¹Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия ; ²Красноярский завод цветных металлов имени В. Н. Гулидова, Красноярск, Россия:

А. А. Акименко, аспирант лаборатории гидрометаллургических процессов¹, научный сотрудник научно-технологического центра², эл. почта: AAkimenko@krastsvetmet.ru

¹Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия ; ²Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия:
О. В. Белоусов, ведущий научный сотрудник лаборатории гидрометаллургических процессов¹, доцент кафедры металлургии цветных металлов², докт. хим. наук, эл. почта: ov_bel@icct.ru
Р. В. Борисов, научный сотрудник лаборатории гидрометаллургических процессов¹, доцент кафедры обогащения полезных ископаемых², канд. хим. наук, эл. почта: roma_boris@list.ru

Красноярский завод цветных металлов имени В. Н. Гулидова, Красноярск, Россия:
Э. Ф. Грабчак, старший научный сотрудник научно-технологического центра, канд. техн. наук

Выполнены исследования зависимости скорости коррозии титана в солянокислых растворах в открытых и закрытых системах от различных факторов: концентрации соляной кислоты, температуры, концентрации окислителя (хлорат натрия) и солей благородных металлов (БМ), величины избыточного давления кислорода. По результатам исследований установлены границы устойчивости титана марки ВТ1-0 в солянокислых растворах при температурах выше 100 ^oC. Определено, что скорость коррозии титана в температурном диапазоне до 110 ^oC, при концентрации соляной кислоты до 3 моль/л и избыточном (более 7 бар) давлении кислорода не превышает 0,1 мм/год. Такая же скорость коррозии наблюдается в температурном диапазоне до 160 ^oC при концентрации соляной кислоты менее 1 моль/л. В солянокислых растворах аффинажного производства с концентрациями хотя бы одного БМ: платины, палладия, золота либо родия более 0,025 моль/л в закрытых системах происходит снижение скорости коррозии титана даже при отсутствии избыточного давления кислорода. Присутствие солей БМ в закрытой системе с избыточным давлением кислорода более 7 бар не приводит к существенному изменению скорости коррозии титана. Установлено, что при температурах более 110 ^oC при контакте с растворами солей БМ может происходить осаждение золота и палладия на поверхности титана, преимущественно по дефектным местам. Осаждение других БМ не обнаружено. Во всех случаях для титана характерна сплошная равномерная коррозия. При температурах 120–160 ^oC в солянокислых растворах с добавками хлората натрия скорость коррозии лежит в интервале 0,3–0,5 мм/год, а при 180–200 ^oC составляет 10–12 мм/год. Термодинамическими расчетами показана вероятность смены механизма разложения хлората натрия при температурах свыше 160 ^oC, которая приводит к росту коррозии более чем в 30 раз.

