KDF یک آلیاژ مس و روی است. این نه یک عامل تصفیه شیمیایی است و نه یک ماده متخلخل مانند کربن فعال، بلکه یک آلیاژ فلز دانه ای است.
از طریق ذوب و دانه بندی تولید می شود: مس و روی ابتدا با هم ذوب می شوند و آلیاژی تشکیل می دهند که سپس به صورت دانه در می آید. گرانول های طلایی که در داخل کارتریج های فیلتر می بینیم KDF هستند.
در آب، KDF یک واکنش گالوانیکی برای حذف کلر باقیمانده و فلزات سنگین ایجاد می کند. با این حال، دو نکته باید روشن شود: اثربخشی آن به عوامل متعددی بستگی دارد و نسبتاً گران است. این دو ملاحظات به این معنی است که برای هر برنامه ای اولین انتخاب نیست.
با توجه به گریدها و ترکیب، KDF با توجه به نسبت مس به روی به گریدهای مختلفی طبقه بندی می شود. به عنوان مثال، KDF85 از 85٪ مس و 15٪ روی تشکیل شده است. نسبت های مختلف به مواد ویژگی های متفاوتی می دهد و آن را برای کاربردهای مختلف مناسب می کند.
2. KDF چگونه ساخته می شود؟
فرآیند تولید اولیه ساده است و از دو مرحله اصلی تشکیل شده است:
مرحله 1: ذوب شدن
مس خالص و روی خالص با هم ذوب می شوند و آلیاژ مس-روی را تشکیل می دهند.
مرحله 2: دانه بندی
سپس آلیاژ مذاب با استفاده از روش دانه بندی برای تولید گرانول های آلیاژ مس-روی که در مواد نهایی می بینیم، پردازش می شود.
به عبارت دیگر، کیفیت KDF از ابتدا به دو چیز بستگی دارد: اینکه آیا مس و روی خالص استفاده می شود و اینکه آیا نسبت آنها به طور دقیق کنترل می شود. نسبت، درجه را تعیین می کند - و در نهایت چه کاری می تواند مواد انجام دهد.
3. نحوه عملکرد KDF: یک "سلول گالوانیکی" در آب
این مهمترین جنبه KDF است، و همچنین یکی از مواردی است که اغلب مرموزتر از آنچه هست به نظر می رسد. در واقع، بر اساس همان اصل سلول های گالوانیکی که در فیزیک دبیرستان تدریس می شود، کار می کند.
فرآیند را می توان به مراحل زیر تقسیم کرد:
دو الکترود تشکیل می شود. مس و روی می توانند یک واکنش گالوانیکی در آب ایجاد کنند. در طی این فرآیند، دو الکترود درست مانند باتری تشکیل می شود: یک الکترود مس و یک الکترود روی که به عنوان کاتد و آند عمل می کند.
روی در آند الکترون های خود را از دست می دهد. روی به تدریج حل می شود: روی فلزی، با حالت اکسیداسیون صفر، به یون روی با بار 2 + (Zn → Zn2+ + 2e-) تبدیل می شود و در این فرآیند الکترون ها آزاد می شود.
الکترون ها به سمت الکترود مس جریان می یابند. الکترون های آزاد شده به سمت الکترود مس حرکت می کنند و جریان الکتریکی تولید می کنند.
الکترون های آزاد به طور مداوم تولید می شوند. تا زمانی که واکنش ادامه دارد، الکترون های آزاد به طور پیوسته تولید می شوند.
الکترون های آزاد مواد به شدت اکسید کننده را حذف می کنند. این الکترون های آزاد می توانند مواد به شدت اکسید کننده موجود در آب مانند کلر باقیمانده را حذف کنند. کلر باقیمانده کاهش می یابد و در نتیجه از آب خارج می شود.
فلزات سنگین کاهش یافته و روی الکترود مسی رسوب می کنند. برخی از یون‌های فلزات سنگین در آب، الکترون‌هایی را در الکترود مسی به دست می‌آورند، کاهش می‌یابند و رسوبات تشکیل می‌دهند و در نتیجه از آب حذف می‌شوند. این فرآیند به ویژه هنگامی که آب دارای سطح خاصی از رسانایی الکتریکی باشد، مشخص می شود.
یک شرط کلیدی باید تاکید شود: هم مقدار فلزات سنگین KDF حذف می شود و هم راندمان حذف آن به طور مستقیم با غلظت اولیه و سرعت جریان آب مرتبط است. به عبارت دیگر، برای اینکه KDF به طور موثر کار کند، غلظت اولیه باید کمتر و سرعت جریان کمتر باشد. هرچه آب به طور کامل با محیط فیلتر تماس پیدا کند، واکنش کاملتر می تواند ادامه یابد.
