探究鐵礦石中常見元素的檢驗

【摘 要】隨著我國經濟不斷的發展，鐵工業在中國經濟發展中占有很大的地位，它是我國經濟不斷良性發展的重要支柱。鋼鐵工業材料是人類經濟和科技不斷進步的重要物質，在我國經濟舞蹈上扮演著重要的角色，它實實在在的體現了我國鋼鐵工業發展的水平，也是一個國家不斷進步的重要體現，比如，對我國深圳口岸鐵礦石元素含量的分析中發現，一些進口的鐵礦石中元素的含量控制在規定范圍內，可是一些產地的鐵礦石中的Cd、As的含量相對比較高，很大程度上對環境存在著污染，有害人們的身體健康。在進口鐵礦石中Cd和As元素含量過高主要是來自于非洲的一些地區，Cd、As的含量非常的高，對環境存在著非常大的污染，需要對此采取一定的控制方法，對其進行檢驗。本文主要探究鐵礦石中常見元素的檢驗。

【關鍵詞】鐵礦石；元素；檢驗

隨著經濟不斷的發展，社會地位不斷的提高，鋼鐵材料已經成為了國家發展不可缺少的資源，鋼鐵工業對鋼鐵材料的冶煉是對材料合理利用的主要環節。人們的生活的方方面面都離不開結構材料和一些功能性材料。我國各個行業的發展，比如、交通、電力等很多行業都離不開鋼鐵材料。隨著我國經濟不斷的發展，國內市場對鋼鐵材料的需求量不斷的增大，但是鋼鐵中的一些元素的含量在一定程度上超過了國家標準含量，所以，在國際貿易中，對鐵礦石中各種元素的檢測成為了一個非常重要的環節，它是衡量鐵礦石質量的一個最重要的指標。所以，運用一種快捷、安全的檢驗方法是鐵礦石檢測人員共同的一個目標。

1.我國鐵礦石常見元素檢驗的現狀

我國鐵礦石檢測實驗室最多的是由三氯化鈦的還原法對鐵礦石中元素的鐵的含量進行檢測，這種檢測的方法叫做化學法，這種化學法對鐵礦石中元素檢測的同時由波長色散X熒光光譜進行測定鐵礦石中硅、鈣和錳等元素的含量，對幾種元素的檢測方法叫做X熒光光譜檢測方法。在對鐵礦石中各種元素檢測的同時還可以檢測出全鐵的含量，這樣的好處是，在每一個檢測中都會得到兩個鐵含量數據，這兩個數據在數據值上差異性非常小，但也有一小部分差異很大，實驗室采用的檢驗方法要根據鐵礦石的不同進行選擇，因為，我國把化學法來作為常用方法，它起到了一個中心的作用，很大一個原因是由我國鐵礦石結構的特點來選擇的，根據鐵礦石不同的結構特點來選擇檢驗的方法，做到合理、科學。中國的鐵礦石的分布比較分散、儲存面積比較小、不同地方品質不穩定。和國外的有很多的差異性，國外鐵礦石分布位置非常集中、儲存面積比較大、品質相對我國非常穩定。

隨著我們經濟不斷的發展，檢驗實驗室的技術發展以及對其宣傳服務不斷擴大，大大增加了實驗室檢驗元素的業務量，使之有充分的資源可以進行檢測，我國實驗室每年需要檢測幾千批的業務，增加了檢測的數據。隨著我國對鐵礦石元素檢測的不斷增加，化學法檢測的時候要對樣品進行烘干，在烘干的每一個流程都需要人為手工操作，整個流程在進行的過程中，一方面，進行操作的工作人員全面對每個環節做到完善，長期如此，人員的身體得不到好的休息，處于負荷狀態，很有可能導致工作的質量下降，在對其檢測方面，極有可能會出現一些周期性的問題。另一方面，在運轉的過程中，水、電的消耗和一些化學物資的使用，使一定范圍內的 環境受到很大程度的影響和破壞，于此同時廢氣和廢棄水得不到很好的處理。所以，提高檢測效率是非常重要的，能夠使檢測數據更加精確。我國實驗室對鐵礦石的檢測已經運行了很多年的時間，已經掌握了很多檢測經驗和大量的檢測數據，這些數據是根據化學法和X熒光光譜法得出，通過分析這些數據尋找X熒光光譜法能夠代替化學法的新方法，這樣做的好處是，可以節約大量的人力和財力，還能夠減少對環境的污染。

