KDF는 구리-아연 합금입니다. 화학 처리제도 아니고 활성탄과 같은 다공성 물질도 아닌 입상 금속 합금입니다.
이는 용해 및 과립화를 통해 생산됩니다. 구리와 아연을 먼저 함께 녹여 합금을 형성한 다음 과립으로 만듭니다. 필터 카트리지 내부에 보이는 황금 알갱이는 KDF입니다.
물 속에서 KDF는 갈바닉 반응을 일으켜 잔류 염소와 중금속을 제거합니다. 그러나 두 가지 점을 분명히 해야 합니다. 그 효과는 여러 요인에 따라 달라지며 상대적으로 비용이 많이 듭니다. 이러한 두 가지 고려 사항은 모든 애플리케이션에 대한 첫 번째 선택이 아니라는 것을 의미합니다.
등급 및 구성과 관련하여 KDF는 구리-아연 비율에 따라 다양한 등급으로 분류됩니다. 예를 들어, KDF85는 구리 85%와 아연 15%로 구성됩니다. 다른 비율은 재료에 다른 특성을 부여하고 다른 용도에 적합하게 만듭니다.
2. KDF는 어떻게 만들어지나요?
기본 제조 공정은 간단하며 다음 두 가지 주요 단계로 구성됩니다.
1단계: 녹이기
순수한 구리와 순수한 아연을 함께 녹여 구리-아연 합금을 만듭니다.
2단계: 과립화
그런 다음 용융된 합금을 과립화 방법을 사용하여 가공하여 완성된 재료에서 볼 수 있는 구리-아연 합금 과립을 생성합니다.
즉, KDF의 품질은 처음부터 순동과 아연을 사용하느냐, 그리고 그 비율을 정확하게 조절하느냐에 따라 결정됩니다. 비율에 따라 등급이 결정되고 궁극적으로 재료의 성능이 결정됩니다.
3. KDF의 작동 원리: 물 속의 "갈바니 전지"
이것이 KDF의 가장 중요한 측면이자 실제보다 더 신비롭게 들리게 만드는 측면이기도 합니다. 실제로 이는 중등학교 물리학에서 가르치는 갈바니 전지와 동일한 원리로 작동합니다.
프로세스는 다음 단계로 나눌 수 있습니다.
두 개의 전극이 형성됩니다. 구리와 아연은 물에서 갈바니 반응을 일으킬 수 있습니다. 이 과정에서 배터리와 마찬가지로 두 개의 전극이 형성됩니다. 구리 전극과 아연 전극은 음극과 양극 역할을 합니다.
아연은 양극에서 전자를 잃습니다. 아연은 점차적으로 용해됩니다. 산화 상태가 0인 금속 아연은 +2(Zn → Zn²⁺ + 2e⁻) 전하를 갖는 아연 이온이 되어 그 과정에서 전자를 방출합니다.
전자는 구리 전극을 향해 흐릅니다. 방출된 전자는 구리 전극으로 이동하여 전류를 생성합니다.
자유전자는 지속적으로 생성됩니다. 반응이 계속되는 한 자유전자는 계속 생성됩니다.
자유전자는 강하게 산화되는 물질을 제거합니다. 이러한 자유 전자는 잔류 염소와 같은 물 속의 강력한 산화 물질을 제거할 수 있습니다. 잔류 염소가 감소되어 물에서 제거됩니다.
중금속이 환원되어 구리 전극에 증착됩니다. 물 속의 특정 중금속 이온은 구리 전극에서 전자를 얻고 환원되어 침전물을 형성하여 물에서 제거됩니다. 이 과정은 물이 특정 수준의 전기 전도성을 가질 때 특히 두드러집니다.
한 가지 핵심 조건을 강조해야 합니다. KDF가 제거하는 중금속의 양과 제거 효율은 모두 초기 농도 및 물 유속과 직접적인 관련이 있습니다. 즉, KDF가 효과적으로 작동하려면 초기 농도가 낮아야 하고 유속이 느려져야 합니다. 물이 필터 매체와 더 철저하게 접촉할수록 반응이 더 완전하게 진행될 수 있습니다.
4. KDF 실적에 영향을 미치는 요인
요인효과
물 전도성 갈바닉 반응에는 일정 수준의 전기 전도성이 필요합니다. 전도도가 부족하면 반응이 효과적으로 진행될 수 없습니다.
초기 농도 초기 농도가 낮을수록 더 쉽게 제거될 수 있습니다.
물 유속 유속이 느리면 접촉 시간이 길어지고 더 철저한 제거가 가능해집니다. 흐름이 너무 빠르면 반응 시간이 충분하지 않습니다.
필터 매체의 양 필터 매체의 양이 많을수록 처리 용량과 성능 유지 능력이 향상됩니다.
표에서 알 수 있듯이 KDF는 “설치하면 자동으로 작동하는” 여과재가 아닙니다. 성능은 작동 조건에 따라 크게 달라집니다. 이것이 바로 실제 제품에 따라 그 효과가 상당히 다른 이유이기도 합니다.
5. KDF의 비용 효율성: 제조업체의 관점
제조업체로서의 우리의 관점에서 KDF에 대한 우리의 평가는 공정하게 측정되었습니다.
한편으로 그 비용은 정말 높습니다.
순수 구리와 순수 아연을 원료로 사용하며 용융, 조립 등 여러 가공 단계가 필요합니다. 재료나 제조 공정 모두 저렴하지 않아 상대적으로 높은 가격에 직접적인 영향을 미칩니다.
반면, 실제 성능은 불확실합니다.
앞서 논의한 바와 같이 KDF의 염소 및 중금속 제거 능력은 물 전도도, 초기 농도, 유속 및 사용된 매체의 양과 같은 요인에 따라 달라집니다. 이상적이지 않은 조건에서는 이미 비용이 발생했음에도 불구하고 기대한 성능을 제공하지 못할 수 있습니다.
따라서 전반적으로 우리는 제조업체의 관점에서 KDF가 특별히 비용 효율적이라고 생각하지 않습니다.
공정하게 말하면 KDF는 대체하기 어려운 장점도 있습니다. 염소와 중금속 제거를 모두 처리할 수 있고 고온에 상대적으로 강합니다. 따라서 특정 특정 응용 분야에서는 여전히 가치가 있습니다. 그러나 재료를 선택하고 제품의 비율을 결정할 때 KDF에 지출된 비용이 실제로 해당 수준의 성능을 제공할 수 있는지 명확하게 해야 합니다.
6. 요약
KDF는 구리-아연 합금으로 용융 및 조립을 통해 생산되며 입상 금속합금 필터재로 사용됩니다.
구리와 아연의 비율에 따라 다양한 등급으로 분류됩니다. 예를 들어 KDF85 = 구리 85% + 아연 15%입니다.
물 속에서 KDF는 갈바닉 반응을 통해 작동합니다. 아연은 양극 역할을 하여 전자를 잃고 +2 전하를 갖는 아연 이온이 됩니다. 전자는 구리 전극으로 흘러 전류를 생성합니다. 생성된 자유전자는 잔류염소 등 산화력이 강한 물질을 제거하고, 중금속 이온은 환원되어 구리전극에 침전된다.
그 효과는 물 전도도, 초기 농도, 유속, 사용된 매체의 양을 포함한 여러 요인에 따라 달라집니다. 초기 농도가 낮고 유속이 느리면 더 효과적으로 작동할 수 있습니다.
원자재 및 가공 비용이 비싸고 작동 조건에 따라 성능이 제한되기 때문에 KDF는 제조업체 관점에서 특별히 비용 효율적이지 않습니다.
