盐酸基溶液中铁离子对铁素体不锈钢腐蚀行为的影响

通过腐蚀失重测试、宏观形貌观察、微观形貌分析、自腐蚀电位测定、极化曲线以及交流阻抗图谱测试等试验检测方法,考察了盐酸溶液中铁离子对热轧抛丸后铁素体不锈钢表面氧化层去除过程的影响。结果表明:不锈钢酸洗过程中Fe~(2+)的累积使溶液氧化还原电位降低,同时降低酸洗效率;Fe~(3+)的累积使溶液氧化还原电位提升,同时提升酸洗效率。在3 mol/L盐酸浓度的溶液中,加入0.5 mol/L的Fe~(3+)或Fe~(2+),不锈钢的酸洗失重率由0.22%分别增至1.23%或降至0.14%。随着溶液中Fe~(3+)同Fe~(2+)摩尔浓度比(C_(Fe~(3+))/C_(Fe~(2+)))的增大,不锈钢的酸洗失重率逐渐增大。在盐酸浓度为1.37 mol/L、全铁浓度为1.79 mol/L的溶液体系中,当C_(Fe~(3+))/C_(Fe~(2+))≥2时,不锈钢的酸洗失重率较不含铁离子的溶液体系提高7.2倍以上。在盐酸溶液中,Fe~(3+)通过直接参与阴极反应提升反应速率,Fe~(2+)通过替换不锈钢表面吸附的H~+从而降低反应速率。     

Q235钢在实际土壤与模拟溶液中的腐蚀行为

对比分析了Q235钢在实际土壤和模拟溶液中的腐蚀行为,计算了其腐蚀失重,利用SEM和XRD方法分析了两种腐蚀介质中Q235钢的锈层形貌、物相结构及相对含量,并分析了不同介质中材料的极化曲线。结果表明:Q235钢在两种不同腐蚀介质中的腐蚀行为存在较大差异。Q235钢在模拟溶液中的腐蚀速率远高于实际土壤,至周期360h达到0.413mm/a,约为实际土壤的4.5倍;Q235钢在实际土壤中呈蚀斑相连长大扩展的腐蚀形貌,其腐蚀产物为α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4和Fe2O3;模拟溶液中试样为均匀腐蚀形貌,阴极过程主要受析氢控制;随腐蚀周期的延长,内锈层中生成结晶性良好的Fe3O4,降低了试样的腐蚀速率。     

流动3.5%NaCl溶液中Cr对低合金钢锈层还原行为的影响

利用电化学极化曲线、EPMA、XRD以及XPS等方法,研究了3.5%(质量分数)NaCl流动溶液中碳钢及含Cr钢锈层的还原行为。试验结果表明,含Cr钢的腐蚀失重小于碳钢。随着腐蚀的进行,试验钢锈层中Fe~(3+)参与了阴极还原反应。Cr元素以Cr~(3+)的形式富集于试验钢内锈层中,提高了腐蚀过程中试验钢的自腐蚀电位,抑制了锈层中Fe~(3+)的还原,使内锈层中Fe_3O_4含量降低,降低了由于锈层还原造成的基体腐蚀。并且,锈层还原作用受到抑制降低了锈层的导电性,使锈层还原O_2的能力降低,进一步降低了基体的腐蚀。所以,在流动3.5%NaCl溶液中,Cr元素主要通过抑制电化学阴极反应改善试验钢的耐蚀性。     

渗铝钢在卤水中的腐蚀行为研究

对Q235钢经过固体包埋渗铝后,观察渗层组织,并对渗层进行XRD衍射分析以及EDS能谱分析,并将渗铝钢浸泡于盐溶液中进行电化学测试以及观察腐蚀产物。结果表明:Q235钢经过高温固体包埋渗铝后形成的渗层致密连续,渗铝层组织主要为针状组织,Fe元素和Al元素是碳钢渗铝后渗层的主要元素,渗铝层主要由Fe2Al5、Al Cl3和Al2O3组成;Q235钢经过腐蚀后,表面的腐蚀产物疏松且容易脱落,碳钢表面渗铝后,在腐蚀环境中,表面生成的腐蚀产物不容易脱落且致密完整,钢基体能够受到表面腐蚀产物较好的保护;电化学试验表明,碳钢渗铝后在盐溶液中抵抗腐蚀的能力明显好于未渗铝钢。     

