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高温高压氯化钠水热体系中方铅矿电化学腐蚀行为实验研究

文献类型:学位论文

作者查磊
答辩日期2019
文献子类博士
授予单位中国科学院大学
授予地点中国科学院地球化学研究所
导师王宁、李和平
关键词方铅矿 高温高压 电化学 腐蚀 电化学阻抗谱
其他题名Experimental study on electrochemical corrosion behavior of galena in high temperature and high pressure NaCl hydrothermal system
英文摘要

方铅矿是地球内部原生铅矿资源的主要矿石矿物,地球内部绝大多数原生方铅矿床的形成则是高温高压水流体-方铅矿相互作用的产物。基本的电化学原理告诉我们,电子导电性固体物质与水流体间的相互作用,其机制完全不同于非电子导电性固体物质,前者是一种复杂的腐蚀电化学过程,后者则是一种简单的化学反应过程。方铅矿是选冶工业上提炼金属铅的主要载体矿物,其在水流体中尤其是在高压水热流体中的电化学腐蚀行为是湿法冶铅和选矿工艺条件的决定性因素。目前,已经有大量的文献报道了方铅矿在常温常压下的电化学腐蚀行为。然而,由于实验技术条件的限制,迄今为止有关高温高压水流体中方铅矿的腐蚀电化学实验研究极少报道,从而严重阻碍人们对地球内部原生铅矿床成因的认识。本文通过原位电化学技术较为系统研究了高温高压氯化钠水热体系中方铅矿的电化学腐蚀行为。主要研究工作包括:(1)基于所在实验室拥有的六面顶大腔体压力机,成功地发明了一种在高温高压条件下烧结高纯致密大块体方铅矿的新工艺,并对制备的样品用多种分析测试方法进行表征。由该工艺制得的大块体材料经特殊的磨削机加工后可很好地满足下一步该材料的高压水热腐蚀电化学实验需要。(2)研究了温度为360℃压力为20 MPa时,氯化钠溶液浓度对方铅矿电化学腐蚀行为的影响。结果表明:在高温高压纯水和氯化钠溶液中,方铅矿都表现出氧化溶解的特征,且氧化溶解的控制步骤为电化学极化。氯化钠对方铅矿的腐蚀溶解具有一定的促进作用。随着溶液浓度的增大,方铅矿的开路电位下降。溶液浓度的提高使方铅矿的腐蚀电位下降而腐蚀电流密度上升。氯化钠浓度对方铅矿电化学腐蚀的影响在阻抗谱上表现在全频率范围上。氯化钠的存在会破坏方铅矿电极表面的阻挡性腐蚀产物膜层。(3)研究了压力为20 MPa时,0.10 M氯化钠溶液中温度对方铅矿电化学腐蚀行为的影响。结果表明:在研究的温度范围内,方铅矿都表现出氧化溶解的特征,且氧化溶解的控制步骤为电化学极化。随着溶液温度的增大,方铅矿的开路电位下降。溶液温度的提高使方铅矿的腐蚀电位下降而腐蚀电流密度上升。氯化钠温度对方铅矿电化学腐蚀的影响在阻抗谱上表现在全频率范围上。温度的升高不仅会加速电化学反应而且会破坏方铅矿电极表面的阻挡性腐蚀产物膜层。(4)研究了温度为25℃时,0.10 M氯化钠溶液中压力对方铅矿电化学腐蚀行为的影响。结果表明:在研究的压力范围内,方铅矿都表现出氧化溶解的特征,且氧化溶解的控制步骤为电化学极化。随着溶液压力的增大,方铅矿的开路电位下降,说明方铅矿的腐蚀倾向变大。溶液压力的提高使方铅矿的腐蚀电位下降而腐蚀电流密度略微上升。氯化钠压力对方铅矿电化学腐蚀的影响在阻抗谱上主要表现在低频率范围上,而对高频区的影响不大。压力的升高不会破坏方铅矿电极表面的阻挡性腐蚀产物膜层。(5)研究了温度为300℃时,0.10 M氯化钠溶液中压力对方铅矿电化学腐蚀行为的影响。结果表明:在研究的压力范围内,方铅矿都表现出氧化溶解的特征且氧化溶解的控制步骤为电化学极化。随着溶液压力的增大,方铅矿的开路电位下降,说明方铅矿的腐蚀倾向变大。随着溶液压力的提高,方铅矿的腐蚀电位下降而腐蚀电流密度上升。氯化钠溶液压力对方铅矿电化学腐蚀的影响在阻抗谱上主要表现在低频率范围上,而对高频区的影响不大。压力的升高不会破坏方铅矿电极表面的阻挡性腐蚀产物膜层。

语种中文
页码101
源URL[http://ir.gyig.ac.cn/handle/42920512-1/10750]  
专题地球化学研究所_研究生
推荐引用方式
GB/T 7714
查磊. 高温高压氯化钠水热体系中方铅矿电化学腐蚀行为实验研究[D]. 中国科学院地球化学研究所. 中国科学院大学. 2019.

入库方式: OAI收割

来源:地球化学研究所

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