利用配比關系檢驗鐵精粉鈦含量的準確性

朱立杰

(河北鋼鐵集團礦業公司司家營北區分公司)

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利用配比關系檢驗鐵精粉鈦含量的準確性

朱立杰

(河北鋼鐵集團礦業公司司家營北區分公司)

介紹了研山鐵礦采用鋁片還原三氯化鐵滴定法測定南非磷尾礦產品鈦含量的分析方法和原理。闡述了根據研山鐵礦實際生產情況，利用南非磷尾礦磁選精礦與原生礦磁選精礦混合配比關系來檢驗鈦含量測定準確性的理論基礎和方法，并通過實例進行了詳細說明。

南非磷尾礦 混合比例 品位 磁鐵礦

研山鐵礦隸屬于河鋼礦業司家營北區分公司，設計規模為年采選礦石1 500萬t，年產品位66%以上鐵精礦粉483.95萬t。近年，受鋼鐵行業產能過剩，利潤下滑的影響，鐵精粉行業形勢嚴峻。為提高企業競爭力，準確把握市場節奏，實現礦山持續、穩定發展，公司對已購的南非磷尾礦進行選礦加工，與自有資源整合利用，以獲取最佳經濟效益。

南非磷尾礦全鐵含量約55%，鈦含量約4%。當精礦產品中鈦含量較高時，對煉鋼、煉鐵工序產生不利影響，尤其是在高爐冶煉過程中，使鐵水黏稠、流動性差、易結爐瘤、渣鐵難以分離，當鈦含量較低時，影響較小[1]。因此準確測定南非磷尾礦產品中的鈦含量尤為重要。

1 分析方法及原理

1.1 分析方法的選擇

定量測定某物質或物質中某一組分含量時，可以選用多種不同的分析測定方法。選擇時應結合現實條件，選用分析過程易控制、速度快、成本低、操作簡單、結果準確的分析方法[2]。本文采用鋁片還原三氯化鐵滴定法，經對標準試樣進行分析，測定結果(見表1)表明該方法簡單準確，為較適合的測定方法。

表1 標準試樣分析結果

1.2 分析原理

試樣用過氧化鈉高溫熔融后，水浸取，在適當的酸性溶液中，在保護氣氛下，用鋁片將四價鈦還原為三價鈦，以硫氰酸鹽為指示劑，用三氯化鐵標準溶液滴定測定鈦含量。

2 南非磷尾礦選礦工藝流程

南非磷尾礦進入球磨機進行磨礦，磨礦產品由旋流器進行分級作業，沉砂返回球磨機再磨，實現閉路循環。溢流產品經2段磁選機進行精選作業，精礦經過濾脫水形成最終過濾精礦。南非磷尾礦選礦工藝流程見圖1。

圖1 南非磷尾礦選礦工藝流程

3 配比方程式的推導和應用

3.1 配比方程式的推導

南非磷尾礦通過2段磁選后產出的精礦全鐵含量較低，平均約為61.50%，鈦含量仍然在4%左右，指標均不能達到鐵精粉接收單位的工藝要求，且產量較小，輸送至過濾機的供給量不足，過濾效果不佳。將選礦廠Ⅲ系列(研山鐵礦選礦廠共3個系列，其中Ⅰ、Ⅱ系列處理氧化礦，Ⅲ系列處理原生礦)部分精礦產品與其按比例混合，有效的提高了南非磷尾礦最終過濾精礦品位，降低了鈦含量，提高了過濾效果。

為了保證最終過濾精礦質量，混合比例的控制尤為重要。這需要將南非磷尾礦進入選礦流程的實際生產情況，結合Ⅲ系列磁選精礦相關指標來控制。例如，經化驗分析得到選礦廠Ⅲ系列精礦品位為66.00%，南非磷尾礦2段磁選精礦品位為62.00%，若計劃產出品位為64.00%的最終過濾精礦，需按1∶1的比例進行混合。理論上計算方程式可表示如下：

(1)

(2)

