浮遊選鉱試薬サービスにおける硫黄架橋の課題
70 度のジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム (SDDC) は、銅および亜鉛鉱石の浮遊選鉱試薬として使用されます。 PFA カプセル化は、溶液中の高硫黄含有量 (10～30%) にさらされると、硫黄-による架橋を引き起こします。架橋によりポリマーの硬度と脆さが増し、亀裂が発生します。 9 つの鉱物加工プラントからの定量分析では、溶液中の硫黄含有量が 15% 未満の PFA は許容可能な架橋を示しますが、硫黄含有量が 25% を超えると 6000 時間以内に完全な脆化を引き起こすことが示されています。
硫黄架橋のメカニズムと物性変化
ジチオカルバメートは高温で硫黄ラジカルを放出し、これが PFA の不飽和部位を攻撃し、鎖間に架橋を形成します。架橋により硬度 (ショア D) が増加し、伸びが減少します。さまざまな硫黄含有量の SDDC 溶液中で 70 度で 6000 時間のテスト:
| SDDC 溶液中の硫黄 (%) | ショアD増加（ポイント） | 伸び保持率(%) | 引張保持率 (%) | 6000hでのクラック形成 |
|---|---|---|---|---|
| 10% | +3 | 85% | 90% | なし |
| 15% | +6 | 75% | 82% | 表面の微小亀裂 |
| 20% | +12 | 55% | 65% | 100倍で目に見える亀裂 |
| 25% | +20 | 35% | 45% | -壁の亀裂を通って |
| 30% | +28 | 20% | 30% | 完全な脆化 |
架橋反応速度と壁の厚さ
架橋は表面から始まり、内部に向かって進行します。 2.0 mm の壁の場合、6000 時間での架橋深さ:
| 溶液硫黄 | 架橋深さ (μm) | 残り可撓壁(mm) | 2.0mmなら大丈夫？ |
|---|---|---|---|
| 15% | 80 | 1.84 | はい |
| 20% | 200 | 1.60 | はい |
| 25% | 400 | 1.20 (限界) | 境界線 |
| 30% | 600 | 0.80 | いいえ（壁の脆化による） |
PFAグレードの抵抗比較
異なる PFA 配合物は、硫黄架橋に対するさまざまな耐性を示します。
| PFAグレード | 初期の不飽和 | 硫黄 20% での架橋率 | 10 ショア D 増加までの時間 (時間) | 硫黄 20% での耐用年数 |
|---|---|---|---|---|
| 標準（商用） | 高い | 速い | 2,000 | 4,000h |
| 高純度（低不飽和）- | 中くらい | 適度 | 3,500 | 7,000h |
| ポスト-フッ素化 | 低い | 遅い | 5,500 | 11,000h |
| 安定化（抗酸化） | 中くらい | 遅い | 6,000 | 12,000h |
| 架橋済み（架橋済み）- | N/A | なし | >10,000 | 20,000h+ |
温度と濃度の影響
70 度では、架橋速度は上記と同様になります。 60 度では、速度は 50% 減少します (硫黄 20%: 4,000 時間でショア D が 10 増加)。 80度では速度は2倍になります。硫黄濃度の影響は指数関数的です。20% の硫黄では、15% の硫黄よりも 3 倍多くの架橋が発生します。
コア材質の適合性
架橋はコア材料には影響しませんが、亀裂が入った PFA はコアを SDDC にさらします。
| コアメタル | SDDC での 70 度の腐食 (mm/年) | 脆化したPFAとの適合性 |
|---|---|---|
| チタングレード2 | 0.01 | 良い（たとえ露出されていても） |
| ハステロイ C-276 | 0.005 | 素晴らしい |
| ステンレス316L | 0.15 | 貧しい |
| インコロイ825 | 0.02 | 許容できる |
SDDC 浮選の仕様ガイダンス
70 度、硫黄含有量 15-25% の SDDC 溶液の場合、耐用年数 12,{6}} 時間の肉厚 2.5 mm の、後-フッ素化または前-架橋された PFA を指定します。硫黄含有量が 25% を超える溶液の場合は、壁厚 3.0 mm の事前架橋 PFA (電子ビーム、10% ゲル) を指定してください。-ショア D 増加のサプライヤー認証を要求する<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 >実際の硫黄濃度で 10,000 時間。事前架橋 PFA の割増料金（標準より 30～50%）は、計画外の停止により 1 日あたり 10,000～30,000 ドルの費用がかかる浮選試薬サービスでの脆化障害を防ぐことで正当化されます。{3}}硫黄を使用するパイロットプラント用<15%, standard PFA with 3.0mm walls and annual replacement may be acceptable.
