论文部分内容阅读
泥磷是黄磷生产过程中产生的主要副产物之一,是一种含磷有害物,属于磷化学工业中危险废弃物。泥磷一旦发生泄漏会对周边环境和人群产生非常严重的影响。泥磷还具有腐蚀性,设备腐蚀速度较快,蒸磷法提取黄磷的整套系统一般只能用两年,增加企业的生产成本,给企业造成承重负担。泥磷中存在着大量可回收的黄磷,本课题组对中温条件下泥磷蒸馏提取黄磷的设备进行了大量设计改造研究,取得了丰硕的成果,磷的回收率有较大提高,但对于黄磷提取过程中的腐蚀行为未开展过研究,本论文主要研究了泥磷中温蒸馏提取黄磷的腐蚀行为,初步探讨腐蚀原因及腐蚀机理,提出防腐的措施,为泥磷中温蒸馏提取黄磷防腐蚀技术开发提供实验和应用依据。为了研究泥磷中温蒸馏提取黄磷过程的腐蚀行为,自行设计了一套反应装置,并进行黄磷提取模拟实验和腐蚀实验,研究黄磷提取过程中温度与时间的关系、反应现象及结果;根据重量法研究Q235钢、45钢和304不锈钢三种材料的腐蚀行为。泥磷中温蒸馏提取黄磷过程分为两个阶段:泥磷中水分蒸发过程(100℃)和黄磷提取过程(290℃),研究了两个阶段Q235钢、45钢和304不锈钢的腐蚀行为,结果表明:100℃时,三种金属试样的质量呈直线变化趋势减小,45钢的减重量最大,Q235钢次之,304不锈钢最小;45钢的腐蚀速率最大,Q235钢次之,304不锈钢最小,腐蚀动力学曲线均呈直线规律。290℃时,三种金属试样质量呈抛物线变化趋势增大并逐渐趋于平缓,45钢的增重量最大,Q235钢次之,304不锈钢最小;45钢的腐蚀速率最大,Q235钢次之,304不锈钢最小,腐蚀动力学曲线均呈抛物线规律。采用电镜扫描、能谱分析和XRD等技术手段对腐蚀试样的形貌和腐蚀产物的成分进行分析,100℃时,45钢表面的腐蚀产物主要是偏磷酸亚铁Fe(PO3)2;290℃时,45钢表面的腐蚀产物主要是偏磷酸亚铁Fe(PO3)2、一代磷酸铁盐Fe(H2P04)3 等。泥磷中温蒸馏提取黄磷过程的腐蚀首先从金属表面开始,腐蚀介质破坏金属表面膜,100℃时腐蚀速率较快,金属表面生成铁的磷酸盐,但是没能完全覆盖在金属表面对基体保护,难以阻止腐蚀反应的进行,金属质量逐渐减小,由外向里金属遭到腐蚀;290℃时腐蚀速率逐渐减缓,随着腐蚀产物在试样表面逐渐积累,腐蚀产物膜致密地覆盖在金属表面,将腐蚀介质与金属基体隔离开,具有保护作用,阻碍了腐蚀介质对金属的腐蚀。根据重量法研究Q235钢、45钢和304不锈钢在常温泥磷浸泡过程中增(减)重量与时间的关系,随着金属试样浸泡时间的增长,Q235钢和45钢的质量先增后减,出现了波动,45钢的质量减小趋势大于Q235钢;304不锈钢的质量变化比较稳定且较小。泥磷浸泡后金属表面物质主要含O、P和Fe三种元素,但未能精确确定金属试样表面的物质。浸泡后泥磷中的水呈酸性(pH=5.5),金属试样可能形成闭塞电池腐蚀。