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高锰钢和低碳钢在铜铁伴生矿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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高锰钢和低碳钢在50℃，模拟矿浆4（4.67g/L硫酸铜，2.335g/L硫酸铁和11.63mg/L氯化钠的混合浸泡液）中全浸2h的腐蚀失重速率如表1所示。
 
表1 模拟矿浆4中全浸2h腐蚀实验结果
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表1的失重速率结果显示，在模拟铜铁混合矿浆（含Cl-）中，浸泡2h,高锰钢和低碳钢的腐蚀失重速率都很大。同时可看出，高锰钢比低碳钢腐蚀严重，失重较多，平均腐蚀失重速率比低碳钢大15.8%.与前两种模拟矿浆对比发现，铜铁混合矿浆对高锰钢和低碳钢的腐蚀最为严重，腐蚀失重速率达到目前为止的最大值。
 
高锰钢和低碳钢在50℃，模拟矿浆5（4.67g/L硫酸铜，2.335g/L硫酸铁的混合浸泡液）中全浸2h的腐蚀失重速率如表2所示。 
 
表2 模拟矿浆5中全浸泡腐蚀实验结果
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表2的失重速率结果显示：在铜铁混合矿浆（不含Cl-）的浸泡液中，浸泡同样的时间，高锰钢比低碳钢腐蚀严重，失重较多，平均腐蚀失重速率较大。但与含Cl-的铜铁混合矿浆中两种钢的失重速率比较发现：在铜铁混合矿浆环境中，微量Cl-（11.68mg/L）的存在，对腐蚀的加速效果明显，高锰钢和低碳钢的腐蚀速率都明显增大。尤其是对高锰钢的腐蚀影响明显，腐蚀速率由24.7384g/m2.h增加到30.6977g/m2.h,增大了24%,低碳钢的腐蚀速率由22.0640g/m2.h增加到26.5019g/m2.h,增加了20%.