式中，TFe(南磁精)為南非磷尾礦磁選精礦含量，%；TFe(南濾精)為南非磷尾礦過濾精礦含量，%；TFe(Ⅲ精礦)為Ⅲ系列原生礦精礦含量，%；X為南非磷尾礦磁選精礦混合比例，%；Y為Ⅲ系列原生礦精礦混合比例，%。

通過控制混合比例，同樣可以計算過濾精礦鈦含量的理論值，方程式可表示為：TiO2(南磁精)×X+TiO2(Ⅲ精礦)×Y=TiO2(南濾精)，根據Ⅲ系列原生礦的礦石性質，通過化驗分析證明，Ⅲ系列原生礦磁選精礦鈦含量為0，可省略，則簡化為：

(3)

式中，TiO2(南磁精)為南非磷尾礦磁選精礦鈦含量，%；TiO2(南濾精)為南非磷尾礦過濾精礦鈦含量，%；X為南非磷尾礦磁選精礦混合比例，%。

3.2 配比方程式的應用

根據一定比例，利用理論方程式，可檢驗出鈦含量的準確性。在實際生產中，相關試樣全鐵含量測定采用三氯化鈦還原重鉻酸鉀滴定法(GB/T 6730.65—2009)，隨機抽取試樣，試驗結果見表2。

表2 南非磷尾礦相關試樣測定結果 %

由表2可知，南非磷尾礦磁選精礦鈦含量較穩定。根據試樣TFe含量，利用方程式(1)、式(2)可推算出南非磷尾礦過濾精礦中磁選精礦的混合比例X，利用方程式(3)可推算出過濾精礦中鈦含量理論值，結果見表3。

表3 南非礦過濾精礦鈦含量對比結果 %

由表3可知，序號1、3、4試樣鈦含量誤差在合理范圍內，序號2試樣誤差較大，經重新測定后應為2.10%。在生產中此類問題應及時更正，根據分析化學中誤差的性質，結合實際測定步驟，分析誤差產生的原因[3]，避免為實際生產提供錯誤數據。

如果經多次測定后鈦含量仍不符合理論值，則應充分考慮并檢驗試樣TFe含量是否準確。在確定取樣制樣過程具有代表性，生產現場進行配比的設備工作正常，鈦含量結果準確等因素后，利用方程式(3)反推南非磷尾礦磁選精礦比例X，在利用方程式(1)、(2)計算可檢驗試樣全鐵含量的準確性。生產實例見表4。

表4 生產中利用鈦含量推算X結果 %

序號日期時間試樣名稱TiO2品位TFe品位混合比例X12016-6-65:00南非礦磁選精礦4.0061.7652.75南非礦過濾精礦2.1162.75Ⅲ系列磁選精礦65.6422016-6-1713:00南非礦磁選精礦4.1061.2562.93南非礦過濾精礦2.5862.65Ⅲ系列磁選精礦66.33

由表4可知，將序號1、2各試樣的TFe帶入方程式(1)、(2)分別計算，混合比例X分別為74.48%、72.44%，與利用鈦含量推算的X值52.75%、62.93%差異較大，經過對各試樣全鐵含量重新測定后發現，序號1南非過濾精礦全鐵含量應為63.49%，序號2南非過濾精礦全鐵含量應為63.10%。

4 結 語

實際生產中，研山鐵礦利用南非磷尾礦磁選精礦與原生礦磁選精礦的混合比例，檢驗鈦含量和全鐵含量的準確性，可以更直觀的發現不合理數據，針對性強，有利于節約化驗成本，提高檢驗效率。

[1] 吳 琨，王新萍，楊德晗.分光光度法測定鐵礦石中TiO2含量[J].新疆鋼鐵，2014(3):24-26.

[2] 周曉東，張云梅，李蘭云.鈦鐵礦中鈦含量的一種快速測定方法[J].云南冶金，2007(6):59-62.

[3] 武漢大學.分析化學[M].4版.北京:高等教育出版社，2005.

2016-07-11)

朱立杰(1986—)，男，工程師，063700 河北省唐山市灤縣亨盛花園臨街4號。