2.鐵礦石元素的兩種檢驗方法

2.1 X熒光法檢驗原理和檢驗步驟

X熒光光譜法原理：首先用無水四硼酸鏗作溶劑，以硝酸鋰為氧化劑，溴化鋰為脫劑制備試料片，然后測出鐵元素中的X射線熒光光譜強度值，使其和元素含量之間形成一個定量關系。計算出鐵元素在鐵礦石中的含量。

在X熒光光譜實驗中用的試劑和儀器分別是：蒸餾水、鹽酸、無水四硼酸鋰、硝酸鋰、溴化鋰和氣體。用到的儀器：X射線熒光光譜儀。

X熒光法檢測的主要檢測步驟是：

（1）無水四硼酸鏗作溶劑，以硝酸鋰為氧化劑，溴化鋰為脫模劑，幾種溶液相互融合，使其進行充分的反應。

（2）在對鐵礦石檢測前需要對鐵礦石樣品進行稱重、融化、澆鑄、制標準試料片。

（3）鐵礦石樣品準備完畢之后，用X射線熒光光譜對其進行分析。

（4）對產生的數據進行處理，一般情況下取一個標準試料片，把試料片放到X熒光光譜儀上面，進行重復多次對其檢測，然后記錄數據。制作一個標準試料片只要消耗一定量的無水四硼酸鋰、硝酸鋰、溴化鋰。

2.2化學法檢驗原理與檢驗步驟

化學法檢測原理：標準樣品用酸對其進行分解或者酸化的方式處理，鐵元素用氯化亞錫進行充分的還原，最后一小部分剩余的鐵用三氯化鋰進行還原，在用重鉻酸鉀溶液對剩余的還原劑進行充分氧化和滴定還原后的鐵元素，最后由標準樣品消耗的重鉻酸鉀溶液進行計算樣品中全鐵的含量。

檢測中用到的試劑和材料分別是：試劑，鹽酸、硫酸、磷酸、硼酸、氫氟酸、焦硫酸鉀、氫氧化鈉、過氧化鈉等。儀器設備：剛玉增禍、鉑柑禍、滴定管、天平等。

化學法檢測的主要檢測步驟是：

（1）使用氯化亞錫溶液、高錳酸鉀、重鉻酸鉀標準溶液幾種溶液相互融合，使其進行充分進行反應。

（2）用酸或者堿對標準樣品進行充分分解。

（3）對分解后的標準樣品用重鉻酸鉀溶液對其滴定。

（4）對產生的數據進行處理，在實驗中需要配置兩份標準樣品溶液和一份空白溶液。

3.結束語

有本文可以看出，很多國家對鐵礦石中元素檢測采用最多的方法就是X射線熒光光譜方法，這種方法的檢測主要注重的是方法原理分析，不斷改進已有方法使之達到檢測結果精準的要求，在進行評定的時候，一般情況下是用極少量的標準液對檢測方法進行一個合理的評定。由于實驗中的鐵礦石和標準樣品下的鐵礦石不管是在形狀、化學成分等一些方面都有非常大的差別，所以，X射線熒光光譜測定方法在檢驗過程中對精密度的檢驗還不是非常的精確，通過整理在實驗中化學法和X射線熒光光譜法對鐵礦石檢測中積累的大量數據，然后對這些數據進行統計分析，通過分析比較出兩種檢測方法的差異，找到兩者之間的關聯，可以在很大程度上減少檢驗中投入的人力、財力，并且還能大大減少對環境的污染，使人們的生活更加愜意，為我國鋼鐵事業產生更多的經濟效益。

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