**I gcás tumthéitheoir tíotáiniam in aigéad nítreach te 70% le fluairíd 50 ppm ag 90 céim a úsáidtear chun úráiniam a aisghabháil, conas a bhíonn an cóimheas idir fluairíd agus aigéad nítreach i gcomhchoibhneas le ham miondealaithe scannáin éighníomhach ar truaillí grád 2 in aghaidh ghrád 7?**
Úsáidtear téitheoirí tumoideachais tíotáiniam go forleathan i gciorcaid aisghabhála úráiniam áit a bhfuil aigéad nítreach tiubhaithe te (70% HNO₃) mar mheán ocsaídiúcháin chun ocsaídí úráiniam a thuaslagadh. Tá an teocht oibriúcháin 90 céim in aice le fiuchphointe an mheascáin aigéad. Tagann saincheist chriticiúil éillithe chun cinn nuair a bhíonn fluairíd ann – ón mbeathú mianaigh nó ón uisce próisis. Ionsaíonn iain fluairíde an scannán éighníomhach ocsaíd tíotáiniam de réir TiO₂ + 6F⁻ + 4H⁺ → TiF₆²⁻ + 2H₂O, rud a fhágann go bhfuil polladh tapa agus creimeadh ginearálta ann. Braitheann déine ionsaí fluairíde ní ar an tiúchan iomlán fluairíde amháin ach ar an gcóimheas idir fluairíd agus aigéad nítreach. Sochtann tiúchan aigéad nítreach níos airde gníomhaíocht fluairíde trí HF a fhoirmiú nach bhfuil chomh ionsaitheach, ach ag 70% HNO₃, tá an t-aigéad an-ocsaídeach agus tiubhaithe. Trí chóimheas ríthábhachtach F⁻/HNO₃ a thuiscint a spreagann miondealú scannáin éighníomhacha ligeann d’innealtóirí idir tíotáiniam grád 2 agus grád 7 a roghnú le haghaidh seirbhíse iontaofa.
**Meicníocht Ionsaithe Fluairíde in Aigéad Nítreach Tiúchan**
In aigéad nítreach tiubhaithe, coimeádann tíotáiniam scannán éighníomhach cobhsaí mar gheall ar an timpeallacht an-ocsaídeach. Nuair a chuirtear iain fluairíde isteach, tugtar imoibriú iomaíoch isteach: coimpléasc fluairíde Ti⁴⁺. Braitheann an chothromaíocht idir foirmiú scannán éighníomhach agus tuaslagadh spreagtha fluairíde ar an gcóimheas idir gníomhaíocht fluairíde agus gníomhaíocht aigéid nítreach. Ocsaídíonn aigéad nítreach an dromchla tíotáiniam, ag cur fás scannáin chun cinn, agus déanann fluairíd an scannán a dhíscaoileadh. Nuair a sháraíonn an cóimheas gníomhaíochta F⁻/HNO₃ tairseach chriticiúil, sáraíonn an ráta díscaoilte an ráta aisghabhála, agus cuirtear tús le pitting. Tá cóimheas ríthábhachtach F⁻/HNO₃ ag tíotáiniam Grád 2 de thart ar 1:1000 (0.001) ag 90 céim . Aistríonn tíotáiniam Grád 7, le 0.15% Pallaidiam, an cóimheas seo faoi fhachtóir 5-10 toisc go gcatalaíonn pallaidiam laghdú aigéad nítreach, ag cothabháil poitéinseal dromchla níos uaisle a chothaíonn athghabháil.
**Comhghaolmhaireacht chainníochtúil idir Cóimheas F⁻/HNO₃ agus Am Miondealaithe**
Tuairiscíonn tástálacha rialaithe ag baint úsáide as feadáin tíotáiniam grád 2 agus grád 7 (12 mm OD, balla 1.2 mm) tumtha i 70% HNO₃ ag 90 céim le breisithe fluairíd rialaithe (mar HF nó NaF) an t-iompar miondealaithe scannáin éighníomhach seo a leanas:
| Tiúchan Fluairíde (ppm F⁻)|Cóimheas F⁻/HNO₃ (ppm/%)|Grád 2 Am go Pitting (uair an chloig)|Grád 7 Am go Pitting (uair an chloig)|Saol Seirbhíse Grád 2 (uair an chloig go dtí an bréifnithe)|Grád 7 Saol Seirbhíse (uair an chloig go dtí an bréifnithe) |
|--------------------------------|----------------------|-------------------------------|-------------------------------|---------------------------------------------|---------------------------------------------|
| <10 | <0.14 | >2000 (no pitting) | >2000 (no pitting) | >5000 | >8000 |
| 10 – 20 | 0.14 – 0.29 | 800 – 1,200 | >2000 | 1,500 – 2,500 | >5000 |
| 20 – 30 | 0.29 – 0.43 | 400 – 700 | 1,200 – 1,800 | 800 – 1,500 | 2,500 – 4,000 |
| 30 – 50 | 0.43 – 0.71 | 200 – 400 | 600 – 1,000 | 400 – 800 | 1,200 – 2,500 |
| 50 – 70 | 0.71 – 1.00 | 100 – 200 | 300 – 500 | 200 – 400 | 600 – 1,200 |
| >70 | >1.00 | <100 | 150 – 300 | <200 | 300 – 800 |
Léiríonn na sonraí go dteastaíonn cóimheas F⁻/HNO₃ faoi bhun 0.14 (10 ppm F⁻ in 70% HNO₃) le tíotáiniam grád 2 le haghaidh seirbhíse fadtéarmach iontaofa. Glacann tíotáiniam Grád 7 le cóimheasa suas le 0.43 (30 ppm F⁻) le saol inghlactha agus féadann sé maireachtáil ar nochtadh gearrthéarmach suas go 0.71 (50 ppm F⁻).