1. Roux J. O., du Toit M., Shklaz D. Novel redesign of a pressure leach autoclave by a South African platinum producer. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2009. Vol. 109, No. 11. pp. 677–683.
2. Gok O., Anderson C. G., Cicekli G., Cocen E. L. Leaching kinetics of copper from chalcopyrite concentrate in nitrous-sulfuric acid. Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2014. Vol. 50, Iss. 1. pp. 399–413.
3. Zinoviev V. А., Kalashnikova М. I., Lisakov Yu. N., Pelikh Yu. М. Testing of new corrosion-resistant materials and alloys for autoclave processes. Tsvetnye Metally. 2015. No. 7. pp. 68–73. DOI: 10.17580/tsm.2015.07.12.
4. Mpinga C. N., Eksteen J. J., Aldrich C., Dyer L. Direct leach approaches to Platinum Group Metal (PGM) ores and concentrates: A review. Minerals Engineering. 2015. Vol. 78. pp. 93–113.
5. Adams M. D. Summary of gold plants and processes. Gold Ore Processing. Elsevier. 2016. pp. 961–984.
6. Bobozoda S., Boboev I. R., Strizhko L. S. Gold and copper recovery from flotation concentrates of Tarror deposit by autoclave leaching. Journal of Mining Science. 2017. Vol. 53, No. 2. pp. 352–357.
7. Belousov O. V., Belousova N. V., Ryumin A. I., Borisov R. V. Refining of platinum – palladium concentrate under hydrothermal conditions. Russian Journal Applied Chemistry. 2015. Vol. 88, No. 6. pp. 1078–1081.
8. Belousov O. V., Ryumin A. I., Belousova N. V., Borisov R. V., Grizan N. V. et al. Leaching of Impurities from Poor Intermediate Products of Refining Production in Autoclave Conditions. Russian Journal Applied Chemistry. 2020. Vol. 93, No. 7. pp. 1054–1058.
9. Sharipov Kh. Т., Borbat V. F., Daminova Sh. Sh., Kadirova Z. Ch. Chemistry and technology of platinum metals: monograph. Tashkent : Universitet, 2018. 312 p.
10. Hodgson A. P. J., Jarvis K. E., Grimes R. W., Marsden O. J. Development of an iridium dissolution method for the evaluation of potential radiological device materials. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2016. Vol. 307, No. 3. pp. 2181–2186.

