Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия:

В. И. Болобов, проф. каф. машиностроения, эл. почта: Boloboff@mail.ru

ООО «НИЦ «Гидрометаллургия», Санкт-Петербург, Россия:
И. В. Фоменко, директор по научной работе

ТОО «Корпорация Казахмыс», Алматы, Казахстан:
А. А. Шахалов, руководитель проекта Управления комплексной переработки техногенного сырья
Е. А. Оспанов, начальник Управления комплексной переработки техногенного сырья

В настоящей статье представлены результаты коррозионных испытаний конструкционных материалов, из которых потенциально возможно исполнять автоклавное оборудование, в условиях, моделирующих условия проведения двух процессов автоклавной обработки сульфидных медных концентратов:
– автоклавного окислительного выщелачивания — окислительного процесса, проводимого при температуре 170 ^oC и избыточном давлении кислорода 0,3 МПа;
– гидротермальной обработки — восстановительного процесса, проводимого при той же температуре, но без доступа кислорода, при различном содержании ионов меди в растворе.

Экспериментами, проведенными в лабораторном автоклаве, установлено, что сплав Hastelloy G35, стали AISI 316, AISI 904L, SAF 2205, SAF 2507 обладают достаточно высокой коррозионной стойкостью (П ≤ 1 мм/год) в рабочей среде АОВ и могут быть использованы для конструкционного оформления процесса автоклавного окислительного выщелачивания сульфидных медных концентратов (t = 170 ^oC, Р_О2 = 0,3 МПа, Р = 1,0 МПа, CН₂SO₄ = 45 г/л, C_Сu2+ = 42 г/л), в том числе и при наличии в среде повышенных концентраций хлорид-иона (до 170 мг/л). Сплавы Hastelloy G35, C22-HS, С-2000, сталь AISI 904L, а также титан ВТ-1-0 могут быть рекомендованы в качестве конструкционных материалов для автоклавного оборудования на стадии гидротермальной обработки, происходящей в восстановительных условиях (t = 170 ^oC, Р_N2 = 0,3 МПа, Р_Σ = 1,0 МПа, C_Н2SO4 = 45 г/л, ОВП менее 300 мВ), в том числе и при наличии в среде повышенных концентраций хлорид-иона (до 240 мг/л), как имеющие скорость коррозии П ≤ 1 мм/год при условии сохранения в растворе концентрации меди не ниже 0,038 г/л. При содержании ионов меди менее 0,006 г/л все испытанные хромоникелевые сплавы и стали подвергаются интенсивной коррозии (П ≥ 100 мм/год), а скорость коррозии титана возрастает до 0,30 мм/год, что авторы связывают с появлением в этих условиях сероводорода, разрушающего оксидную пленку на металлах, защищающую их от воздействия серной кислоты.

1. Набойченко С. С., Шнеерсон Я. М., Калашникова М. И., Чугаев Л. В. Автоклавная гидрометаллургия цветных металлов. — Екатеринбург : УГТУ – УПИ, 2009. Т. 2. С. 351–382.
2. Шварц Г. Л., Макарова Л. С., Свистунова Г. В. и др. Коррозионная стойкость сплавов на основе никеля в высокоагрессивных средах // Коррозия и износ. Вып. 5. — М. : Машиностроение, 1966. С. 11–21.
3. Воробьева Г. Я. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств. — М. : Химия, 1975. — 816 с.
4. Сухотин А. М., Зотиков В. С. Химическое сопротивление материалов : справочник. — Л. : Химия, 1975. — 408 с.
5. Banker J., Craig B. Titanium: A Solution for Highly Corrosive Hydrometallurgical Applications- Alloy Selection, Cladding and Fabrication // ALTA Nickel Cobalt Conference, 2009. — Perth, 25–30 May 2009.
6. Schutz R. W., Thomas D. E. Corrosion of Titanium and Titanium Alloys // Metals Handbook-Ninth Edition. Vol. 13.
Corrosion. — Materials Park : ASM, 1987. P. 670–706.
7. Болобов В. И., Шнеерсон Я. М., Лапин А. Ю., Битков Г. А. Поведение хромоникелевых сплавов в процессе автоклавного низкотемпературного окисления упорного сульфидного золотосодержащего сырья // Цветные металлы. 2013. № 2. С. 76–81.
8. Lamb S., Thayer M. J. Materials for the hydrometallurgical industry // Proceedings of Corrosion 2001 (NACE International). — Houston, Texas, 11–16 March 2001.
9. Gobell M. Titanium clad and brick/lead lines autoclave construction // Proceedings of ALTA 2000 Nickel/Cobalt-6. — Perth, Australia, 15–17 May 2000.
10. Francis R., Byrne G., Warburton G. R. The use of super duplex stainless steel for high pressure acid leach circuits // Proceedings of ALTA 2000 Nickel/Cobalt-6. — Perth, Australia, 15–17 May 2000.

11. Francis R., Byrne G. The performance of Z100 (UNS S32760) superduplex stainless steel in sulphuric acid // Proceedings of Corrosion 2006 (NACE International). — San Diego, California, 12–16 March 2006.
12. Roux J. O., Du Toit M., Shklaz D. Novel redesign of pressure leach autoclave by a South African Platinum producer // The Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2009. Vol. 109. P. 677–683.
13. Kish J. R., Ives M. B., Rodda J. R. Corrosion mechanisms of nickelcontaining stainless steels in concentrated aqueous solutions of sulfuric acid // Corrosion. Vol. 60, No. 6. 2004. P. 523–537.
14. Rodda J. R., Ives M. B. Determination of corrosion rates in hot, concentrated sulfuric acid // Corrosion. 2003. Vol. 59, No. 4. P. 363–370.
15. Li Y., Ives M. B., Coley K. S., Rodda J. R. Corrosion of nickelcontaining stainless steel in concentrated sulphuric acid // Corrosion Science. 2004. Vol. 46, No. 8. P. 1969–1979.
16. Болобов В. И., Шнеерсон Я. М., Лапин А. Ю. Коррозионная стойкость хромоникелевых сплавов в процессе высокотемпературного выщелачивания золотосодержащего сульфидного сырья // Цветные металлы. 2013. № 5. С. 73–78.
17. Sun W., Nesic S. A Mechanistic model of H2S corrosion of mild steel // Nace International Corrosion Conference & EXPO 2007. Paper No. 07655. — Houston, Texas, USA, 2007.
18. Wallaert E., Depover T., De Graeve I., Verbeken K. FeS Corrosion Products Formation and Hydrogen Uptake in a Sour Environment for Quenched & Tempered Steel // Metals. 2018. Vol. 8, No. 1. P. 62. DOI: 10.3390/met8010062