Għaliex il-kwarz huwa l-uniku materjal li jsaħħan stabbli f'aċidu fluworidu b'konċentrazzjoni għolja-?

# Għaliex il-kwarz huwa l-uniku materjal li jsaħħan li jibqa' stabbli f'aċidu fluworidu b'konċentrazzjoni għolja-? L-aċidu tal-fluworidu huwa ingredjent komuni fil-proċessi speċjali ta 'fermentazzjoni tar-razza u purifikazzjoni tal-materja prima. Madankollu, joħloq theddida korrużiva sinifikanti għall-maġġoranza tat-tagħmir tat-tisħin tal-metall u polimeru. Taħt-konċentrazzjoni għolja ta 'aċidu fluworidu, 316 stainless steel, Grad 2 titanju, u ħiters miksija PFA kollha jesperjenzaw gradi differenti ta' ħsara strutturali. Bil-maqlub, it-tubi tat-tisħin tal-kwarz imdewweb ta' purità għolja - iżommu inertezza kimika stabbli li tippermetti tħaddim kontinwu fit-tul-. Din l-istabbiltà eċċezzjonali hija r-riżultat tal-istruttura unika tal-kristall tad-dijossidu tas-silikon. It-tabella li ġejja tqabbel il-prestazzjoni tal-materjal taħt kundizzjonijiet tax-xogħol tal-aċidu fluworidu.|Materjal tat-tubu tat-tisħin|Reazzjoni Kimika b'-Aċidu Fluworidu ta' Konċentrazzjoni Għolja|Ħsara Viżibbli fil-wiċċ|Ċiklu Massimu ta' Servizz Kontinwu|Xenarju tal-Aċidu Fluworidu Applikabbli|| ----|----|----|----|----|| 316 Stainless Steel|Korrużjoni elettrokimika ta' pitting rapidu|Fosos densi tas-sadid fuq weldjaturi|Inqas minn ġimgħa|Traċċa fluworidu biss taħt 10 ppm|| Grad 2 Titanju|Xoljiment sħiħ tal-film ta' passivazzjoni TiO₂|Saff ta' inċiżjoni uniformi abjad ħalib|Inqas minn 3 ijiem|Ambjent ta' fluworidu strettament żero biss|| Ħiter miksi PFA|Nefħa u permeazzjoni fluworoplastika bil-mod|Kisi matt u folji żgħar|1–2 xhur|Użu intermittenti ta' fluworidu b'konċentrazzjoni baxxa|| Kwarz ta' Purità Għolja|L-ebda reazzjoni kimika spontanja f'20–90 grad|Wiċċ intatt lixx mingħajr marki|Aktar minn sena operazzjoni kontinwa|Produzzjoni ta' ċiklu twil ta' aċidu fluworidu b'konċentrazzjoni għolja|Il-komponent ewlieni tat-tubi tal-kwarz industrijali kwalifikati huwa dijossidu tas-silikon b'purità li taqbeż id-99.99%, li jifforma netwerk tridimensjonali strett permezz ta 'bonds kovalenti tas-silikon-ossiġnu. Il-joni tal-fluworidu ma jistgħux ifixklu bonds Si-O stabbli fil-medda tat-temperatura tal-fermentazzjoni konvenzjonali. Konsegwentement, mhux se jiġu prodotti prodotti sekondarji tal-fluworidu tal-metall li jinħall. Il-matriċi tal-kristall kollha tal-kwarz hija intrinsikament kontra l-fluworidu, li telimina l-possibbiltà ta 'dissoluzzjoni jew falliment ta' saff protettiv, b'kuntrast ma 'tubi tat-tisħin tal-metall li jiddependu fuq films ta' passivazzjoni tal-wiċċ irqiq għall-protezzjoni. Il-kristall ta 'ġewwa espost jibqa' inerti għall-aċidu tal-fluworidu, u jipprevjeni li sseħħ korrużjoni aċċellerata, anki jekk partikuli solidi