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微生物腐蚀是指由微生物引起或加速的腐蚀,是一个十分复杂的过程,危害巨大。目前,国内外关于微生物腐蚀的报道很多,但是涉及的微生物种类主要为硫酸盐还原菌(SRB),硫杆菌作为微生物腐蚀的主要菌种之一,关于其对钢铁腐蚀的研究文献却比较少,研究工作也不够深入,特别是关于两种硫杆菌混合菌对于碳钢和不锈钢的腐蚀研究目前尚未见报道。随着硫杆菌广泛被用于生物浸矿和生物脱硫,硫杆菌对于浸矿设备和煤炭脱硫设备的腐蚀已经开始引起人们的重视,因此,研究硫杆菌对钢铁腐蚀很有必要。
本文通过本实验室分离纯化的两种硫杆菌--氧化亚铁杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,简称T.f)和氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans,简称T.t),运用电化学,扫描电镜表面分析研究方法,对工程上大量运用的不锈钢和碳钢分别进行了腐蚀研究,实验得到的结论与认识如下:
(1)氧化亚铁硫杆菌存在下会加剧碳钢和不锈钢的腐蚀。碳钢和不锈钢的腐蚀速率随氧化亚铁硫杆菌的生长代谢呈现先增大后减小的变化趋势,这与附着在电极表面的微生物膜的完整性和致密性密切相关,腐蚀初期,生物膜疏松多孔,易于发生酸浸腐蚀,腐蚀后期生物膜致密完整,以保护作用为主。
(2)氧化硫硫杆菌存在下会加剧碳钢和不锈钢的腐蚀,氧化硫硫杆菌在腐蚀过程中产生的酸代谢产物也不断的促进腐蚀过程的进行。随着浸泡时间的增加,空白培养基中碳钢和不锈钢的交流阻抗谱的电化学阻抗略有下降,而在氧化硫硫杆菌作用下,两电极的电化学阻抗则先减小后趋于稳定,腐蚀速率先增大后变缓,交流阻抗拟合结果表明氧化硫硫杆菌能够加速碳钢和不锈钢的腐蚀速率。
(3)由氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌组成的混合菌对碳钢和不锈钢的腐蚀跟氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌单独的腐蚀规律相类似。混合菌对碳钢和不锈钢的腐蚀机制主要是在生长过程中酸代谢产物的浸蚀作用。
(4)电化学反应阻抗相对减小变化结果表明:氧化硫硫杆菌对钢铁的腐蚀作用要比氧化亚铁硫杆菌严重,由它们组成的混合菌群比单一菌种更具腐蚀性。