提高鐵礦粉檢測質量的措施

宋明凱，金怡倫(鲅魚圈海關綜合技術服務中心，遼寧 營口 115007)

1 對被檢測鐵礦粉的取樣及改進方法

1.1 人工取樣

鐵礦粉的傳統取樣方法是人工取樣。人工取樣存在很多不可避免的不確定性，比如取樣的工具，有許多取樣工具可以選擇，如鐵鍬。人工取樣不能完全確保取樣的隨機性，難免帶有主觀因素，因此人工取樣會帶來一些系統誤差。但人工取樣同時也有很多優點，在人為操作的同時，可以記錄一些數據，給后續的檢測帶來許多便利，同時可以確保取樣過程中不出現太大的誤差。并且可以在發現不妥之處時及時停止取樣的繼續進行，使樣本得到最好的保護措施，有效防止鐵礦粉樣本受到外界因素的影響。

1.2 機械取樣

機械取樣是通過計算機對取樣的儀器進行嚴格控制來進行的取樣過程。機械取樣可以保證取樣的絕對隨機性，保證了每次鐵礦粉樣本量的確定性，使取樣更具有科學性、合理性。機械取樣一般不會給實驗帶來系統誤差。任何事物都具有雙面性，機械取樣在具有上述確定性和科學性優點的同時，也具有很多缺點。首先，和人工取樣相比，機械取樣并不能在取樣后使鐵礦粉樣本得到妥善保管，有可能使鐵礦粉在取樣和送去檢測這兩個過程之間摻入雜質。如鐵礦粉受潮后，會有水作為雜質摻入鐵礦粉中，影響檢測的最終結果。

1.3 對兩種取樣方法的改進

(1)人工取樣的改進方法。

(2)增加取樣人手。對于人工取樣來說，為使盡量具有科學性和合理性，在取樣時可以由兩人或多人同時進行。在多人共同進行取樣的情況下，取樣員之間可以互相起到監督作用。因為不同人有不同的想法，也可以盡量達到客觀的隨機取樣。

(3)統一取樣工具。取樣工具的不確定性也是造成誤差的一個原因。統一的取樣工具及取樣深度和數目也可以有效減小誤差。

(4)增加管理員對取樣進行監督。管理員的約束可以增加取樣的客觀性。管理人員隨時到達現場對取樣工作進行監督，并且在取樣后確保樣本的安全性，減少雜質進入的可能性。

(5)機械取樣的改進方法。機械取樣的改進方法和人工取樣大同小異，可以在機械取樣中增加監督員，從而控制取樣進程并確保樣品的安全性，增加取樣的科學性和合理性[1]。

2 影響鐵礦粉質量檢測的因素和一些優化方案

2.1 鐵礦粉的礦物類型不同

影響鐵礦粉質量檢測的直接因素就是鐵礦粉的礦物類型。不同的鐵礦類型具有不同的礦物成分，在對礦物進行檢測前，首先要對其進行燒結處理。在鐵礦粉的檢測過程中，同樣也要先對其進行燒結處理。在這一過程中，不同的鐵礦粉在進行燒結后會產生不同的燒結溫度。鐵礦粉中不僅只有鐵這一種元素，還有硫、磷、砷、鉀、鈉、氟等雜質元素的存在。因此在燒結過程中會發生很多復雜的化學反應，包括與空氣中的氧氣發生的氧化反應。燒結溫度越高就會越促進這些副反應的正方向反應，從而影響最終的檢測結果。

2.2 鐵礦粉中的水分

(1)水分對鐵礦粉產生的影響。不同礦物類型的鐵礦石的水含量也不同，也會對鐵礦粉的質量檢測造成影響。在實際生產過程中，鐵礦粉的水分雖然并不會對鐵礦制品產生太大影響，在燒結的高溫下也不會參與太多化學反應，但是在原料交易過程中，水分會影響鐵礦粉的重量從而影響總的價格。

(2)水分含量的測定。對于水這種雜質，要進行具體的水分檢測，具體的操作為：先把把待測的鐵礦石樣品粉碎(標準是小于20 mm)，在粉碎的過程中可以使用四分法來輔助進行。如果不能及時進行水含量測試實驗的話，要對已經粉碎的樣品進行密封處理，并在合適的地方保存。準備好實驗設備后，要先把鐵礦石粉進行烘干處理，具體的操作方式是放進一定溫度的干燥箱里進行鼓風處理，烘干2 h后稱量一次樣品的質量，稱量完畢后把樣品再次放進干燥箱里風干，再次烘干0.5 h后再進行一次稱量并記錄數據，反復進行這樣的操作。當前后兩次稱量的結果進行減法計算后所得結果小于0.5時，說明這份鐵礦粉樣品已經大致烘干，得到了恒重。

