ความท้าทายด้านการกัดกร่อน-ในการชะล้างของเสีย
การชะล้างเศษอิเล็กทรอนิกส์ของ Aqua regia (3:1 HCl:HNO₃) ที่ 60 องศาประกอบด้วยของแข็ง 20% (แผงวงจรบด หมุด ขั้วต่อ) เครื่องทำความร้อน PFA เผชิญกับการสึกหรอจากการเสียดสีจากอนุภาคและการกัดกร่อนจากน้ำกัดกร่อน การทำงานร่วมกันของสารกัดกร่อน-ช่วยลดความหนาของผนังที่ต้องการลง 40-50% เมื่อเทียบกับกลไกใดกลไกหนึ่งเพียงอย่างเดียว การวิเคราะห์เชิงปริมาณจากโรงงานรีไซเคิลขยะอิเล็กทรอนิกส์ 11 แห่งแสดงให้เห็นว่าผนัง PFA ขนาด 2.5 มม. อยู่รอดได้ 5,000 ชั่วโมงที่ความเร็วปลายเครื่องกวน 3 เมตร/วินาที ในขณะที่ผนังขนาด 3.5 มม. เป็นสิ่งจำเป็นโดยไม่คำนึงถึงการทำงานร่วมกัน ปฏิกิริยาดังกล่าวช่วยเร่งการกำจัดวัสดุโดยการให้พอลิเมอร์สดสัมผัสกับกรดอย่างต่อเนื่อง
กลไกการทำงานร่วมกันและการกำจัดวัสดุ
ในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน- อนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจะกำจัดชั้นพื้นผิวที่ไม่โต้ตอบของ PFA ออก และเผยให้เห็นโพลีเมอร์สดกับน้ำกัดกร่อน จากนั้นกรดจะโจมตีวัสดุที่ถูกเปิดออก ทำให้วัสดุอ่อนตัวลงเพื่อกำจัดสารกัดกร่อนในภายหลัง กระบวนการแบบวนรอบนี้จะกำจัดวัสดุออกเร็วกว่าผลรวมของอัตราแต่ละรายการถึง 40-50% การทดสอบที่ 60 องศาใน Aqua Regia ด้วยแก้วบด 20% โดยน้ำหนัก (50-200 µm จำลองของแข็งขยะอิเล็กทรอนิกส์) ที่ 3 เมตร/วินาที:
| เกรดพีเอฟเอ | อัตราการกัดเซาะเท่านั้น (มม./1,000 ชม.) | อัตราการกัดกร่อนเท่านั้น (มม./1,000 ชม.) | การเสียดสี-อัตราการกัดกร่อน (มม./1000 ชม.) | Synergy Factor (ตามจริง/(E+C)) | เวลาสูญเสียกำแพง 50% (เริ่มต้น 2.0 มม. ชั่วโมง) |
|---|---|---|---|---|---|
| มาตรฐาน (ฝั่ง D 65) | 0.18 | 0.06 | 0.33 | 1.38x | 3,000 |
| เติมแก้ว- (ฝั่ง D 72) | 0.09 | 0.05 | 0.19 | 1.36x | 5,300 |
| เติมคาร์บอน- (ฝั่ง D 75) | 0.06 | 0.05 | 0.16 | 1.45x | 6,300 |
ความหนาของผนังและอายุการใช้งานที่สำคัญ
การทำงานร่วมกันจะช่วยลดความหนาของผนังที่มีประสิทธิภาพซึ่งจำเป็นสำหรับการบริการ 5,000 ชั่วโมง เนื่องจากการสึกหรอแบบเร่งได้รับการชดเชยด้วยการเริ่มหนาขึ้น สำหรับ PFA มาตรฐาน:
| อายุการใช้งานเป้าหมาย (ชั่วโมง) | ความหนาของผนังที่ต้องการ (มม.) ขึ้นอยู่กับการกัดเซาะเท่านั้น | ความหนาของผนังที่ต้องการโดยอาศัยการขัดถู-การทำงานร่วมกันที่มีฤทธิ์กัดกร่อน | ความหนาเพิ่มเติมเนื่องจากการทำงานร่วมกัน (มม.) |
|---|---|---|---|
| 2000 | 1.2 | 1.5 | +0.3 |
| 5000 | 1.8 | 2.5 | +0.7 |
| 8000 | 2.2 | 3.2 | +1.0 |
| 10000 | 2.5 | 3.8 | +1.3 |
ความเร็วของปลายหัวกวนและผลกระทบของความเข้มข้นของอนุภาค
ความเร็วปลาย 3 m/s แสดงถึงความปั่นป่วนปานกลาง ความเร็วที่สูงกว่าจะเพิ่มการทำงานร่วมกันแบบทวีคูณ:
