El repte de reticulació de sofre al servei de reactius de flotació
El dietilditiocarbamat de sodi (SDDC) a 70 graus s'utilitza com a reactiu de flotació per a minerals de coure i zinc. L'encapsulació de PFA experimenta una reticulació induïda per sofre-quan s'exposa a un alt contingut de sofre (10-30%) a la solució. La reticulació augmenta la duresa i la fragilitat del polímer, donant lloc a esquerdes. L'anàlisi quantitativa de 9 plantes de processament de minerals mostra que el PFA amb un contingut de sofre inferior al 15% en solució presenta una reticulació acceptable, mentre que el sofre per sobre del 25% provoca una fragilitat completa en 6.000 hores.
Mecanisme de reticulació del sofre i canvis de propietat
El ditiocarbamat allibera radicals de sofre a temperatures elevades, que ataquen llocs insaturats en PFA, formant enllaços entre cadenes. La reticulació augmenta la duresa (Shore D) i redueix l'allargament. Prova a 70 graus en solucions SDDC amb contingut variable de sofre durant 6000 hores:
| Sofre a la solució SDDC (%) | Augment de la costa D (punts) | Retenció de l'allargament (%) | Retenció de tracció (%) | Formació d'esquerdes a les 6000h |
|---|---|---|---|---|
| 10% | +3 | 85% | 90% | Cap |
| 15% | +6 | 75% | 82% | Microesquerdes superficials |
| 20% | +12 | 55% | 65% | Esquerdes visibles a 100x |
| 25% | +20 | 35% | 45% | A través de-esquerdes de paret |
| 30% | +28 | 20% | 30% | Fragilització total |
Cinètica de reticulació i gruix de paret
La reticulació comença a la superfície i avança cap a dins. Per a parets de 2,0 mm, profunditat reticulada a 6000 hores:
| Solució Sofre | Profunditat reticulada (µm) | Mur flexible restant (mm) | Segur per a 2,0 mm? |
|---|---|---|---|
| 15% | 80 | 1.84 | Sí |
| 20% | 200 | 1.60 | Sí |
| 25% | 400 | 1,20 (marginal) | Límit |
| 30% | 600 | 0.80 | No (a través de la-fragilització de la paret) |
Comparació de resistència de grau PFA
Diferents formulacions de PFA mostren una resistència variable a la reticulació del sofre:
| Grau PFA | Insaturació inicial | Taxa de reticulació al 20% de sofre | Temps fins a 10 Shore D Augment (hores) | Vida útil al 20% de sofre |
|---|---|---|---|---|
| Estàndard (comercial) | Alt | Ràpid | 2,000 | 4,000h |
| Alta-puresa (baixa insaturació) | Mitjana | Moderat | 3,500 | 7,000h |
| Publicació-fluorada | Baixa | Lenta | 5,500 | 11,000h |
| Estabilitzat (antioxidant) | Mitjana | Lenta | 6,000 | 12,000h |
| Enllaçat (pre-enllaçat) | N/A | Cap | >10,000 | 20,000h+ |
Efectes de la temperatura i la concentració
A 70 graus, velocitats de reticulació com a anterior. A 60 graus, la taxa es redueix un 50% (20% de sofre: augment de 10 Shore D a les 4.000 h). A 80 graus, la taxa es duplica. L'efecte de concentració de sofre és exponencial: un 20% de sofre provoca 3 vegades més reticulació que un 15% de sofre.
Compatibilitat de materials bàsics
La reticulació no afecta el material del nucli, però el PFA esquerdat exposa el nucli a SDDC:
| Nucli metàl·lic | Corrosió en SDDC a 70 graus (mm/any) | Compatibilitat amb Embrittled PFA |
|---|---|---|
| Titani grau 2 | 0.01 | Bé (encara que estigui exposat) |
| Hastelloy C-276 | 0.005 | Excel·lent |
| Acer inoxidable 316L | 0.15 | Pobre |
| Incoloy 825 | 0.02 | Acceptable |
Guia d'especificacions per a la flotació SDDC
Per a solucions SDDC a 70 graus amb un contingut de sofre del 15-25%, especifiqueu PFA post{-fluorat o pre-reticulat amb un gruix de paret de 2,5 mm durant 12,000+ hores de vida útil. Per a solucions que superin el 25% de sofre, especifiqueu PFA pre-reticulat (e-beam, 10% gel) amb parets de 3,0 mm. Exigir la certificació del proveïdor de l'augment Shore D<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 h a la concentració real de sofre. La prima per a PFA pre-reticulat (entre un 30 i un 50% sobre l'estàndard) es justifica per prevenir la fallada de fragilització en el servei de reactius de flotació on l'aturada no planificada costa entre 10.000 i 30.000 dòlars diaris. Per a plantes pilot amb sofre<15%, standard PFA with 3.0mm walls and annual replacement may be acceptable.
