Kif Is-Soluzzjoni Hot Konċentrat tal-Potassju Cyanide (5-10%) f'50-80 grad Tbiddel il-Ħxuna tal-Ħitan tal-Għatja tal-Kwarz Meħtieġa għall-Minjieri tad-Deheb u l-Electroplating Heaters?
Ħalli messaġġ
Alkaline Complexation Hot Cyanide Solutions Attakk ta 'Fused Silica
KCN huwa lixiviant ewlieni fil-minjieri tad-deheb (proċess ta 'cyanidation) u komponent primarju ta' l-elettroliti fid-deheb, fidda, u electroplating tar-ram. Konċentrazzjonijiet tipiċi huma 5-10% bil-piż f'soluzzjoni milwiema, b'temperaturi operattivi ta' 50-80oC (mgħollija biex tiżdied ir-rati ta' lissija jew tittejjeb il-kwalità tal-kisi). L-idroliżi taċ-ċjanur tirriżulta f'CN− + H2O ⇌ HCN + OH− . Dan jagħmel is-soluzzjoni pjuttost alkalina (pH 11-12). F'soluzzjonijiet taċ-ċjanur, il-ħiters tal-immersjoni tal-kwarz kultant huma impjegati minħabba li s-silika mdewba għandha reżistenza għolja għall-biċċa l-kbira tas-soluzzjonijiet alkalini. Iżda ċjanur imsaħħan u kkonċentrat għandu l-mekkaniżmu korrużiv tiegħu stess. L-idroliżi tipproduċi joni idrossidu (OH-) li jattakkaw in-netwerk tas-silika u jiġġeneraw silikati solubbli. Il-jone taċ-ċjanur (CN - ) huwa wkoll aġent kumpless qawwi, kapaċi jifforma kumplessi solubbli tas-silikon-cyanide (għalkemm inqas stabbli mill-attakk tal-idrossidu). Ir-rata ta 'korrużjoni hija komparabbli ma' dik ta 'idrossidu tas-sodju dilwit fl-istess pH iżda b'komponent ta' kumplessazzjoni miżjud. F'dan ix-xogħol l-effetti tal-konċentrazzjoni KCN (5-10%), it-temperatura (50-80 grad) u l-pH tas-soluzzjoni fuq rati ta 'korrużjoni uniformi tas-silika mdewba huma kkwantifikati. Il-ħxuna tal-ħajt tal-kisja tal-kwarz meħtieġa għall-ħiters tal-minjieri tad-deheb u l-electroplating f'intervalli ta 'servizz prattiċi (2,000 sa 8,000 siegħa) hija derivata.
Kinetika tal-korrużjoni tas-silika mdewba fiċ-ċjanur tal-potassju sħun
Il-korrużjoni tal-kwarz f'soluzzjonijiet KCN hija dovuta għal joni idrossidu ġġenerati mill-idroliżi taċ-ċjanur. Il-pH huwa madwar 11.5-12.0 f'25 grad 5% KCN (madwar . 0.8 M) Il-pH jitla 'ftit f'70 grad minħabba aktar idroliżi (pKa ta' HCN huwa 9.2 f'25 grad, aktar baxx f'temperaturi ogħla). Il-konċentrazzjoni ta' OH- hija 0.001-0.01 M. Dan huwa bejn wieħed u ieħor 0.1% NaOH. Il-jone taċ-ċjanur innifsu jista 'jkun involut direttament fl-attakk: CN- jista' jikkoordina ma' atomi tas-silikon fil-wiċċ, idgħajjef ir-rabta Si-O-Si u jippermetti l-idroliżi. Ir-riżultat finali huwa rata ta 'korrużjoni 20-40% ogħla milli fin-NaOH fl-istess pH.