硫酸铜催化代替氯化汞氧化重铬酸钾滴定法测定铁矿石中TFe

试样以硫磷混酸溶解后,加盐酸使铁转化为氯化铁,首先用SnCl_2预还原大部分Fe~(3+)为Fe~(2+),然后用TiCl。定量还原剩余的Fe~(3+)为Fe~(2+),以钨酸钠作指示剂还原终点,即当Fe3+定量还原为Fe~(2+)后,过量一滴TiCl_3溶液时,可使作为指示剂的钨酸钠中的六价钨(无色)还原成蓝色的五价钨化合物,故溶液呈显蓝色。过量的TiCl_3可在硫酸铜的催化下,借水中溶解氧及空气中的游离氧氧化使钨蓝色泽褪去,从而消除过量TiCl_3还原剂的影响。避免了国标法及经典法的无汞测铁分析方法用重铬酸钾氧化过量TiCl_3时易引入的误差。在硫磷混酸介质中,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用重铬酸钾标准溶液滴定全铁量,取得了令人满意的结果。     

钼蓝光度法和滴定法测定锰矿石中SiO_2、P、MnO_2、TMn

以混合熔剂溶解试样,用盐酸浸取酸化并还原高价锰定容后,通过控制测定时各元素溶液的酸度,用钼蓝光度法测定SiO_2和P。试样中的MnO_2在稀硫酸介质中,Mn~(4+)被草酸钠分解还原为Mn~(2+),过量的草酸钠用高锰酸钾标准溶液返滴定,以还原反应消耗的草酸钠标准溶液的量换算求得MnO_2含量。以盐酸、磷酸溶解试样后,用高氯酸将Mn~(2+)氧化为Mn~(3+),用硫酸亚铁铵滴定法测定TMn量。实验证明,该方法操作简便,快速、有较高的精密度和准确度,能满足冶金生产的需要。     

循环伏安法测定溶液中Fe3+和Fe2+浓度比

采用循环伏安法（CV）测定铁泥制备Fe3O4过程中Fe3+与Fe2+浓度比值的变化,为该工艺过程提供方便、快捷的监测方法。在实验条件下,溶液中的Fe3+与Fe2+组成可逆的氧化还原体系,产生一对峰形良好的氧化还原峰。对影响峰电流的扫描速度、pH值及干扰离子等因素进行考察,结果表明,扫描速度在0.002~0.01 V/s、pH在1.5~2.5时对氧化峰电流及还原峰电流没有影响;溶液中存在的SO42-离子在实验范围内对体系基本无干扰。Fe3+的浓度在0.000 8～0.008 4 mol/L呈线性关系,相关系数为0.999 9,相对标准偏差(n=7)在 0.70%~2.0%之间。该法与标准重铬酸钾滴定法对比,相对误差为1.7%。     

不锈钢粉尘中FeCr_2O_4还原过程分解行为研究

不锈钢粉尘还原过程中FeCr_2O_4分解对Cr的分离回收影响显著。对气体和固体碳还原FeCr_2O_4的热力学过程和分解特征进行研究,探讨Cr在还原过程中存在形式和还原分离条件。结果表明,CO气体和H_2在标准状态下不能还原FeCr_2O_4,固体碳能将FeCr_2O_4还原为铬氧化物和铁氧化物,甚至还原成金属Cr和Fe。提高温度和降低体系总压可促进反应进行。温度1 000～1 200℃,配碳量为β=0.25～0.5时,还原产物主要为Cr_2O_3+Fe;温度1 250℃,配碳量β1.0时,还原产物主要为Cr+Fe;900℃时体系总压在0.01～0.001MPa还原产物主要为Cr_2O_3+Fe,低于0.5kPa时还原产物主要为Cr+Fe。     

