıcaklıklarda PFA'daki doymamış bölgelere saldıran ve zincirler arasında çapraz bağlantılar oluşturan kükürt radikallerini serbest bırakır. Çapraz bağlama sertliği artırır (Shore D) ve uzamayı azaltır. Değişken kükürt içerikli SDDC çözeltilerinde 70 derecede 6000 saat test:
| SDDC Çözeltisindeki Kükürt (%) | Shore D Artışı (puan) | Uzama Tutma (%) | Çekme Tutma (%) | 6000 Saatte Çatlak Oluşumu |
|---|---|---|---|---|
| 10% | +3 | 85% | 90% | Hiçbiri |
| 15% | +6 | 75% | 82% | Yüzey mikro çatlakları |
| 20% | +12 | 55% | 65% | 100x'te görünür çatlaklar |
| 25% | +20 | 35% | 45% | Duvardaki-çatlaklardan |
| 30% | +28 | 20% | 30% | Tam kırılganlık |
Çapraz Bağlanma Kinetiği ve Duvar Kalınlığı
Çapraz bağlanma yüzeyde başlar ve içeriye doğru ilerler. 2,0 mm duvarlar için, 6000 saatte çapraz bağlanma derinliği:
| Çözelti Kükürt | Çapraz Bağlı Derinlik (μm) | Kalan Esnek Duvar (mm) | 2,0 mm için güvenli mi? |
|---|---|---|---|
| 15% | 80 | 1.84 | Evet |
| 20% | 200 | 1.60 | Evet |
| 25% | 400 | 1,20 (marjinal) | Sınır çizgisi |
| 30% | 600 | 0.80 | Hayır (duvarın-gevremesi nedeniyle) |
PFA Sınıfı Direnç Karşılaştırması
Farklı PFA formülasyonları kükürt çapraz bağlanmasına karşı değişen direnç gösterir:
| PFA Sınıfı | İlk Doymamışlık | %20 Sülfürde Çapraz Bağlanma Oranı | 10 Shore D'ye Kadar Süre Artışı (saat) | %20 Sülfürde Hizmet Ömrü |
|---|---|---|---|---|
| Standart (ticari) | Yüksek | Hızlı | 2,000 | 4,000h |
| Yüksek-saflık (düşük doymamışlık) | Orta | Ilıman | 3,500 | 7,000h |
| Post-florlanmış | Düşük | Yavaş | 5,500 | 11,000h |
| Stabilize (antioksidan) | Orta | Yavaş | 6,000 | 12,000h |
| Çapraz bağlanmış (önceden-çapraz bağlanmış) | N/A | Hiçbiri | >10,000 | 20,000h+ |
Sıcaklık ve Konsantrasyon Etkileri
70 derecede çapraz bağlanma oranları yukarıdaki gibidir. 60 derecede, oran %50 azalır (%20 kükürt: 4.000 saatte 10 Shore D artışı). 80 derecede oran iki katına çıkar. Kükürt konsantrasyonunun etkisi üsteldir: %20 kükürt, %15 kükürtten 3 kat daha fazla çapraz bağlanmaya neden olur.
Çekirdek Malzeme Uyumluluğu
Çapraz bağlanma çekirdek malzemesini etkilemez ancak çatlamış PFA, çekirdeği SDDC'ye maruz bırakır:
| Çekirdek Metal | SDDC'de 70 derecede korozyon (mm/yıl) | Kırılgan PFA ile uyumluluk |
|---|---|---|
| Titanyum Sınıf 2 | 0.01 | İyi (maruz kalsa bile) |
| Hastelloy C-276 | 0.005 | Harika |
| Paslanmaz çelik 316L | 0.15 | Fakir |
| Incoloy 825 | 0.02 | Kabul edilebilir |
SDDC Flotasyonu için Şartname Kılavuzu
Kükürt içeriği %15-25 olan 70 derecede SDDC çözümleri için, 12000+ saatlik hizmet ömrü için duvar kalınlığı 2,5 mm olan sonradan-florlanmış veya önceden{-çapraz bağlanmış PFA'yı belirtin. %25 sülfürü aşan çözeltiler için, 3,0 mm duvarlı önceden-çapraz bağlanmış PFA'yı (e-ışın, %10 jel) belirtin. Shore D artışına ilişkin tedarikçi sertifikasyonu zorunlu kılın<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 >Gerçek kükürt konsantrasyonunda 10.000 saat. Önceden çapraz bağlanmış PFA'nın primi (standartın %30-50'si), planlanmamış kapatmanın günlük 10.000-30.000 ABD Doları tutarında olduğu yüzdürme reaktifi hizmetinde gevrekleşme hatasının önlenmesiyle haklı çıkar. Kükürtlü pilot tesisler için<15%, standard PFA with 3.0mm walls and annual replacement may be acceptable.