jobrox il-wiċċ tat-tubu. Tubi tat-tisħin metalliċi huma suxxettibbli għal difetti fatali meta jkunu esposti għall-aċidu fluworidu. Il-ħajt kollu tat-tubu jirqaq b'mod uniformi fi żmien ftit jiem bħala riżultat tar-reazzjoni vjolenti bejn il-film tal-passivazzjoni tad-dijossidu tat-titanju tat-titanju u l-joni tal-fluworidu, li jirriżulta fil-formazzjoni ta 'fluworidu tat-titanju solubbli. Il-korrużjoni tal-pitting ikkonċentrata hija okkorrenza komuni fl-istainless steel 316 f'pożizzjonijiet ta 'weldjatura, li tista' tirriżulta fi skart medju u tnixxija f'daqqa. It-tixrib fit-tul ta 'aċidu tal-fluworidu b'konċentrazzjoni għolja se jippermea l-lakuni mikro ġewwa l-kisi, li jirriżulta f'folji u separazzjoni mis-sottostrat tal-azzar tal-karbonju. Fluworopolimeru PFA jista 'jirreżisti biss temporanjament fluworidu b'konċentrazzjoni baxxa; il-protezzjoni tal-iżolament se tintilef progressivament. Madankollu, ir-reżistenza eċċezzjonali tal-fluworidu tal-kwarz hija akkumpanjata minn żvantaġġ apparenti: huwa inkapaċi li jinteraġixxi mal-likwidu tat-tindif alkalin. Il-joni ta 'l-idrossidu jfixklu r-rabtiet kovalenti bejn is-silikon u l-ossiġnu, li jirriżulta fil-formazzjoni ta' silikat solubbli. Dan il-proċess jirriżulta fil-formazzjoni ta 'saffi irriversibbli bil-ġlata fuq il-ħajt tat-tubu. Is-saħħa strutturali tal-kwarz tonqos b'mod sinifikanti mad-dehra tal-ġlata, u l-espansjoni tal-mikroxquq interni u l-qsim sussegwenti tat-tubu se jirriżultaw minn alternazzjoni tas-sħana kiesħa waqt l-istartjar u l-għeluq. Konsegwentement, sabiex jiġu iżolati kompletament il-loops taċ-ċirkolazzjoni alkali, il-pipelines tat-tisħin tal-kwarz għandhom jimplimentaw interlocks iebes mekkaniċi. Barra minn hekk, il-pipelines tat-tindif ta 'l-aċidu u l-alkali jeħtieġu programmi ta' immarkar u kontroll indipendenti. Fil-laboratorju u linji ta 'fermentazzjoni fuq skala żgħira li jeħtieġu trattament ta' aċidu fluworidu b'konċentrazzjoni għolja, materjali oħra ta 'tisħin mhumiex kapaċi jissodisfaw rekwiżiti ta' produzzjoni fit-tul u jistgħu jintużaw biss bħala tagħmir ta 'tranżizzjoni temporanja. It-tubi tal-kwarz isiru l-unika għażla affidabbli. L-operaturi huma meħtieġa jirregolaw ir-rata tat-tisħin għal inqas minn 0.4 grad kull minuta sabiex itaffu l-istress ta 'xokk termali u jwettqu spezzjonijiet ta' trażmissjoni tad-dawl ta 'kull ġimgħatejn biex jiskopru ġlata alkali inċidentali. It-tubi tat-tisħin tal-kwarz jistgħu jisfruttaw bis-sħiħ il-vantaġġ esklussiv tagħhom kontra l-fluworidu billi jisseparaw b'mod rigoruż l-aċidu u l-midja alkali, u b'hekk inaqqsu l-frekwenza tal-ispejjeż ta 'sostituzzjoni tat-tagħmir u jipprevjenu riskji medji ta' kontaminazzjoni kkawżati mill-falliment tal-korrużjoni tal-ħiters tal-metall jew polimeru.