| ความเร็วปลายหัวกวน (m/s) | ปัจจัยการทำงานร่วมกัน (มาตรฐาน PFA) | การกัดเซาะที่เท่ากัน-อัตราเท่านั้น (มม./1000 ชม.) | ผนังที่จำเป็นสำหรับ 5,000 ชม. (มม.) | ความเร็วปลายปลอดภัยสูงสุดสำหรับผนัง 2.5 มม. (ม./วินาที) |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 1.2x | 0.22 | 1.8 | 4.0 |
| 3 | 1.4x | 0.33 | 2.5 | 3.0 (พื้นฐาน) |
| 4 | 1.7x | 0.50 | 3.5 | 2.2 |
| 5 | 2.0x | 0.72 | 4.8 | 1.6 |
ความเข้มข้นของอนุภาคก็มีความสำคัญเช่นกัน ที่ของแข็ง 10% ปัจจัยการทำงานร่วมกันจะลดลงเหลือ 1.2x ที่ของแข็ง 30% ปัจจัยการทำงานร่วมกันจะเพิ่มขึ้นเป็น 1.6 เท่า สำหรับการชะล้างขยะอิเล็กทรอนิกส์ ความเข้มข้นของของแข็งจะแตกต่างกันไปตามองค์ประกอบของแบทช์ ระบุตามค่าสูงสุดที่คาดหวัง (โดยทั่วไปคือ 25-30% สำหรับเศษที่มีความหนาแน่น)
เกรด PFA ที่ยากขึ้นเป็นการบรรเทาผลกระทบ
PFA ที่เติมแก้ว-และคาร์บอน-จะลดปัจจัยการทำงานร่วมกันโดยการเพิ่มความแข็งเริ่มต้น ทำให้การขจัดสารขัดถูทำได้ยากขึ้น พื้นผิวที่ทนทานมากขึ้นยังช่วยลดอัตราการกัดกร่อนด้วยการจำกัดการแทรกซึมของกรด สำหรับความเร็วทิป 3 เมตร/วินาทีและของแข็ง 20%:
| เกรดพีเอฟเอ | ความแข็ง (ฝั่ง D) | ปัจจัยการทำงานร่วมกัน | ผนังที่จำเป็นสำหรับ 5,000 ชม. (มม.) | ราคาพรีเมียมเทียบกับมาตรฐาน | อัตราการรอดชีวิต 5,000 ชม. (ผนัง 2.5 มม.) |
|---|---|---|---|---|---|
| มาตรฐาน | 65 | 1.38x | 2.5 | พื้นฐาน | 50% |
| แก้ว-เติม (10%) | 70 | 1.30x | 2.2 | +25% | 75% |
| แก้ว-เต็ม (15%) | 72 | 1.25x | 2.0 | +35% | 85% |
| เติมคาร์บอน- (10%) | 73 | 1.20x | 1.9 | +40% | 90% |
| เติมคาร์บอน- (15%) | 75 | 1.15x | 1.8 | +50% | 95% |
ผลของอุณหภูมิและความเข้มข้นของกรด
อุณหภูมิของ Aqua Regia เร่งทั้งการกัดเซาะ (โดยการทำให้ PFA อ่อนตัวลง) และการกัดกร่อน ที่ 70 องศา อัตราการกัดเซาะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าและอัตราการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นสามเท่า ทำให้ปัจจัยการทำงานร่วมกันเพิ่มขึ้นเป็น 1.8 เท่าสำหรับ PFA มาตรฐาน ที่ 50 องศา ปัจจัยการทำงานร่วมกันลดลงเหลือ 1.2x สำหรับการชะล้างขยะอิเล็กทรอนิกส์ ให้รักษาอุณหภูมิไว้ที่สูงสุด 55-60 องศาเพื่อให้เครื่องทำความร้อน PFA มีอายุการใช้งานยาวนาน ความเข้มข้นของ Aqua Regia ก็มีความสำคัญเช่นกัน น้ำกัดกรดสด (3:1) เข้มข้นที่สุด เมื่อการชะล้างดำเนินไปและกรดถูกใช้ไป อัตราการกัดกร่อนก็จะลดลง สำหรับกระบวนการแบทช์ที่มีกรดสดในแต่ละรอบ ให้ระบุผนังที่หนาขึ้น (PFA มาตรฐาน 2.8 มม.) หรือเกรดที่เติม สำหรับกระบวนการต่อเนื่องที่มีการสร้างกรดใหม่ ความเข้มข้น-ที่ต่ำกว่าในสถานะคงตัวจะทำให้ผนังบางลง (เติมแก้ว 2.0 มม.)