三氯化钛还原——重铬酸钾滴定法测定铁酸钙中Fe_2O_3

试样以硫磷混酸溶解后,加盐酸铁转化为氯化铁,首先用Sn Cl2预还原大部分Fe3+为Fe2+,然后用Ti Cl3定量还原剩余的Fe3+为Fe2+,以钨酸钠为指示剂作指示还原终点,即当Fe3+定量还原为Fe2+后,过量一滴Ti Cl3溶液时,可使作为指示剂钨酸钠中的六价钨(无色)还原成蓝色的五价钨化合物,故溶液呈显蓝色。过量的Ti Cl3可在硫酸铜的催化下,借水中溶解氧及空气中的游离氧氧化使钨蓝色泽褪去,从而消除过量Ti Cl3还原剂的影响。避免了国标法及经典法的无汞测铁元素分析方法用重铬酸钾氧化过量Ti Cl3时易引入的误差。在硫磷混酸介质中,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用重铬酸钾标准溶液滴定全铁量,取得了令人满意的结果。     

响应曲面法优化氧化亚铁硫杆菌氧化Fe2+工艺条件试验研究

在单因素试验基础上,研究了响应曲面法优化氧化亚铁硫杆菌氧化Fe2+的工艺条件。结果表明,初始ρ(Fe2+)、初始pH值、培养温度、接种量与响应值Fe2+氧化速率有显著相关性。典型性分析得到氧化亚铁硫杆菌氧化Fe2+的最佳工艺条件为:初始ρ(Fe2+)为8.44 g/L,溶液初始pH值为2.1,培养温度为33℃,接种量为12%。在此条件下,Fe2+氧化速率理论值达到0.217 g/(L.h),验证试验条件下实际最大氧化速率为0.215 g/(L.h)。     

Q235钢和X70管线钢在北美山地灰钙土中的短期腐蚀行为

通过腐蚀失重速率试验、腐蚀形貌特征的扫描电镜观察和X射线衍射分析以及土壤理化性质分析等手段研究了国产Q235钢和X70管线钢在加拿大中南部的山地灰钙土中实地埋样试验一年后的短期腐蚀行为特征.结果发现Q235钢和X70钢的平均腐蚀速率和最大点蚀深度均比较接近,但Q235钢点蚀密度明显高于X70钢;两种钢的腐蚀产物成分类似,均为FeOOH、Fe₃O₄和Fe₂O₃的复杂混合物,腐蚀产物层不致密,存在明显的裂纹;两种钢表层土壤中均发现较多的硫酸盐还原菌、硫化菌和异养菌,这些菌群的共同作用能够加速腐蚀产物层下局部腐蚀的发生.      

钕铁硼回收料盐酸优溶液氧化法除铁

简述了钕铁硼回收料盐酸优溶液二氧化锰氧化法深度除铁工艺。通过试验考察了二氧化锰氧化除铁工艺方法中氧化剂用量、氧化时间等主要影响因素。反应温度90℃,以二氧化锰作氧化剂,用量为理论量,反应3 h,优溶液中的Fe~(2+)降至0. 14 g/L,Fe~(2+)氧化率高达99. 16%;优溶液经氧化后,用NaOH回调pH至4,生成Fe(OH)_3沉淀,溶液中Fe含量降至约100 mg/L。设计了优化工艺参数,并在生产实践中进行了验证,确认可采用二氧化锰氧化法对钕铁硼盐酸优溶液实现简单、高效、稳定的深度除铁。     

用氧化还原法脱除硫酸钴溶液中的Mn~(2+)

研究了通过控制溶液氧化还原电位氧化脱除粗CoSO_4溶液中的Mn~(2+)。利用Na_2S_2O_8(2.08V)、Mn~(2+)(1.3V)、Co~(2+)(1.8V)在溶液中最高氧化还原电位之间的差异,通过控制CoSO_4溶液Me-H_2O系的氧化还原电位,以Na_2S_2O_8作氧化剂,氧化脱除溶液中的Mn~(2+)。结果表明:在溶液电位为0.4～1.3V、Na_2S_2O_8用量为4倍锰理论物质的量、溶液氧化终点pH为5.0～5.5、Na_2S_2O_8浓度为0.1mol/L、温度为60℃、反应时间为1h、搅拌速度为250r/min条件下,Mn~(2+)最高脱除率达99.5%,钴氧化损失率在5%以内,Mn~(2+)的氧化脱除效果较好。     

