2 溴
(1)概述
溴在室温下是红棕色的液体,溴液体的沸点为58.8℃,故易挥发。它溶于乙醇、乙醚,四氯化碳、苯、盐酸,在水中的溶解度为3.6%,在20℃日光作用下和有水存在时生成氢溴酸和溴化氢:
产物都有比较强的腐蚀性。
溴是卤族元素,所以它具有卤族元素的特点,具有强烈的氧化性。下面介绍干燥溴气体、溴的水溶液,液态溴的腐蚀与防护。
①干燥溴气体的腐蚀性
干燥的溴气体腐蚀属于溴的气相腐蚀,为单一的化学腐蚀,突出的表现为溴对材料的氧化。许多金属材料与非金属材料都耐蚀(见表2)。
表2 干燥的溴气体耐腐蚀材料表
注:聚四氟乙烯也可使用,但时间长了要硬化,容易发脆。
②溴的水溶液的腐蚀性
溴和水作用后生成溴化氢和氢溴酸,由于反应是可逆的,所以生成的溴化氢和氢溴酸都是极不稳定的化合物。在溴的水溶液中,腐蚀介质除溴水溶液之外还有溴化氢和氢溴酸,所以它们对金属的腐蚀既有化学腐蚀也有电化学腐蚀。含有水的溴溶液对金属的腐蚀是很严重的。
③液态溴的腐蚀性
溴在常温下呈液态,液态溴就是工业用溴。耐液溴腐蚀的金属材料很少,主要是银、钽、哈氏合金B、哈氏合金C、镍等;常温下工艺条件不苛刻的部位可使用铅。
(2)耐溴金属材料
从耐蚀金属材料来看,最耐蚀的金属材料是钽,钽在干溴、溴水及液态溴中都是很稳定的,在260℃的干、湿溴中都耐蚀。
银对干、湿溴及溴水在100℃下都非常稳定。银的电极电位很高,因此它的耐蚀性非常优良,在卤素溶液中依靠腐蚀产物膜而得到保护。银在化学、食品医药、香料、染料等工业中得到一定的用途。银强度较低,易于加工,导热率、导电率很高,可用作薄板衬里。在特殊的腐蚀部位采用电镀银设备,是解决腐蚀问题的良好方法。
镍对含水为0.0057%以下的溴及湿溴耐蚀性较好。镍有优良机械、加工性能,又有良好的耐蚀性,它可直接做成化工设备。可以采用电镀或金属喷涂的方法获得耐蚀保护层;利用火焰喷涂镍丝,获得耐蚀金属喷涂层,现在已成为成熟的技术,并在不断发展。
铅对溴水耐蚀,并对含水量少于0.0057%的溴耐蚀,但对湿溴不耐蚀。
哈氏合金(镍铬铁钼合金)国外商品名为Hastelloy chorimet,哈氏合金B、哈氏C对于干、湿溴都具有很好的耐腐蚀性。哈氏合金采用火焰热喷涂的方法获得了良好的耐蚀金属喷涂层。氧-乙炔火焰作为热喷涂的热源,温度很高,完全可以使各种金属丝料或粉末熔融,均匀地喷涂在被保护的设备表面。现在有高性能的喷枪,完全可以使材料熔化;只要知道了合金配方,就可以根据合金配方制成合金粉料。用高性能的火焰喷枪喷涂得到较密实的耐蚀合金喷涂层。
哈氏合金B的成分:镍60%~65%,铁4%~7%,钼26%~30%,另含铬。哈氏合金C的成分:镍54%~60%,铬14%~16%,铁4%~7%,钼15%~18%,钨4%~5%。
上述材料是对溴较稳定的金属材料,但价格昂贵。
钛、含钼的奥氏体不锈钢,只能用于常温低浓度含溴介质中,一般不作推荐。
(3)耐溴非金属材料
耐溴的金属材料不太多且贵重,但耐溴的非金属材料很多,而且成本低,容易得到。
搪瓷对任何浓度的溴都耐蚀,所以溴和硫酸、溴和盐酸混合使用的溴化设备都是搪瓷反应罐,这种反应罐较经济、耐用。
玻璃对溴的各种存在形式都具有良好的耐蚀性,有许多玻璃加工厂专门制作生产了用于溴的设备,例如,用玻璃制品的海水提取溴的设备,还有用于溴化反应的玻璃冷凝器、玻璃管道、钢衬玻璃、玻璃阀门、泵等。
化工陶瓷对溴具有良好的耐蚀性,现在溴包装瓶大多数是陶瓷瓶。为了防止溴的渗漏,陶瓷瓶都采用表面带釉的耐酸陶瓷,瓶盖也是陶瓷的。为了封密,防止溴挥发,陶瓷瓶盖用水玻璃耐酸稀胶泥密封,然后将陶瓷瓶装在木箱内,进行运输。
化工陶瓷泵、耐酸瓷砖、耐酸瓷板均可用于含溴设备的防腐衬里和溴化工艺中。
硅质水玻璃耐酸水泥,具有良好的耐溴及溴化物性能,在溴化过程中用于溴化后处理设备的耐蚀硅板衬里。
耐溴腐蚀的有机材料不多,只有聚四氟乙烯及聚三氟氯乙烯。
在溴化反应过程中,聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯阀门、泵得到广泛应用。在搪瓷反应釜的搅拌轴的密封上,以聚四氟乙烯石棉盘根做填料。在玻璃管道安装上用聚四氟乙烯做垫片。还有溴化釜的釜盖法兰垫也须用聚四氟乙烯薄膜包编石棉盘根或橡胶法兰垫,以提高法兰垫片的耐蚀性。
在溴化反应釜上常用机加工或定型的聚四氟乙烯弹性膨胀短接管作为搪瓷罐法兰与玻璃管道之间的弹性连接管。这种管使得玻璃管道与搪瓷反应罐上接管尺寸误差得到补偿。
欧阳13918593706
2023年9月3日