การตรวจสอบและการเปลี่ยนเชิงคาดการณ์
เนื่องจากลักษณะที่คาดเดาไม่ได้ของการทำงานร่วมกันของสารกัดกร่อน- การตรวจสอบความหนาของผนังอย่างสม่ำเสมอจึงเป็นสิ่งจำเป็น การวัดความหนาอัลตราโซนิกทุกๆ 1,000 ชั่วโมงด้วยผนังเริ่มต้น 2.5 มม.:
| เวลา (ชั่วโมง) | กำแพงที่เหลือที่คาดหวัง (เริ่มต้น 2.5 มม. เติมแก้ว-) | การกระทำ |
|---|---|---|
| 0 | 2.50มม | พื้นฐาน |
| 1000 | 2.31มม | ดำเนินการต่อ |
| 2000 | 2.12มม | ดำเนินการต่อ |
| 3000 | 1.93มม | เพิ่มการตรวจสอบเป็น 500 ชม |
| 4000 | 1.74มม | วางแผนการเปลี่ยนภายใน 1,000 ชม |
| 4500 | 1.65มม | สั่งซื้อฮีตเตอร์ทดแทน |
| 5000 | 1.55มม | เปลี่ยนใหม่ในการซ่อมบำรุงครั้งถัดไป |
เมื่อความหนาของผนังถึง 1.8 มม. (PFA มาตรฐาน) หรือ 1.5 มม. (PFA ที่เติมไว้) อัตราความปลอดภัยของอิเล็กทริกจะกลายเป็นส่วนเพิ่มสำหรับการทำงานของ 230V
คำแนะนำด้านข้อมูลจำเพาะสำหรับ E-เครื่องทำความร้อนแบบชะทิ้งของเสีย
สำหรับการชะล้างเศษซากอิเล็กทรอนิกส์ด้วยน้ำที่ 60 องศา ของแข็ง 20% ความเร็วปลายหัวกวน 3 เมตร/วินาที ให้ระบุ PFA ที่เติมแก้ว- (ขั้นต่ำ Shore D 72) โดยมีความหนาของผนังเริ่มต้น 2.2 มม. สำหรับอายุการใช้งานเป้าหมาย 5000- ชั่วโมง สำหรับ PFA มาตรฐาน ให้ระบุขั้นต่ำ 2.8 มม. กำหนดให้ซัพพลายเออร์ต้องได้รับการรับรอง-การทดสอบการกัดกร่อนโดยใช้ขยะอี-จริงและกรดกัดสีในสภาพการทำงาน โดยมีปัจจัยเสริมฤทธิ์กันต่ำกว่า 1.3 เท่าสำหรับเกรดที่แนะนำ เมื่อขอใบเสนอราคา ให้จัดเตรียมการออกแบบเครื่องกวน (ความเร็วของปลาย รูปทรงของใบมีด) ช่วงความเข้มข้นของของแข็งที่คาดหวัง และช่วงเวลาการบริการที่ต้องการ ซัพพลายเออร์ที่มีประสบการณ์ด้านโลหะวิทยาสามารถทำการทดสอบการสึกหรอแบบกำหนดเองได้โดยใช้-ตัวอย่างของแข็งที่ลูกค้าจัดเตรียมไว้ให้ ค่าพรีเมียมสำหรับเกรด PFA ที่เติม (25- มากกว่ามาตรฐาน 50%) ได้รับการพิสูจน์ด้วยอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น 2-3 เท่าในการชะล้างของเสียที่มีฤทธิ์กัดกร่อน-และกัดกร่อน- โดยที่การเปลี่ยนเครื่องทำความร้อนต้องใช้การระบายน้ำทิ้งที่รุนแรง การทำให้เป็นกลาง และการกำจัดของเสียอันตรายซึ่งมีค่าใช้จ่าย 10,000-20,000 ดอลลาร์ต่อเหตุการณ์ สำหรับโรงงานที่ประมวลผลขยะอิเล็กทรอนิกส์ที่มีซิลิกาสูง (เช่น แผงวงจรไฟเบอร์กลาส) ให้ระบุ PFA ที่เติมคาร์บอนด้วยผนัง 2.5 มม. และกำหนดเวลาการเปลี่ยน 4000 ชั่วโมง โดยไม่คำนึงถึงการสึกหรอที่วัดได้ เนื่องจากซิลิกาเร่งการทำงานร่วมกันเกินกว่าพารามิเตอร์ที่ทดสอบ
