老挝钾盐矿加工设备的防腐蚀VIP专享VIP免费

2013年12月云南化工Dec．2013第40卷第6期YunnanChemicalTechnologyVol．40，No．6doi:12．3969/j．issn．1004-275X．2013．06．017老挝钾盐矿加工设备的防腐蚀周志强，杨洪(中寮矿业钾盐有限公司，云南昆明，650228)收稿:2013-12-03作者简介:周志强(1971-)，男，云南江川人，化工机械工程师，从事化工机械相关工作。摘要:老挝钾盐矿加工过程中，由于环境温度和湿度较高，设备长期暴露在氯离子环境中，腐蚀比较严重。实验表明，设备在复合盐膜下的腐蚀，比在单一盐膜下的腐蚀更快、更严重。探讨了钾盐矿加工设备的腐蚀机理，并采取多种措施对设备进行防腐，效果明显。关键词:老挝;钾盐矿;设备;复合盐膜;防腐蚀;中图分类号:TQ050．9文献标识码:A文章编号:1004-275X(2013)06-0073-04中寮矿业钾盐公司在老挝建设的5万t/a氯化钾生产装置在试生产过程中，设备均处于多种氯化物共存的水溶液环境下运行，造成设备、管道表面产生严重的腐蚀。由于生产初期对共存氯化物的腐蚀认识不足，对生产造成严重影响，设备停运后就无法再启用。因而，有必要对多种氯化物共存环境下的设备腐蚀问题进行研究，找出腐蚀的原因，提出相适的处理办法，从而有效提高设备的使用年限。目前，生产装置只有少部分设备选用了防氯化物腐蚀的不锈钢(镍钛合金材料)，其它大部分设备为碳钢。不锈钢(镍钛合金)在含氯化物盐膜下的腐蚀一般为点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、磨损腐蚀等等。点蚀、晶间腐蚀会导致材料的承载能力降低，还会诱发晶间型应力腐蚀开裂，但是通过采取有效的防腐措施，可以有效减缓腐蚀的发生［1］。碳钢在多种氯化物下腐蚀非常严重，腐蚀速度也较快。因此，本文主要针对在多种氯化物共存下碳钢设备的防腐蚀。1钾盐矿生产工艺的物料分析老挝钾盐矿加工过程中，各生产工序都不只是存在单一的氯化物，而是多种氯化物并存，其主要工序中的氯化物含量见表1。表1主要工序物料中氯化物含量分析结果Table1Analysisresultsofchloridecontentinthemainprocessmaterials物料名称质量分数/%NaClKClMgCl2H2O光卤石原矿34．0617．2021．0125～30分解后液体料3．424．2322．8860～70分解后固体料77．595．083．504～10浮选后液体料5．074．7719．3565～75浮选后固体料90．920．811．350～60精钾0．6092．620．51≤10成品0．6397．200．67≤22碳钢试片在不同物料中的腐蚀试验把碳钢试片分别挂在生产现场空气中，纯度比较高的氯化钾、氯化镁和氯化钠单一盐溶液中，含氯化钾、氯化镁、氯化钠的浮选母液中进行腐蚀试验。经过96h的腐蚀观察，并对腐蚀的增厚层进行称量，其中:碳钢试片在空气中的腐蚀比较缓慢，增厚层重约2mg/cm2;在单一盐溶液中，碳钢试片腐蚀变得较快，增厚层重约6mg/cm2;在复合盐浮选母液中的碳钢试片腐蚀非常快，增厚层重约15mg/cm2。试验表明，在复合盐膜浮选母液中碳钢试片的腐蚀速率是单一盐膜的2．5倍。3碳钢表面腐蚀机理的探讨碳钢在空气中的腐蚀包括电化学腐蚀和氧化腐蚀，腐蚀速度是很低的，其表面形成的薄层主要为Fe2O3的氧化膜。在空气中的腐蚀，主要腐蚀反应方程式如下:4Fe+3O2+6H2O4Fe(OH)34Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O3+3H2O碳钢在单一盐和复合盐下的腐蚀变得非常快，氧化铁层迅速增厚，探其原因:金属表面形成的氧化膜Fe2O3和盐中的氯离子发生反应，溶解到盐中，如:Fe2O3+6Cl－2FeCl3+3O2－溶解物和氧气发生反应形成沉积物，使氧化层进一步增厚，如:2FeCl3+23O2－Fe2O3+3Cl2在氧化层表面:由于氯化钾、氯化钠、氯化镁在自身电离的作用下会在氧化层的表面形成微量的MgO、Na2O、K2O，这些氧化物有利于增加阳离子的扩散系数，导致铁离子在氧化物的作用下加速扩散，加速了腐蚀。另外，碳钢在氯化物的盐类溶液中，会形成Mg和Fe，K和Fe，Na和Fe的尖晶石形式存在，都同样加速阳离子扩散，加速腐蚀。在单一盐的腐蚀过程中，到最后，由于微量的氯化物盐类的挥发和氧化过程，腐蚀表面盐量逐渐减少，腐蚀变得逐渐缓慢，削弱了整体的腐蚀强度［2］。2MgCl2+O22MgO+2Cl22KCl+O2K2O+Cl22NaCl+O2Na2O+Cl2在含有多种氯化物的溶液中，碳钢的腐蚀变得...