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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。
高锰钢和低碳钢在模拟铜矿浆中浸渍2h后的宏观形貌如图3（A、B、C、D）所示。
图3 高锰钢和低碳钢在模拟铜矿浆中的宏观形貌（A、B分别为高锰钢和低碳钢在模拟矿浆1中的宏观形貌，C、D分别为高锰钢和低碳钢在模拟矿浆2中的宏观形貌）
在模拟铜矿浆环境中，即配置的模拟矿浆1（CuSO4 + NaCl）和模拟矿浆2（CuSO4）中，溶液初始呈蓝色，将高锰钢和低碳钢试样放入这两种模拟铜矿浆中，基材表面迅速变红，可知此时溶液中的Cu2+迅速与试样发生了置换反应，置换出红色的产物铜附着在基材表面上，同时也说明模拟铜矿浆环境中，说明两种钢的初期腐蚀以Cu2+的去极化活性溶解为主。高锰钢在含Cl-的铜矿浆中浸泡后，表面呈现细小的沟槽和坑状腐蚀，腐蚀较为严重；在不含Cl-的铜矿浆中浸泡后，表面明显呈现细小而又密集的小孔，小孔分布均匀，孔蚀现象较为明显，孔内以Fe、Cr、Ni的氧化溶解为主，出现孔蚀现象；孔内主要发生以下阳极溶解反应：Fe→Fe2++2e,Cr→Cr3++3e,Ni→Ni2++2e.低碳钢在含Cl-的铜矿浆中浸泡后，表面呈现明显坑状腐蚀，腐蚀较不含Cl-的铜矿浆严重。