采用ICP对304不锈钢表面黑色腐蚀物的分析

第７期　２０１２年７月　中国氯碱　Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｌｏｒ——Ａｌｋａｌｉ　Ｎｏ．７　Ｊｕ１．，２０１２　３９　采用ＩＣＰ对３０４不锈钢表面　黑色腐蚀物的分析　孔金泳，台红霞，黄亚娟，陈善宇　（河南煤化集团永银化工实业有限公司，河南舞阳４６２４００）　摘　要：通过采用ＩＣＰ对３０４不锈钢表面黑色腐蚀物的分析，发现黑色腐蚀物具有富Ｎｉ、贫Ｆｅ、Ｃｒ的　特征．各金属的含量分别达到：Ｆｅ　１３．５５％、Ｃｒ　２３．２９％、Ｎｉ　５７．５４％。分析了黑色腐蚀物在不同环境下的　溶解性，并推测了对碱液质量的影响。　关键词：ＩＣＰ；碱性溶液；３０４不锈钢；黑色腐蚀物　中图分类号：ＴＱ０７５＋．３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００９—１７８５（２０１２）Ｏ７—００３９—０２　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｌａｃｋ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｏｎ　３０４　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｗｉｔｈ　ＩＣＰ　ＫｏＮＧ　Ｊｉｎ－ｙｏｎｇ，ＴＡＩ　Ｈｏｎｇ－ｘｉａ，ＨＵＡＮＧ　Ｙ６Ｉ＿＿ｊＵａｌｌ，，ＣＨＥＮ　Ｓｈａｎ－ｙｕ　（Ｈｅｎａｎ　Ｃｏａｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｙｏｎｇｙｉｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．Ｗｕｙａｎｇ　４６２４００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｌａｃｋ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｏｎ　３０４　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｗｅｒｅ　ｄｏｎｅ　ｕｓｉｎｇ　ＩＣＰ．Ｗｅ　ｆ０ｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｍｅｔａｌｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｂｌａｃｋ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｗｅｒｅ：Ｆｅ　１３．５５％，Ｃｒ　２３．２９％，Ｎｉ　５７．５４％一一ｗｉｔｈ　ｒｉｃｈ　Ｎｉ，　ｐｏｏｒ　Ｆｅ，ｐｏｏｒ　Ｃｒ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｔｈｅ　ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｌａｃｋ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｔｏ　ａｌｋａｌｉ　ｌｉｑｕｏｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｗｅｒｅ　ｓｐｅｃｕｌａｔｅｄ．　Ｋｅｖ　ｗｏｒｄｓ：ＩＣＰ；ａｌｋａｌｉｎｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ；３０４　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ；ｂｌａｃｋ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　永银化工有实业有限公司新项目于２０１　１年５月　单机试车．于２０１２年３月发现连接Ｄ３３０贮槽的　３０４不锈钢碱液管线内部表面出现黑色成分。该管　线输送介质为３２％氢氧化钠溶液，碱液含氯化钠　１实验部分　１．１仪器和参数　Ｐｒｏｄｉｇｙ电感耦合等离子体发射光谱仪（美国利　曼公司），使用垂直三同心石英炬管、双铂网雾化器。　仪器选择的工作参数为：输出功率１．１　ｋＷ，冷　４０ｘ１０　，运行温度为６０～７０℃。该碱液管线与Ｄ３３０　碱液贮槽相连，与电解槽的阴极槽连通。Ｄ３３０作为　电解生产碱液的中间槽。检查Ｄ３３０贮槽．贮罐内壁　也出现黑色成分。　却气体积流量１９　Ｌ／ｍｉｎ，辅助气体积流量０．２　Ｌ／ｍｉｎ，　雾化气体积流量３５８．５４　ｋＰａ。　１．２分析谱线选择　对于３０４不锈钢表面膜有关成分的分析，已有　报道Ⅲ圜，但是表面的黑色腐蚀物的成分分析鲜有报　分析元素波长：铁２５９．９４０　ｎｍ、镍２３１．６０４　ｎｍ、　铬２０６．１４９　ｎｍ；等离子体校正波长：锰２５７．６１０　ｎｍ。　光路校正：采用汞灯自动校正。　１．３实验用试剂及标准溶液　道。本文主要是针对３０４不锈钢的腐蚀物作以分析，　以助于评估碱液受污染程度，同时也期望对３０４不　锈钢的防腐蚀研究能有帮助。　