4. عوامل مؤثر بر عملکرد KDF
اثر عامل
رسانایی آب واکنش گالوانیکی به سطح خاصی از هدایت الکتریکی نیاز دارد. اگر هدایت ناکافی باشد، واکنش نمی تواند به طور موثر ادامه یابد.
غلظت اولیه هرچه غلظت اولیه کمتر باشد، حذف آسان‌تر انجام می‌شود.
سرعت جریان آب سرعت جریان آهسته تر اجازه می دهد تا زمان تماس طولانی تر و حذف کامل تر. اگر جریان خیلی سریع باشد، زمان کافی برای واکنش وجود ندارد.
مقدار محیط فیلتر مقدار بیشتر محیط فیلتر ظرفیت تصفیه و توانایی حفظ عملکرد را افزایش می دهد.
همانطور که جدول نشان می دهد، KDF یک رسانه فیلتر نیست که "بعد از نصب به طور خودکار کار کند." عملکرد آن به شدت به شرایط عملیاتی بستگی دارد. همچنین به همین دلیل است که اثربخشی آن بین محصولات واقعی به طور قابل توجهی متفاوت است.
5. مقرون به صرفه بودن KDF: دیدگاه سازنده
از دیدگاه ما به عنوان یک تولید کننده، ارزیابی ما از KDF نسبتاً اندازه گیری می شود.
از یک طرف، هزینه آن واقعاً بالا است.
از مس خالص و روی خالص به عنوان مواد اولیه استفاده می کند و به مراحل مختلف پردازش از جمله ذوب و دانه بندی نیاز دارد. نه مواد و نه فرآیندهای تولید ارزان نیستند، که مستقیماً به قیمت نسبتاً بالای آن کمک می کند.
از سوی دیگر، عملکرد آن در دنیای واقعی نامشخص است.
همانطور که قبلاً بحث شد، توانایی KDF در حذف کلر و فلزات سنگین به عواملی مانند هدایت آب، غلظت اولیه، سرعت جریان و مقدار محیط مورد استفاده بستگی دارد. در شرایط کمتر از ایده آل، ممکن است نتواند عملکرد مورد انتظار را ارائه دهد، حتی اگر هزینه قبلاً متحمل شده باشد.
به طور کلی، بنابراین، ما KDF را از دیدگاه سازنده مقرون به صرفه نمی دانیم.
اگر بخواهیم منصف باشیم، KDF مزایایی نیز دارد که جایگزینی آنها دشوار است: می تواند هم کلر و هم حذف فلزات سنگین را برطرف کند و در برابر دماهای بالا نسبتاً مقاوم است. بنابراین هنوز در برخی کاربردهای خاص ارزش دارد. با این حال، هنگام انتخاب مواد و تعیین نسبت آنها در یک محصول، باید در مورد اینکه آیا پولی که برای KDF خرج می‌شود، واقعاً سطح کارایی مربوطه را ارائه می‌دهد یا خیر، روشن باشیم.
6. خلاصه
KDF یک آلیاژ مس-روی است که از طریق ذوب و دانه‌بندی تولید می‌شود و به‌عنوان یک فیلتر گرانولی از آلیاژ فلز استفاده می‌شود.
با توجه به نسبت مس به روی آن به گریدهای مختلفی طبقه بندی می شود. به عنوان مثال، KDF85 = 85٪ مس + 15٪ روی.
در آب، KDF از طریق یک واکنش گالوانیکی عمل می کند: روی به عنوان آند عمل می کند، الکترون ها را از دست می دهد و به یون روی با بار 2+ تبدیل می شود. الکترون ها به سمت الکترود مسی جریان پیدا می کنند و جریان تولید می کنند. الکترون های آزاد به دست آمده، مواد به شدت اکسید کننده مانند کلر باقیمانده را حذف می کنند، در حالی که یون های فلزات سنگین کاهش یافته و روی الکترود مسی رسوب می کنند.
اثربخشی آن به عوامل مختلفی از جمله هدایت آب، غلظت اولیه، سرعت جریان و مقدار محیط مورد استفاده بستگی دارد. غلظت اولیه کمتر و سرعت جریان آهسته تر به آن اجازه می دهد تا به طور موثرتری کار کند.
از آنجایی که مواد خام و فرآوری گران هستند، در حالی که عملکرد توسط شرایط عملیاتی محدود می شود، KDF از دیدگاه سازنده مقرون به صرفه نیست.