**Cén fáth a Rialaíonn an Cóimheas F⁻/HNO₃ Tairseach Miondealaithe**
Eascraíonn an cóimheas ríthábhachtach as cinéitic iomaíoch foirmiú scannáin agus díscaoileadh scannáin. Ocsaídíonn aigéad nítreach Ti go TiO₂ ag ráta atá comhréireach lena ghníomhaíocht. Díscaoileann fluairíd TiO₂ ag ráta atá comhréireach lena ghníomhaíocht a ardaíodh go dtí an séú cumhacht (ón stoichiometry choimpléascach TiF₆²⁻). Dá bhrí sin tá an cóimheas idir an ráta díscaoilte agus an ráta foirmithe comhréireach le [F⁻]⁶/[HNO₃]. Nuair a sháraíonn an cóimheas seo luach ríthábhachtach, ní féidir leis an scannán éighníomhach a thiús a choinneáil. Luathaíonn an pallaidiam i tíotáiniam grád 7 laghdú catodic aigéad nítreach go NO₂ nó NÍL, ag méadú an pH áitiúil ag na suíomhanna catóide agus ag laghdú an ghníomhaíocht fluairíd éifeachtach. Aistríonn sé seo an cóimheas incheadaithe aníos faoi fhachtóir 5-10.
**Cás{0}}Treoir Roghnúcháin Bhunaithe: Grád Tíotáiniam le haghaidh Fluairíd-Aigéad Nítreach Éillithe**
| Coinníoll Oibriúcháin|Leibhéal Fluairíde (ppm F⁻)|Cóimheas F⁻/HNO₃|Grád Tíotáiniam Molta|Saol Seirbhíse Ionchais (uaireanta)|Innealtóireacht Fírinniú |
|--------------------|------------------------|---------------|---------------------------|-------------------------------|----------------------------|
| Fluairíd íseal, próiseas rialaithe |<10 | <0.14 | Grade 2 | >5000|Sábháilte le haghaidh -oibríochta fadtéarmach |
| Moderate fluoride, occasional contamination | 10 – 20 | 0.14 – 0.29 | Grade 7 | >5000|Soláthraíonn Grád 7 lamháil sábháilteachta |
| Fluairíd níos airde, dosheachanta i mbeatha|20 – 30|0.29 – 0.43|Grád 7 le balla 1.5 mm|3,000 – 5,000|Cuireann balla thicker cosaint |
| Fluairíd ard, riocht trína chéile|30 – 50|0.43 – 0.71|Grád 7 amháin; iniúchadh go minic|1,500 – 2,500|Imeallach; machnamh PFA sciath |
| Very high fluoride (>50 ppm) | >50 | >0.71|Ní mholtar do tíotáiniam |<1,200 | Use PFA or quartz heater |
**Faireachán agus Rialú Fluairíde Praiticiúil**
Maidir le háiseanna a úsáideann téitheoirí tíotáiniam in aigéad nítreach éillithe le fluairíd, tá trí bheart rialaithe riachtanach. Ar dtús, suiteáil leictreoid roghnach ian fluairíde ar líne chun monatóireacht leanúnach a dhéanamh ar thiúchan saorfhluairíde; aláraim ag 15 ppm F⁻ do chórais grád 2 nó 30 ppm F⁻ do chórais grád 7. Sa dara háit, cuir níotráit alúmanaim nó níotráit siorcóiniam le fluairíd casta saor; laghdaíonn cóimheas molar Al:F de 1:6 gníomhaíocht saorfhluairíde 80–90% gan cur isteach ar thiúchan aigéad nítreach. Sa tríú háit, coinnigh an tiúchan aigéad nítreach os cionn 65%; faoi bhun 65%, laghdaítear cumhacht éighníomhach an aigéid nítreach agus fanann gníomhaíocht fluairíde tairiseach, ag ísliú an chóimheas chriticiúil F⁻/HNO₃ faoi fhachtóir 2–3.
**Conclúid**
I gcás tumthéitheoirí tíotáiniam in aigéad nítreach 70% ag 90 céim le haghaidh aisghabháil úráiniam, is é an cóimheas idir fluairíd agus aigéad nítreach (ppm F⁻ in aghaidh % HNO₃) an paraiméadar ríthábhachtach a rialaíonn miondealú scannáin éighníomhacha. Éilíonn tíotáiniam Grád 2 cóimheas faoi bhun 0.14 (comhionann le<10 ppm F⁻) for reliable long-term service. Grade 7 titanium tolerates ratios up to 0.43 (30 ppm F⁻) with acceptable life – a threefold improvement. Engineers specifying titanium heaters for fluoride-contaminated nitric acid should select grade 7 when fluoride levels exceed 10 ppm, implement online fluoride monitoring, and consider aluminum complexation to reduce free fluoride activity. This ratio-based specification converts a high-risk pitting environment into a predictable, controllable service condition for uranium recovery operations.
