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高锰钢和低碳钢在铜矿浆中的初期纯腐蚀行为

总体概况

为深入探讨选矿机械设备在铜矿浆、铁矿浆以及铜铁混合矿浆中的腐蚀行为，我们进行了相关模拟矿浆静态浸泡实验，并进行了相关电化学测试，以研究相关选矿机械设备易损件常用材质Mn13Cr2高锰钢和Q235低碳钢（以下简称高锰钢和低碳钢，基材规格为20mm×40mm×1mm）在铜矿浆、铁矿浆以及铜铁混合矿浆中的纯腐蚀行为，为选矿机械设备合理高效防护对策的提出提供理论指导。

 
在实验室内采用失重法和电化学研究方法模拟研究了高锰钢和低碳钢在铜矿浆、铁矿浆和铜铁伴生矿矿浆中的初期纯腐蚀行为，探索不同矿浆环境对设备腐蚀行为的影响机制，并重点研究了Cl-的影响。目前已有研究较少模拟矿浆环境对设备腐蚀的影响，模拟铜矿浆对钢材腐蚀磨损的影响有少量文献报道，而目前我国正在大力开采的铜矿山多为铜铁伴生矿山，模拟铜铁混合矿浆环境对设备腐蚀的影响未见文献报道，铁矿浆环境对设备腐蚀影响的报道也屈指可数。因此，本文重点研究混合矿浆对设备的腐蚀是否加剧，以及设备在混合矿浆环境中的腐蚀失效机理。试验选用铜矿山开采设备常用金属材料高锰钢和低碳钢作为试验材料，研究了高锰钢和低碳钢在铜矿浆、铁矿浆和铜铁混合矿浆中的初期纯腐蚀行为。
 
静态腐蚀浸泡失重实验和电化学测试所用模拟矿浆组成如下表所示，在试验过程中按要求进行配制。
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图1a模拟矿浆1中电位-时间图              图1b 模拟矿浆2中电位-时间图
 
图1 模拟铜矿浆中两种钢的电位-时间图 
 
      高锰钢和低碳钢在模拟铜矿浆中的电位-时间图如图1所示。通过高锰钢和低碳钢在模拟铜矿浆中的电位-时间图，观察发现：无论铜矿浆中是否含Cl-,高锰钢的自腐蚀电位均比低碳钢低；说明在模拟铜矿浆环境中，高锰钢较低碳钢更容易发生腐蚀。
 
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 图2a 模拟矿浆1中极化曲线图                图2b 模拟矿浆2中极化曲线图
 
图2 模拟铜矿浆中两种钢的极化曲线图 
 
      高锰钢和低碳钢在模拟铜矿浆中的极化曲线图如图2所示。通过对高锰钢和低碳钢在模拟铜矿浆中的极化曲线图的分析，我们计算出高锰钢和低碳钢在模拟铜矿浆中的自腐蚀电位Eb,自腐蚀电流Icorr和阻抗值Rp.如表3和表4所示。 
 
表3 模拟矿浆1中的极化曲线分析结果
 
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      在模拟矿浆1中，通过表3可知：高锰钢的自腐蚀电位比低碳钢更负，自腐蚀电流比低碳钢更大，阻抗值比低碳钢更小。因此，高锰钢在模拟矿浆1（模拟含Cl-的铜矿浆）中比低碳钢更容易发生腐蚀，腐蚀速率较大。
 
表4  模拟矿浆2中的极化曲线分析结果
 
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     在模拟矿浆2中，通过表4可知：高锰钢的自腐蚀电流比低碳钢更大，阻抗值比低碳钢更小。因此，高锰钢在模拟矿浆2（模拟不含Cl-的铜矿浆）中比低碳钢腐蚀速率大。