L-ittestjar tal-immersjoni f'8% KCN f'70 grad ta 'kwarz imdewweb ta' purità għolja wera rata ta 'korrużjoni konsistenti ta' 0.0005-0.001 mm/siegħa. Fi 80 grad il-pass jiżdied sa 0.001-0.002 mm/siegħa. F'50 grad ir-rata hija 0.0002–0.0004 mm/siegħa. B'paragun, il-kwarz jissaddad f'0.0003-0.0006 mm/siegħa f'0.01 M NaOH (pH 12) f'70 grad. Ghat tal-kwarz ta' 2.0 mm f'70 grad jitlef 0.0008 mm/siegħa × 2,500 siegħa=2.0 mm, jew ħajja ta' madwar 2,500 siegħa (3.5 xhur). 3.0 mm ħajt 3,750 siegħa ħajt ta' 4.0 mm 5,000 siegħa għal sostituzzjoni kontinwa ta' ħajt ta' 4.0 mm ta' deheb. huwa prattiku. Meta electroplated f'temperaturi aktar baxxi (50-60 grad) il-ħajja tiegħu hija konsiderevolment itwal.
Pitting Lokalizzat u Kwistjonijiet ta' Sigurtà
Is-soluzzjonijiet taċ-ċjanur huma pjuttost velenużi, u falliment tal-heater huwa periklu għas-sigurtà. Ħiters tal-metall jissaddad malajr u jistgħu jintroduċu impuritajiet tal-metall li jfixklu l-irkupru tad-deheb. Għalhekk jintużaw ħiters tal-kwarz. Imma jekk il-kwarz jinkiser, l-element ta 'tisħin (ġeneralment NiCr jew azzar li ma jissaddadx) jista' jirreaġixxi maċ-ċjanur, forsi jipproduċi dħaħen velenuż. Il-ħajt tal-kwarz eħxen joffri buffer ta 'sigurtà akbar kontra l-qsim minn stress termali jew forza mekkanika. Għas-servizz taċ-ċjanur, hija ssuġġerita ħxuna minima tal-ħajt ta' 2.5 mm irrispettivament mill-istimi tal-korrużjoni.
Il-kristallizzazzjoni taċ-ċjanur hija periklu fiż-żona tal-menisku. Iċ-ċjanur tal-potassju huwa deliquescent u jista 'jipproduċi saff alkalin ikkonċentrat li jippromwovi l-attakk. Ilqugħ tal-fwar jew għant ta' fuq imsaħħan jinibixxi l-kristallizzazzjoni.
Penali Termali ta 'Ħitan Eħxen f'Soluzzjonijiet ta' Ċjanur
F'70 grad il-konduttività termali tas-soluzzjonijiet taċ-ċjanur tal-potassju fi 8% hija madwar 0.60–0.65 W/(m·K)-simili għall-ilma. Għal ħajt ta’ 2.5 mm R_cond=0.00181, għal ħajt ta’ 4.0 mm R_cond=0.00290. Għal h=800 W/(m2K) U jonqos minn ~380 għal 280 W/(m2K), tnaqqis ta’ 26%. Din il-penali hija aċċettabbli minħabba li hemm benefiċċji ta 'sikurezza li jkollok ħajt eħxen.
Matriċi tal-Għażla Ibbażata fuq Xenarju
Xenarju ta' Applikazzjoni Rakkomandat tal-Ħxuna tal-Ħajt Raġunar tal-Qofol
Ċjanidazzjoni tad-deheb (8 % KCN, 70 grad, kontinwu, sostituzzjoni ta '3 xhur) 3.0 – 4.0 mm, kwarz ta' purità għolja Rata ta 'korrużjoni ~ 0.0008 mm/ h Marġni ta' sigurtà kontra qsim huwa pprovdut minn ħajt eħxen. U ≈ 300-350 W/(m2·K)
Electroplating (5 % KCN, 55 C, continuous) 2.5 – 3.0 mm Rate ~0.0003 mm/hour → 3.0 mm yields >10,000 siegħa. Il-marġni tas-sigurtà huwa meħtieġ.
Ċjanur tal-laboratorju (konċentrazzjoni baxxa, 50 grad) 2.0 – 2.5 mm Aċċettabbli, iżda għandu jiġi mmonitorjat mill-qrib.
Bidliet fid-disinn li jikkumplimentaw: Il-korrużjoni titnaqqas billi t-temperatura tinżamm baxxa (taħt is-70 grad). Iż-żieda ta 'ġir (CaO) jistabbilizza ċ-ċjanur u jimminimizza l-idroliżi. Kontrolli regolari għall-ħxuna huma essenzjali. Barrieri tal-fwar PTFE iħarsu kontra l-attakk tal-menisku.
