De uitdaging van zwavelverknoping bij flotatiereagensservice
Natriumdiethyldithiocarbamaat (SDDC) bij 70 graden wordt gebruikt als flotatiereagens voor koper- en zinkertsen. Bij PFA-inkapseling treedt zwavel-geïnduceerde verknoping op wanneer het wordt blootgesteld aan een hoog zwavelgehalte (10-30%) in de oplossing. Verknoping verhoogt de hardheid en brosheid van het polymeer, wat leidt tot scheuren. Kwantitatieve analyse van 9 mineraalverwerkingsfabrieken toont aan dat PFA met een zwavelgehalte van minder dan 15% in oplossing een aanvaardbare vernetting vertoont, terwijl zwavel boven 25% binnen 6000 uur volledige verbrossing veroorzaakt.
Zwavelverknopingsmechanisme en veranderingen in eigenschappen
Dithiocarbamaat laat bij verhoogde temperaturen zwavelradicalen vrij, die onverzadigde plaatsen in PFA aanvallen en verknopingen tussen ketens vormen. Verknoping verhoogt de hardheid (Shore D) en vermindert de rek. Testen bij 70 graden in SDDC-oplossingen met variërend zwavelgehalte gedurende 6000 uur:
| Zwavel in SDDC-oplossing (%) | Shore D Verhoging (punten) | Retentie van verlenging (%) | Trekbehoud (%) | Scheurvorming na 6000 uur |
|---|---|---|---|---|
| 10% | +3 | 85% | 90% | Geen |
| 15% | +6 | 75% | 82% | Oppervlakte microscheurtjes |
| 20% | +12 | 55% | 65% | Zichtbare scheuren bij 100x |
| 25% | +20 | 35% | 45% | Door-scheuren in de muur |
| 30% | +28 | 20% | 30% | Volledige verbrossing |
Verknopingskinetiek en wanddikte
Verknoping begint aan het oppervlak en vordert naar binnen. Voor muren van 2,0 mm, vernette diepte na 6000 uur:
| Oplossing Zwavel | Verknoopte diepte (μm) | Resterende flexibele wand (mm) | Veilig voor 2,0 mm? |
|---|---|---|---|
| 15% | 80 | 1.84 | Ja |
| 20% | 200 | 1.60 | Ja |
| 25% | 400 | 1,20 (marginaal) | Grenslijn |
| 30% | 600 | 0.80 | Nee (door-verbrossing van de muur) |
Vergelijking van weerstand tegen PFA-kwaliteit
Verschillende PFA-formuleringen vertonen verschillende weerstand tegen zwavelverknoping:
| PFA-kwaliteit | Initiële onverzadiging | Verknopingssnelheid bij 20% zwavel | Tijd tot 10 Shore D-verhoging (uren) | Levensduur bij 20% zwavel |
|---|---|---|---|---|
| Standaard (commercieel) | Hoog | Snel | 2,000 | 4,000h |
| Hoge-zuiverheid (lage onverzadiging) | Medium | Gematigd | 3,500 | 7,000h |
| Post-gefluoreerd | Laag | Langzaam | 5,500 | 11,000h |
| Gestabiliseerd (antioxidant) | Medium | Langzaam | 6,000 | 12,000h |
| Vernet (pre-vernet) | N/A | Geen | >10,000 | 20,000h+ |
Temperatuur- en concentratie-effecten
Bij 70 graden zijn de verknopingssnelheden zoals hierboven. Bij 60 graden neemt de snelheid af met 50% (20% zwavel: 10 Shore D toename na 4.000 uur). Bij 80 graden verdubbelt de snelheid. Het effect van de zwavelconcentratie is exponentieel: 20% zwavel veroorzaakt 3x meer verknoping dan 15% zwavel.
Compatibiliteit van kernmateriaal
Verknoping heeft geen invloed op het kernmateriaal, maar gebarsten PFA stelt de kern bloot aan SDDC:
| Kernmetaal | Corrosie in SDDC bij 70 graden (mm/jaar) | Compatibiliteit met Embrittled PFA |
|---|---|---|
| Titaniumkwaliteit 2 | 0.01 | Goed (zelfs indien blootgesteld) |
| Hastelloy C-276 | 0.005 | Uitstekend |
| Roestvrij staal 316L | 0.15 | Arm |
| Incoloy 825 | 0.02 | Aanvaardbaar |
Specificatierichtlijnen voor SDDC-flotatie
Voor SDDC-oplossingen bij 70 graden met een zwavelgehalte van 15-25%, specificeer post-gefluoreerde of pre-crosslinked PFA met een wanddikte van 2,5 mm voor een levensduur van 12,000+ uur. Voor oplossingen met meer dan 25% zwavel specificeert u vooraf-vernet PFA (e-beam, 10% gel) met wanden van 3,0 mm. Vereisen leverancierscertificering van Shore D-verhoging<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 >10.000 uur bij werkelijke zwavelconcentratie. De premie voor pre-crosslinked PFA (30-50% ten opzichte van standaard) wordt gerechtvaardigd door het voorkomen van verbrossingsfouten bij flotatiereagens, waarbij ongeplande uitschakeling $10.000-30.000 per dag kost. Voor proefinstallaties met zwavel<15%, standard PFA with 3.0mm walls and annual replacement may be acceptable.
