高硫铝土矿拜耳溶出过程中硫主要以S^2-的形态转入铝酸钠溶液,并部分氧化成高价态,其中低价硫S^2-和S₂O₃^2-对设备材质造成较为严重的腐蚀。课题组已对溶出管道材质20Cr、罐体材质Q235和16Mn钢进行了腐蚀研究,为了扩大材质的选择范围,本文以热换器常用钢种12Cr1MoV为研究对象,结合浸泡腐蚀与电化学测试方法,研究铝酸钠溶液中S^2-和S₂O₃^2-对其腐蚀行为的影响,并分析腐蚀机理。主要研究结果如下:1、腐蚀5 d时,S^2-浓度对腐蚀速率产生明显的影响,先升后降,在3 g/L时出现峰值。1-3 g/L时,OH^-和S^2-在12Cr1MoV钢的表面发生共同吸附,腐蚀产物主要为Fe₃O₄、FeS、FeS₂和Fe OOH;4-5 g/L时,以S^2-腐蚀为主,产物主要为Cr₂O₃和Fe₈S₁₀,腐蚀电流密度急剧增加。2、S^2-浓度为3 g/L,腐蚀1-5 d的腐蚀速率方程为:V=6.655+19.486*exp(t/-1.254)。腐蚀初期,Fe₃O₄和Fe OOH生成,腐蚀速率快;腐蚀中期,S^2-会破坏钢表面的产物层,出现的点蚀坑中主要有FeS₂和Fe₈S₁₀;腐蚀后期,硫化物的生成破坏了Fe₃O₄和Fe OOH的层结构,腐蚀电流密度持续降低,腐蚀产物的堆积对基体具有一定保护作用。3、S₂O₃^2-浓度为5 g/L,腐蚀1-5 d的腐蚀速率方程为:V=1.946+10.079*exp(t/-1.201)。未成膜阶段,Fe的氧化物产生,钢对溶液中的Al O₂^-吸附性减弱,腐蚀电流密度较大,腐蚀速率快;成膜阶段,形成的Fe₃O₄产物膜加强对Al O₂^-吸附和钢基体保护作用,腐蚀电流密度明显较小,腐蚀速率显著减慢。腐蚀5 d时,腐蚀速率随S₂O₃^2-浓度增加而加快,低于3 g/L时,腐蚀产物主要为Fe OOH、Fe₂O₃、Fe O,Al O₂^-形成Al(OH)₃吸附在钢的表面,腐蚀电流密度变化不明显;4-5 g/L时,生成的Fe₃O₄加强对Al O₂^-的吸附,腐蚀电流密度提高一个数量级,腐蚀速率加快。4、在混合5g/L S^2-和3 g/LS₂O₃^2-的铝酸钠溶液中协同腐蚀1-5 d,腐蚀速率方程为:V=100.131+669.123*exp(t/-1.343)。协同腐蚀过程为成膜、转化和生长,最终的腐蚀产物膜内层主要含Fe₃O₄,外层主要由FeS、FeS₂和Fe₂O₃构成。极化曲线表明,硫的铁化合物会被氧化为化学性质稳定的铁的氧化物,导致进一步钝化;腐蚀温度越高,腐蚀速率越大。温度较低(90°C)时,生成的硫化物为Na FeS₂·H₂O。当温度较高(130、150°C)时,有FeS₂生成。铝酸钠溶液中S^2-比S₂O₃^2-对12Cr1MoV钢的腐蚀严重,钢的腐蚀速率快。当两者同时存在时,钢的协同腐蚀速率显著加快,提高腐蚀温度会加快协同腐蚀速率。