KDF je zlitina bakra in cinka. Ni niti sredstvo za kemično obdelavo niti porozen material, kot je aktivno oglje, temveč zrnata kovinska zlitina.
Proizvaja se s taljenjem in granulacijo: baker in cink se najprej stopita skupaj, da tvorita zlitino, ki se nato oblikuje v granule. Zlata zrnca, ki jih vidimo v filtrirnih vložkih, so KDF.
V vodi KDF ustvari galvansko reakcijo za odstranitev ostankov klora in težkih kovin. Vendar je treba pojasniti dve točki: njegova učinkovitost je odvisna od več dejavnikov in je relativno draga. Ta dva vidika pomenita, da ni prva izbira za vsako aplikacijo.
Kar zadeva razrede in sestavo, je KDF razvrščen v različne razrede glede na razmerje med bakrom in cinkom. Na primer, KDF85 je sestavljen iz 85% bakra in 15% cinka. Različna razmerja dajejo materialu različne lastnosti in so primerni za različne aplikacije.
2. Kako je izdelan KDF?
Osnovni proizvodni proces je preprost in je sestavljen iz dveh glavnih korakov:
1. korak: Taljenje
Čisti baker in čisti cink sta stopljena skupaj, da nastane zlitina bakra in cinka.
2. korak: granulacija
Staljeno zlitino nato obdelamo z metodo granulacije, da proizvedemo zrnca zlitine bakra in cinka, ki jih vidimo v končnem materialu.
Z drugimi besedami, kakovost KDF je že od samega začetka odvisna od dveh stvari: ali sta uporabljena čisti baker in cink in ali sta njuna razmerja natančno nadzorovana. Razmerje določa oceno – in na koncu, kaj material zmore.
3. Kako deluje KDF: "Galvanski člen" v vodi
To je najpomembnejši vidik KDF in tudi tisti, ki najpogosteje zveni bolj skrivnostno, kot je v resnici. Pravzaprav deluje po istem principu kot galvanski členi, ki se učijo v srednješolski fiziki.
Postopek je mogoče razdeliti na naslednje korake:
Nastaneta dve elektrodi. Baker in cink lahko povzročita galvansko reakcijo v vodi. Med tem postopkom nastaneta dve elektrodi, tako kot pri bateriji: bakrena elektroda in cinkova elektroda, ki služita kot katoda in anoda.
Cink izgublja elektrone na anodi. Cink se postopoma raztopi: kovinski cink z oksidacijskim stanjem nič postane cinkov ion z nabojem +2 (Zn → Zn²⁺ + 2e⁻) in pri tem sprosti elektrone.
Elektroni tečejo proti bakreni elektrodi. Sproščeni elektroni se premaknejo na bakreno elektrodo in proizvajajo električni tok.
Prosti elektroni nastajajo nenehno. Dokler se reakcija nadaljuje, prosti elektroni nenehno nastajajo.
Prosti elektroni odstranijo močno oksidativne snovi. Ti prosti elektroni lahko odstranijo močno oksidativne snovi v vodi, kot je preostali klor. Preostali klor se zmanjša in s tem odstrani iz vode.
Težke kovine se reducirajo in odlagajo na bakreno elektrodo. Nekateri ioni težkih kovin v vodi pridobijo elektrone na bakreni elektrodi, se reducirajo in tvorijo usedline, s čimer se odstranijo iz vode. Ta proces je še posebej izrazit, ko ima voda določeno stopnjo električne prevodnosti.
Poudariti je treba en ključni pogoj: količina težkih kovin, ki jih KDF odstrani, in njegova učinkovitost odstranjevanja sta neposredno povezani z začetno koncentracijo in pretokom vode. Z drugimi besedami, za učinkovito delovanje KDF mora biti začetna koncentracija nižja in pretok počasnejši. Bolj ko voda pride v stik s filtrirnim medijem, bolj popolno lahko poteka reakcija.
4. Dejavniki, ki vplivajo na uspešnost KDF
Učinek faktorja
Prevodnost vode Galvanska reakcija zahteva določeno stopnjo električne prevodnosti. Če je prevodnost nezadostna, reakcija ne more potekati učinkovito.
Začetna koncentracija Nižja kot je začetna koncentracija, hitrejša je odstranitev.
Hitrost pretoka vode Počasnejši pretok omogoča daljši kontaktni čas in temeljitejšo odstranitev. Če je tok prehiter, ni dovolj časa za reakcijo.
Količina filtrirnega medija Večja količina filtrirnega medija poveča zmogljivost obdelave in zmožnost vzdrževanja učinkovitosti.
Kot kaže tabela, KDF ni filtrirni medij, ki »samodejno deluje, ko je nameščen«. Njegovo delovanje je močno odvisno od delovnih pogojev. Tudi zato se njegova učinkovitost med dejanskimi izdelki precej razlikuje.
Z našega vidika kot proizvajalca je naša ocena KDF pošteno odmerjena.
Po eni strani so njegovi stroški resnično visoki.
Kot surovini uporablja čisti baker in čisti cink ter zahteva več korakov obdelave, vključno s taljenjem in granulacijo. Niti materiali niti postopki izdelave niso poceni, kar neposredno prispeva k njegovi relativno visoki ceni.
Po drugi strani pa je njegova učinkovitost v resničnem svetu negotova.
Kot smo že omenili, je sposobnost KDF za odstranjevanje klora in težkih kovin odvisna od dejavnikov, kot so prevodnost vode, začetna koncentracija, hitrost pretoka in količina uporabljenega medija. Pod pogoji, ki niso idealni, morda ne bo dosegel pričakovane učinkovitosti, čeprav je strošek že nastal.
Na splošno torej menimo, da KDF ni posebej stroškovno učinkovit z vidika proizvajalca.
Po pravici povedano ima KDF tudi prednosti, ki jih je težko nadomestiti: lahko se ukvarja z odstranjevanjem klora in težkih kovin in je relativno odporen na visoke temperature. Zato ima še vedno vrednost v nekaterih posebnih aplikacijah. Ko pa izbiramo materiale in določamo njihove deleže v izdelku, moramo biti jasni glede tega, ali bo denar, porabljen za KDF, dejansko zagotovil ustrezno raven učinkovitosti.
6. Povzetek
KDF je zlitina bakra in cinka, proizvedena s taljenjem in granulacijo ter uporabljena kot filtrirni medij zrnate kovinske zlitine.
Razvrščen je v različne razrede glede na razmerje med bakrom in cinkom. Na primer, KDF85 = 85% bakra + 15% cinka.
V vodi KDF deluje preko galvanske reakcije: cink deluje kot anoda, izgublja elektrone in postane cinkov ion z nabojem +2. Elektroni tečejo do bakrene elektrode in proizvajajo tok. Nastali prosti elektroni odstranijo močno oksidativne snovi, kot je preostali klor, medtem ko se ioni težkih kovin reducirajo in odložijo na bakreno elektrodo.
Njegova učinkovitost je odvisna od več dejavnikov, vključno s prevodnostjo vode, začetno koncentracijo, hitrostjo pretoka in količino uporabljenega medija. Nižja začetna koncentracija in počasnejši pretok mu omogočata učinkovitejše delovanje.
Ker so surovine in predelava dragi, zmogljivost pa omejujejo delovni pogoji, KDF z vidika proizvajalca ni posebej stroškovno učinkovit.