11. Belousov О. V., Dorokhova L. I., Chmyshkova Т. I., Zhizhaev А. М. Autoclave development of geological samples of gold-bearing ores. Tsvetnye Metally. 2005. No. 3. pp. 13–15.
12. Upadhyay A., Lee J.-C., Kim E., Kim M. S., Kim B. Su., Kumar V. Leaching of platinum group metals (PGMs) from spent automotive catalyst using electro-generated chlorine in HCl solution. Journal Chemical Technology and Biotechnology. 2013. Vol. 88, No. 11. pp. 1991–1999.
13. Mahmoud M. H. H. Leaching platinum-group metals in a sulfuric acid/chloride solution. JOM. 2003. Vol. 55, No. 4. pp. 37–40.
14. Craig B. D., Anderson D. S. Handbook of Corrosion Data: ASM International. Materials Park, OH. 1995.
15. Jamesh M., Kumar S., Sankara Narayanan T. S. N. Effect of Thermal Oxidation on Corrosion Resistance of Commercially Pure Titanium in Acid Medium. Journal of Materials Engineering and Performance. 2012. Vol. 1, No. 6. pp. 900–906.
16. Anioek K., Kupka M., Barylski A., Dercz G. Mechanical and tribological properties of oxide layers obtained on titanium in the thermal oxidation process. Applied Surface Science. 2015. Vol. 357. pp. 1419–1426.
17. Schutz R. W., Covington L. R. Effect of oxide films on the corrosion resistance of titanium. Corrosion 1981. Vol. 37, No. 10. pp. 585–591.
18. Vaughan J., Alfantazi A. Corrosion of titanium and its alloys in sulfuric acid in the presence of chlorides. Journal Electrochemical Society. 2006. Vol. 153. pp. B6–B12.
19. Grauman J. S., Say T. Titanium for Hydrometallurgical Extraction Equipment. Advanced Materials and Processes. 2000. Vol. 157, No. 3. pp. 25–29.
20. Bishop C. R. Corrosion tests at elevated temperatures and pressures. Corrosion. 1963. Vol. 19, No. 9. pp. 308t–314t.
21. Ruskol Yu. S. Titanium structural alloys in chemical industries: guide. Moscow : Khimiya, 1989. 287 p.
22. Ashworth M. A., Davenport A. J., Ward R. M., Hamilton H. G. C. Microstructure and corrosion of Pd-modified Ti alloys produced by powder metallurgy. Corrosion Science. 2010. Vol. 52, No. 7. pp. 2413–2421.
23. Bloyce A., Qi P. Y., Dong H., Bell T. Surface Modification of Titanium Alloys for Combined Improvements in Corrosion and Wear Resistance. Surface and Coating Technology. 1998. Vol. 107, Iss. 2-3. pp. 125–132.
24. Brossia C. S., Cragnolino G. A. Effect of palladium on the corrosion behavior of titanium. Corrosion science. 2004. Vol. 46, No. 7. pp. 1693–1711.
25. Wang Z. B., Hu H. X., Zheng Y. G., Ke W., Qiao Y. X. Comparison of the corrosion behavior of pure titanium and its alloys in fluoride-containing sulfuric acid. Corrosion Science. 2016. Vol. 103. pp. 50–65.
26. Handzlik P., Fitzner K. Corrosion resistance of Ti and Ti–Pd alloy in phosphate buffered saline solutions with and without H2O2 addition. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013. Vol. 23, No. 3. pp. 866–875.
27. Prando D., Brenna A., Diamanti M. V., Beretta S., Bolzoni F. et al. Corrosion of titanium: Part 2: Effects of surface treatments. Journal of Applied Biomaterials & Functional Materials. 2018. Vol. 16, No. 1. pp. 3–13.
28. Wang X. L., Zhou Q., Yang K., Zou C. H., Wang L. Performance of surface on ultrafine grained Ti-0.2 Pd in simulated body fluid. Applied Surface Science. 2018. Vol. 434. pp. 957–966.
29. Sasikumar Y., Indira K., Rajendran N. Surface Modification Methods for Titanium and Its Alloys and Their Corrosion Behavior in Biological Environment: A Review. Journal of Bio and Tribo-Corrosions. 2019. Vol. 5, No. 36.
30. Stern M., Wissenberg H. The influence of noble metal alloy additions on the electrochemical and corrosion behavior of titanium. Journal of the Electrochemical Society. 1959. Vol. 106, No. 9. pp. 759–764.
31. Tomashov N. D., Altovsky R. M., Chernova G. P. Passivity and corrosion resistance of titanium and its alloys. Journal of the Electrochemical Society. 1961. Vol. 108, No. 2. pp. 113–119.
32. Van der Lingen E., Sandenbergh R. F. The cathodic modification behaviour of ruthenium additions to titanium in hydrochloric acid. Corrosion science. 2001. Vol. 43, No. 3. pp. 577–590.
33. Bodunrin M. O., Chown L. H., van der Merwe J. W., Alaneme K. K., Oganbule C., Klenam D. E., Mphasha N. P. Corrosion behavior of titanium alloys in acidic and saline media: role of alloy design, passivation integrity, and electrolyte modification. Corrosion Reviews. 2020. Vol. 38, No. 1. pp. 25–47.
34. GOST 3118–77. Reagents. Hydrochloric acid. Specifications. Introduced: 01.01.1979.
35. GOST 10929–76. Reagents. Hydrogen peroxide. Specifications. Introduced: 01.01.1977.
36. GOST 4233–77. Reagents. Sodium chloride. Specifications. Introduced: 01.01.1978.
37. GOST 2603–79. Reagents. Acetone. Specifications. Introduced: 01.07.1980.
38. GOST 5583–78. Technical and medical oxygen gas. Introduced: 01.01.1980.
39. Belousova N. V., Belousov O. V., Borisov R. V., Grizan N. Specific features of dissolution of metallic rhodium in acid oxidative media under hydrothermal conditions. Russian Journal of Applied Chemistry. 2019. Vol. 92, No. 8. рр. 1102–1106.
40. Borisov R. V., Belousova O. V., Dorokhova L. I., Zhizhaev A. M. Features of fine iridium powders dissolution in acidic media. Journal of Siberian Federal University. Chemistry. 2017. Vol. 3, No. 10. pp. 325–332.
41. GOST 9.908–85. Unified system of corrosion and ageing protection. Metals and alloys. Methods for determination of corrosion and corrosion resistance indices. Introduced: 01.01.1987.
42. Askolzin А. P. Boiler metal corrosion control. Moscow : Energoatomizdat, 1994. 240 p.