湿法炼锌溶液中臭氧氧化除铁工艺及动力学研究

以臭氧为强氧化剂、ZnO为中和剂进行湿法炼锌溶液中Fe2+脱除的试验及动力学研究。考察初始Fe2+浓度、溶液pH、反应温度和O3流量等因素对除铁效果的影响。结果表明：增大pH、温度和O3流量可以显著增加除铁效率，而增加初始Fe2+浓度会降低除铁效率。宏观动力学研究表明，对比常用的拟一级、拟二级、Higbie和Avrami等动力学方程，臭氧氧化—沉淀除铁符合拟一级反应特征，受扩散控制，反应表观活化能为28.57 kJ/mol，动力学方程为r_(Fe^(2+) )=8.22[Fe^(2+) 〖]_0〗^(-0.74) [H^+ ]^(-0.51) Q_(O_3)^1.89 exp?〖(-3436/T〗)。     

镁离子对低品位硫化镍矿氧化浸出电化学行为的影响

低品位硫化镍矿中含镁硅酸矿物易被酸溶解出Mg^2+而影响其有价金属提取。采用不同氧化浸出体系研究了Mg^2+对硫化镍矿中Ni、Cu、Mg、Fe浸出的影响,利用循环伏安、动电位极化、交流阻抗等方法研究了Mg^2+影响硫化镍矿中硫化矿物氧化溶解电化学行为。结果表明,试验范围内,低品位硫化镍矿中硫化矿物氧化浸出受氧化产物扩散影响控制,含镁矿物被酸溶解释放出Mg^2+进入溶液,游离的Mg^2+受硫化矿物表面负电性离子吸引而吸附在矿石表面,降低矿物表面氧化溶解双电层电荷转移内阻,加速电荷转移过程;另一方面,由于Mg^2+吸附影响,使得硫化镍矿表面氧化产物膜致密生长而显著负影响硫化矿物浸出,致使硫化矿物自腐蚀速率随Mg^2+浓度增加而降低。Mg^2+对含S物种电对间转化不利,与Fe^3+协同影响硫化矿物氧化浸出效率,低Mg^2+浓度促进Fe^3+/Fe^2+循环,而高Mg^2+浓度引起硫化矿物腐蚀产物层致密生长而降低矿物被溶解的速率。硫化镍矿在不同体系氧化浸出时,初始含Mg^2+条件下,Ni、Cu、Fe浸出效率低于无Mg^2+体系。     

Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)在[Bmim]BF_4-FeCl_3-H_2O体系中的电化学行为

采用循环伏安法研究了Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)在[Bmim]BF4-FeCl3-H2O体系中的电化学行为。研究表明,在[Bmim]BF4-FeCl3-H2O体系中只观察到Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)的氧化还原反应,没有观察到Fe(Ⅱ)/Fe的氧化还原;Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)的氧化还原反应是扩散控制的可逆过程。还原峰值电流随扫描速率增大而增大,并符合Randles-Sevcik方程。Fe(Ⅲ)在[Bmim]BF4-FeCl3-H2O体系中的扩散系数与温度的关系符合Arrhenius公式,其扩散活化能为41.432 kJ/mol。     