铁标准溶液：１　０００　Ｉ￣ｇ／ｍＬ，镍标准溶液：　【作者简介】孔金泳（１９８２一），男，助理工程师，２００６年毕业于中国矿业大学应用化学系。　中国氯碱　２０１２年第７期　１　０００　ｐ．ｇ／ｍＬ，铬标准溶液：１　００｛３　ｐ￣ｇ／ｍＬ，锰标准溶　其中Ｎｉ含量最高，达到５７．５４％。表明３０４不锈钢表　面在强碱条件下腐蚀时，Ｎｉ析出最多，从而造成不　锈钢表面氧化膜结构的整体破坏。　从取样过程来看，烧碱系统运行初期．取Ｄ３３０　槽碱液，发现其中含有明显黑色点状物，易于沉积：　采用ＩＣＰ分析时，Ｎｉ未检出，Ｆｅ≤４．５ｘ１０’６，推测原　液：１　０００　ｇ／ｍＬ，以上标准试剂由国家钢铁材料测　试中心钢铁研究总院生产　氯酸钾：天津科密欧，优级纯；硝酸６５％：洛阳　昊华化学试剂有限公司，优级纯。　采用北京同泰联１ＴｒＬ一１０Ｂ型超纯水机，水质电　阻≥ｌ８．２　Ｍｎ　因是黑色点状物在碱液中易聚集，聚集后快速沉降，　１ＣＰ分析时只吸取了上层清液进行测量。　从分析结果看，腐蚀物在碱液中并不会溶解．不　会导致碱液中有害粒子浓度的增加。这样的碱液．作　１．４实验步骤　（１）取样：用美工刀将附着在３０４不锈钢管内表　层的黑色物质轻轻刮下，收集在５０　ｍＬ小烧杯中，置　于ｌｌ０℃烘箱中，烘干半小时。　（２）试样预处理：称取样品０．１６５　３　ｇ，转移至　为烧碱开车时的进电解槽碱使用，黑色腐蚀物颗粒　有可能会被离子膜表面吸附。由于腐蚀物中富含　Ｎｉ，对于离子膜的效率可能会有较大影响。当然，这　只是作为一种推测，这方面的工作还有待深人进行。　２．３　问题　２５０　ｍＬ烧杯中，加氯酸钾０．２　ｇ，再量取６５％硝酸　１５　ｍＬ，于电炉上加热至仅余少量溶液。将酸溶后的　溶液转移至１　０００　ｍｌ容量瓶中定容。　（３）标准加入样：于１只２５０　ｍＬ聚乙烯容量瓶　中分别加入５　ｍＬ　Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ标准溶液定容。　这几种金属的标准电极电位ｌ３ｌＩ４】：　Ｆｅ（ＯＨ）３＋３ｅ一：Ｆｅ＋３０Ｈ一　Ｃｒ（ＯＨ）３＋３ｅ一＝Ｃｒ＋ＯＨ一　Ｎｉ（ＯＨ）２＋２ｅ－＝Ｎｉ＋ＯＨ一　一１．４３７　一１．３Ｖ　一０．６６Ｖ　（４）待测样：于３只１００　ｍＬ聚乙烯容量瓶中各　加入（２）中处理好的试样５　ｍＬ，再分别加入０　ｍＬ、　０．５　ｍＬ、２　ｍＬ标准加入样，定容。　巧合的是。标准电极电位的顺序却与表面黑色　（５）测定：采用利曼公司提供的ＳＡＬＳＡ软件，　置入选择好的相关参数分别对试样进行测定。　腐蚀物中的各金属含量有着相反的顺序。　３结论　黑色腐蚀物中，各金属含量分别达到Ｆｅ　１３．５５％、　２结果、讨论及问题　２．１　结果　Ｃｒ　２３．２９％、Ｎｉ　５７。５４％，黑色腐蚀物在不同环境下的　溶解性不同．腐蚀物在碱液中并不会溶解，不会导致　碱液中有害粒子浓度的增加。　参考文献：　对于３０４不锈钢表面黑色物质预处理样的　ＩＣＰ分析结果：Ｆｅ　２２．４０２ｘｌ０　、Ｃｒ　３８．５０４ｘｌＯ　、　Ｎｉ　９５．１　１６ｘ１０　，折算为黑色物质中各金属的含　量：Ｆｅ　１３．５５％、Ｃｒ　２３．２９％、Ｎｉ　５７．５４％。　［１］宋光铃，曹楚南，夏邦杰，林海潮．电位及后处理对３０４Ｎ锈钢表面　膜组成及稳定性的影响．金属学报，１９９２，２８（８）：３６６～３７４　［２］夏彦杰，吴玖，杨慧莹．在含氯化物的碱性溶液中双相不锈钢的　另外，在实验中发现．黑色腐蚀物在碱液中易于　聚结形成小颗粒，在酸性环境具有良好的分散性，加　硝酸后形成像墨汁一样的悬浊液。手捻黑色腐蚀物，　颗粒细腻，有石墨质感。　２＿２讨论　耐蚀性及表面膜的研究．中国腐蚀与防护学报，１９９４，１４（３）：２１７～２２４　［３］昊维昌，冯洪清，吴开治．标准电极电位数据手册．科学出版社，　１９９１：９３　［４］夏玉宇．化验员实用手册（第二版）．化学工业出版社，２００４：１９４　收稿日期：２０１２—０３—２４　由以上结果看。表面成分中金属含量Ｎｉ＞Ｃｒ＞Ｆｅ，　蛙耋蛙誊擘　塞鐾誊蕊；强　ｉ　整麓蛰　盛遵邈簦　耋　醢螽整叠整螽整｜撼炎整　ｉ　ｉ　蹩；莲蔼　甚　鐾；　｜蛙螽堂；　蛰矗　｜雉霆譬÷蔼　谊娃　整；嚣；矗螽鐾；姓；　蛰　全球经济形势下行基础化学品需求或将大幅萎缩　ＡＣＣ预计，今年化学品需求情况分化将更加严　重。受欧洲经济持续衰退影响，主要下游终端市场，　特别是建筑业和电子业增长乏力，对大宗化学品需　美国化工理事会（ＡＣＣ）近日发布的２０１２年度　中期预测报告中，再次下调了全球化工业增速预　期。ＡＣＣ称，欧洲经济衰退迟迟难以好转，加上世　求明显减弱。制造业遇冷，直接导致今年全球基础化　学品需求也大幅萎缩。高成本遭遇低需求，也将使化　界第二大经济体中国经济增长明显放缓，将影响全　球ＧＤＰ增长率。受此影响，今年全球基础化学品的　需求将大幅萎缩．但特种和专用化学品仍将需求强　劲：化学品总产量虽会继续增加，但增速预期也被　下调　工企业，尤其是杜邦、陶氏等超大型化工企业的运营　环境更加严峻。不过与生活密切相关的消费类产品、　农用化学品．以及特种化学品等受经济大环境影响　相对较小，２０１２年需求仍会强劲增长。