论文部分内容阅读
高硫铝土矿在高压溶出过程中硫主要以Na2S及少量Na2S2O3、Na2SO3和Na2SO4等形态转入铝酸钠溶液，对设备材质（16Mn钢和Q235钢）造成严重的腐蚀。当前，硫对钢材的碱性腐蚀研究主要针对单一氢氧化钠溶液介质条件，没有考虑铝酸根离子的影响。本文在模拟氧化铝生产蒸发工序初期的温度、苛碱与氧化铝浓度条件下，采用静泡腐蚀的方法，通过失重法研究各种形态硫对Q235钢的腐蚀行为；在晶种分解温度条件下，采用极化曲线、阻抗谱等手段研究各种形态硫对Q235钢的电化学腐蚀行为。主要结果如下： （1）在总硫7g/L的铝酸钠溶液中（3g/L S2-、4g/L S2O32-），随着腐蚀时间的延长，腐蚀失重呈现先升后降的趋势，在腐蚀时间为9d时，腐蚀失重达到最大值2.8650 g·m-2；同样在总硫7g/L的铝酸钠溶液中（4g/L S2-、3g/L S2O32-），两者的腐蚀失重趋势一样，但在腐蚀时间为11d时，腐蚀失重达到最大值6.6846 g·m-2，在腐蚀时间为9d时，腐蚀失重为4.1639 g·m-2，说明S2-对Q235钢腐蚀程度明显大于S2O32-；上述两种介质中腐蚀电流密度均呈现升高趋势；交流阻抗谱的容抗弧半径均呈现减小趋势。 （2）在含3g/L S2-的铝酸钠溶液中，研究S2O32-浓度对Q235钢腐蚀行为的影响规律，S2O32-浓度在3g/L之内，腐蚀失重呈现降低的趋势，说明此时阻碍腐蚀；当S2O32-浓度高于3g/L时，腐蚀失重呈现上升的趋势，说明此时促进腐蚀；S2O32-浓度在3g/L时，腐蚀失重为最小值3.0977 g·m-2，此时腐蚀电流密度为2900μA/cm2。 （3）在含3g/L S2O32-的铝酸钠溶液中，研究S2-浓度对Q235钢腐蚀行为的影响规律，S2-浓度在4g/L之内，腐蚀失重呈现先降后升的趋势，在S2-浓度3g/L时，腐蚀失重达到最小值1.1414 g·m-2，此时腐蚀电流密度为2882.092μA/cm2；当S2-浓度高于4g/L，腐蚀失重再次下降，由于S2-会部分氧化生成SO32-，使溶液中的S2-含量下降，对于铁的阳极溶解反应起着阻碍的作用。 （4）在含有3g/L S2-和3g/L S2O32-的铝酸钠溶液中，分别研究SO32-与SO42-浓度对Q235钢腐蚀行为的影响规律，SO32-浓度在5g/L之内，腐蚀失重呈现先降后升的趋势，在 SO32-浓度3g/L时，腐蚀失重达到最小值1.1414 g·m-2；而SO42-在同样的浓度条件下，腐蚀失重呈现先降后升的趋势，在SO42-浓度3g/L时，腐蚀失重达到最小值0.1012 g·m-2。SO32-、SO42-对腐蚀均起着抑制作用，SO42-存在的情况下，对腐蚀起着明显的抑制作用，而SO32-效果较差些。 （5）在含3g/L S2和3g/L S2O32-的铝酸钠溶液中，当氧化铝浓度由80g/L升高至100g/L时，腐蚀电流密度由3312μA/cm2降至2110μA/cm2，交流阻抗谱的容抗弧半径呈现增大趋势；氧化铝浓度增加，对腐蚀起到明显的抑制作用。