电沉积Pd-Fe合金的溶液热力学分析

以由主盐FeSO4.7H2O,Pd(NH3)2Cl2和导电盐(NH4)2SO4所组成的溶液体系为研究对象,基于溶液各组成同时处于平衡的热力学原理,通过对Fe-H2O系、Pd-H2O系和Fe-NH4+-H2O系三种体系的热力学分析与计算及其电位-pH图的绘制与分析,对电沉积Pd-Fe合金的溶液进行了较为系统的热力学分析。对三者的电位-pH图进行比较分析的结果表明:Pd2+和Fe2+发生共沉积的区域很大,为Pd-Fe合金发生共沉积的可能性提供了理论依据;在简单的Pd2+和Fe2+水溶液中,二者很难发生共沉积,必须在镀液中添加一定量合适的络合剂才能使Pd2+和Fe2+产生共沉积;由于在Fe-NH4+-H2O系中存在Fe2+与NH3和OH-的络合,使游离Fe2+的浓度变小,其电位-pH图中的腐蚀区域比Fe-H2O系电位-pH图的腐蚀区域稍有扩大,且其腐蚀区中含有Fe2+,∑i=1,2,4Fe(NH3)2+i和∑4Fe(NH3)i2+和∑Fe(OH)j2-j三类水溶物。     

用N235从盐酸溶液中萃取Fe3+

研究了用N235从盐酸溶液中萃取Fe~(3+),考察了有机相组成、溶液pH、相比、Fe~(3+)浓度对第三相形成的影响。结果表明:以33%N235+67%煤油的混合物为萃取剂条件下,Fe~(3+)萃取率随溶液pH和相比(Vo/Va)增大而降低、随Fe~(3+)浓度升高而升高;萃合物主要集中在第三相;N235萃取HCl生成R_3NH~+·Cl~-的同时水也进入第三相,而N235萃取FeCl4-时没有水进入第三相;萃合物的组成为3R_3NH+·FeCl_4~-·2H_2O。当溶液pH≥1时,少量Fe~(3+)可能以水解产物形式被萃取。     

湿热海洋大气中SO2污染对Q235B钢腐蚀行为的影响

 以NaCl和NaHSO3为介质,采用干/湿周浸加速腐蚀试验、腐蚀失重分析、XRD、SEM等,研究了湿热海洋大气中SO2对Q235B钢腐蚀行为的影响。结果表明,SO2污染使Q235B钢的腐蚀明显加重。污染前后,Q235B钢的腐蚀过程均遵循幂函数[W＝Atn]的分布规律,腐蚀产物均由非晶和少量Fe3O4、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH晶体组成,但参数[A、][n]值和晶体数量并不相同。Cl－和SO2在腐蚀过程中具有协同作用,但作用机理不同。Cl－会阻止腐蚀产物吸附,并促使其脱落,进而阻止保护性锈层形成;而SO2在酸化过程中会与钢基体和锈层反应,进而破坏锈层结构,加剧钢的腐蚀。SO2还能抑制β-FeOOH并促进α-FeOOH的生成,进而抑制Cl－的破坏作用并改善锈层的稳定性;但随锈层增厚,SO2的抑制作用减弱,内锈层随之变疏松。     

组织对低碳高铬钢腐蚀行为的影响

通过中试冶炼、轧制、轧后淬火获得了2种组织形态的低碳高铬钢(5Cr钢,铬的质量分数为5%),采用光学显微镜OM、扫描电镜SEM、XRD、干湿交替实验机、电化学测试等方法研究其相对腐蚀速率,并与Q235碳钢进行比较。结果表明:试样在2%(质量分数)NaCl溶液中周期浸润腐蚀72h后,5Cr钢的不同的组织形态对耐氯离子腐蚀性能影响较大。腐蚀速率的大小为:轧材空冷工艺获得B+M+F复相组织的5Cr钢淬火工艺获得马氏体组织的5Cr钢Q235碳钢;马氏体使得5Cr钢的自腐蚀电位Ecorr高于复相组织。含铬钢锈层中存在铬的氧化物、羟基氧化物、铁的氧化物的分层现象,其中铬的富集最高值(质量分数)为17%,最低为1%。淬火工艺获得的板条马氏体使得低碳中铬钢自腐蚀电位的正移以及γ-FeOOH与α-FeOOH等腐蚀产物的形成,而轧材腐蚀性能较差的主要原因可能为B+F等复相组织的转变以及含铬钢本身"逆反"现象的缘故。