鐵礦石物相分析方法的研究與應用

郎旭升

（太原鋼鐵集團代縣礦業(yè)公司計量檢驗室，山西忻州 034207）

鐵礦石是提煉各種鐵元素的重要載體，但是這些礦石在實際提煉之前需要進行系統(tǒng)的分析，進而確定其品質(zhì)以及具體的開采價值，這也就促進了鐵礦石物相分析方法的普及以及廣泛應用，目前我國的鐵礦石的物相分析法尚存在一定的局限性，礦石中硅酸鐵和赤褐鐵的物相測定方法復雜，因此本文就是在此基礎上，對鐵礦石的物相分析法進行了一定的應用研究。

1 分析原理及方法

根據(jù)我國地質(zhì)勘查規(guī)范規(guī)定，對于鐵礦石而言，其對應的物相分析不僅要涉及各種成分元素，而且還需要針對性地進行各種特元素形態(tài)的測定，也就是針對磁性鐵、碳酸鐵、硅酸鐵、硫化鐵、赤褐鐵這五種形態(tài)進行相應的測定，而檢測這些物質(zhì)，我國常用的有系統(tǒng)和單項這兩種物相分析方法，二者各有優(yōu)缺，所以需要針對性檢驗。系統(tǒng)分析法可以對同一份樣品進行同步檢驗，也就是利用多種溶劑多次連續(xù)浸取，這樣就可以得到數(shù)個“相”，進而測定對應的含量。單項物相分析則僅能完成一“相”的測定，單相針對性地測定磁性鐵、碳酸鐵、硫化鐵等鐵礦石中主要含鐵雜質(zhì)的含量，當然也可以檢驗赤褐鐵、硅酸鐵這些物質(zhì)，但是因為是單相檢驗，所以檢驗的效率較低，對于大批量樣品而言檢測壓力較大。

2 實驗方法

2.1 儀器試劑及實驗準備

需要的儀器主要有高溫馬弗爐，磁選比色管，水浴鍋，電子天平，木炭分等；而所需要的藥品以及試劑主要有：重鉻酸鉀標準溶液：氯化亞錫溶液；三氯化鈦溶液；鎢酸鈉溶液；硫磷混酸、鹽酸、冰乙酸、高氯酸、氟化鈉。王水等有機或無機試劑。待檢測的樣品需要使用200目篩網(wǎng)進行相應的篩選，或者直接破碎至200目大小。

2.2 實驗步驟

2.2.1 磁性鐵的測定

稱取200mg樣品，在300mL的燒杯中使用50mL水打開，就可以將磁選比色管循環(huán)攪動從而吸附樣品中的磁性礦物，收集到另一個燒杯中，多次操作，然后對于得到的磁性物品使用20mL濃鹽酸溶解，使用重鉻酸鉀容量法測定其具體的鐵含量,進而換算得到磁性鐵的含量。

2.2.2 碳酸鐵的測定

將實驗操作1中的非磁性部分過濾，之后使用冰乙酸沸水浴90min，過濾。然后對于得到的濾液使用10mL高氯酸反應，待反應完全后，加熱蒸發(fā)至近干，濃鹽酸溶解，然后再使用氯化亞錫將其中的鐵元素還原，同樣是使用1中的檢測方法測定鐵含量，進而換算得到碳酸鐵的含量。

2.2.3 赤褐鐵的測定

將2中剩余的固體移入燒杯中，之后加入鹽酸和氯化亞錫反應120min，這一過程中需要使用玻璃棒不斷的攪動，待反應完全后，過濾，洗滌，并且加熱濃縮至濾液50mL為止，這時就可以滴加10%高錳酸鉀，溶液就會表現(xiàn)為粉紅色。然后煮沸，放置常溫后，再加5%氯化亞錫還原，之后依舊使用1中的檢測方法測定鐵含量，再通過換算得到赤褐鐵的含量。

