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高锰钢和低碳钢在铁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铁矿浆中浸渍2h和24h后的宏观形貌如图2所示。
图2 高锰钢和低碳钢在模拟铁矿浆中浸渍2h和24h的宏观形貌
在模拟铁矿浆环境中,配置的模拟矿浆5 (Fe2(SO4)3 + NaCl)溶液呈棕黄色,将Mn13Cr2高锰钢和Q235低碳钢试样放入模拟铁矿浆中,高锰钢在铁矿浆中浸泡约10min后,表面即呈现密集的麻点腐蚀,源于高锰钢化学成分的不均匀性;而低碳钢约90min才呈现轻微腐蚀痕迹,此时高锰钢表面产生了一层红棕色腐蚀产物,猜测为Fe2O3.xH2O.试验结束后,用清水冲洗掉疏松腐蚀产物,经一系列处理后,得到的高锰钢和低碳钢表面形貌如图19所示,高锰钢在铁矿浆中浸渍初期(2h)呈现密集腐蚀沟槽状,属于全面腐蚀中的不均匀腐蚀;而浸渍24h时,试样表面较为均匀一致,呈现全面腐蚀的均匀腐蚀,低碳钢的表面形貌则无明显规律。