2.2.4 硫化鐵的測定

將3中的不溶殘渣放入瓷坩堝中灰化。待加熱結束后，就可以將不氣化的沉淀轉(zhuǎn)移到燒杯中，王水分解，過濾，就可以使用磺基水楊酸光度法測定鐵含量，進而轉(zhuǎn)化計算得到硫化鐵的含量。

2.2.5 硅酸鐵的測定

將4中的不溶殘渣轉(zhuǎn)入剛玉坩堝中。待所有的樣品灰化完全后，加入一定量的過氧化鈉，然后超高溫熔融，常溫下逐步冷卻后就可以使用水浸取殘渣中的剩余物，這一過程需要使用鹽酸同步酸化。然后通過氯化亞錫的還原，再使用1中的檢測方法測定鐵含量，進而換算得到硅酸鐵的具體含量。

3 結果與討論

3.1 磁選次數(shù)對實驗的影響

通過對9份樣品的磁選次數(shù)影響實驗分析，發(fā)現(xiàn)不同的磁選次數(shù)對于實驗的影響較為顯著，具體的實驗數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 不同磁選次數(shù)磁性鐵測定結果（%）

通過表1可以發(fā)現(xiàn)，如果僅僅是磁選1到3次，那么得到的實驗結果相對偏高，造成這一現(xiàn)象的主要原因就是如果次數(shù)過少，那么就很難將夾雜的非磁性物質(zhì)完全洗脫，這樣就會影響實驗的精細程度，通過表1可知，選5次以上就可以達到相應的標準需求，同時這些數(shù)據(jù)也與標準物質(zhì)認定值接近，當然為了保證實驗的效率，磁選次數(shù)5次最佳。

3.2 赤褐鐵檢驗結果分析

通過對實驗標準樣品的檢測，利用系統(tǒng)分析法得到的相關數(shù)據(jù)如表2所示，表中詳細的顯示了檢測得到的赤褐鐵、硅酸鐵的具體含量。

表2 系統(tǒng)分析與單相分析結合赤褐鐵測定結果（%）

通過表2可以發(fā)現(xiàn)，當使用系統(tǒng)分析法來分析鐵礦石時，在浸取赤褐鐵的過程中，因為硅酸鐵相對而言也極易溶解因此也被浸取出來，所以這就會造成前者計算結果偏高，而后者偏低，但是在本次的實驗中，前者含量和認定值接近，所以數(shù)據(jù)準確性較好。

4 效果驗證

4.1 方法的精密度

通過對上述實驗方法得到實驗數(shù)據(jù)的分析，利用大數(shù)據(jù)以及云處理等數(shù)據(jù)處理技術對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)得到的精密度RSD值均小于5%，同時相應的實驗結果與標準數(shù)據(jù)接近，因此這次實驗得到的數(shù)據(jù)具有較好的分析精度。

4.2 方法準確度

為了驗證使用該方法的準確度，本文選取了3個鐵礦石樣品，之后對其進行相應的物相分析，具體的實驗結果如表3所示。

表3 采用本法檢測國家標準樣品分析結果（%）

通過表3發(fā)現(xiàn)，利用本實驗的實驗方法得到的樣品測定值和實際的標準值二者的數(shù)據(jù)差值很小，并且沒有較大的數(shù)據(jù)波動，說明使用該方法測定的結果相對而言準確度可靠，能夠滿足實際的應用需求。

5 結語

本文針對鐵礦石中存在各類鐵類化合物的問題，針對其物相分析中的各因素進行了詳細的數(shù)據(jù)分析。本次研究不僅確定了磁性鐵的磁選次數(shù)最佳值為5次；而且還發(fā)現(xiàn)，可以將系統(tǒng)以及單項這兩種分析方法有機的結合，這樣實驗的準確度更高，而且還可以有效的消除赤褐鐵、硅酸鐵難分離的困擾。同時提高了檢驗精度，檢測得到的RSD值均小于5%，實際應用價值巨大。