(3)烘干方式的缺點和對烘干方式的優化方法。

①烘干方式的缺點。但是這種烘干方法同樣存在著一些缺點，比如在實際生產中，并不適宜調動這么多的人力去管理這一烘干環節，而且操作不能做到完全自動化，人為操作會產生不可避免的誤差，同時也無法在烘干后對鐵礦粉的質量進行及時測定并記錄。

②烘干方式的優化方法。以下是一些可以在實際生產應用時使用和借鑒的優化方法。在進行取樣時，可以應用上轉動皮帶，將樣品在皮帶上轉動時，可以起到一個動態監測的作用。在烘干時，可以借助儀器使結果更加精密。如可以應用微波水分檢測儀，將這種儀器安裝在轉動皮帶底部，在皮帶運作時，微波從下方發送出來，然后由上方的接收器接收。在這個過程中，由于水這種介質的介電常數遠遠大于其他介質，因此可以通過這種微波檢測法對烘干方式進行優化，在最后的結果中，對微波的衰減程度進行分析，從而可以對鐵礦粉中的水含量進行計算[2]。

3 目前鐵礦粉檢測存在的誤差及解決辦法

3.1 系統誤差

(1)測量誤差。測量出現誤差的根源在于測量的儀器。一般情況下，儀器調試好后且正常工作，人為因素并不會給結果帶來太大的誤差。如果僅僅是鐵礦石這一種礦石的測量并不會有太多的誤差存在。但如果同時進行著多種物質質量的測量，在兩種物質測量的間隙中，如果操作員沒有處理好的話就會出現前一種物質殘留在下一種物質上的情況，這種情況主要出現在時間緊、任務重的條件下，操作員想盡量加快實驗速度，降低了實驗準度。雖然這樣做的確提高了實驗效率，但是得到的結果也失去了科學性和準確性。解決方法就是在這一個崗位上安排兩個操作員，不僅可以起到互相監督的作用，同時也可以使實驗結果更加準確。再進行下一次測量時對機器進行仔細清洗，確保儀器在下一次使用時沒有上一次實驗材料(礦石粉等)的殘留物，以此來確保實驗結果的準確性，減小化驗結果的誤差。

(2)設備誤差。再進行測量前，設備要經過正確的調試后才能正式投入測量使用。這種設備誤差與前面的測量誤差相似，也是容易出現在測量兩種不同的實驗材料時，在測量第二種實驗材料時不能直接應用測量第一次實驗材料時的數據結果，要對實驗儀器再次進行調試。如果不進行第二次調試，就會出現設備誤差。

(3)材料選擇不當造成的誤差。在對鐵礦粉的成分進行分析檢測時，要先用試劑對鐵礦粉進行溶解處理。當這種試劑的選擇并不恰當時，就會對實驗結果造成一定程度上的影響。因此，操作員應充分了解試劑相關知識，這樣才能適當的避免因為不熟悉試劑產生的誤差[3]。

3.2 隨機誤差

在所有實驗項目中，都會有隨機誤差的出現，這種隨機誤差一般是難以避免的。雖然這種誤差本身難以避免，我們也可以人為的將這種誤差降到最小，比如嚴格考察采樣的鐵礦粉的原礦石所處的環境，盡量統一采樣工具和采樣方式，在進行鐵礦粉樣品采樣時，盡量嚴格按照規定去做，做到嚴謹。

4 目前鐵礦粉檢測的部分方法

4.1 傳統方法

鐵礦粉的成分決定了鐵礦粉的質量，在傳統的成分檢測方式中，包括：光譜分析法、質量分析法。除此之外，滴定法、色澤比較法和等離子處理法的應用較少。在以前的生產過程中，常應用化學分析法對鐵礦粉的成分進行分析，主要的操作步驟是先對礦粉的質量進行確定，先應用光譜分析法對其進行一個大致測定，獲得各個元素所占質量比后在進行后續的實驗。應用化學分析法得到的結果科學且準確，因此在之前的礦石檢測中得到了廣泛應用。但化學分析法也具有很多缺點，比如操作步驟多，難以在每個過程中都保持嚴謹，且需要的人力也比較多，分析的成本也比較高，目前已經逐漸被淘汰，被新出現的各種各樣的其他檢測方式所取代[4]。

4.2 新型方法

隨著科學技術的不斷發展，出現了許多檢測礦石成分的新型方式，其中包括XRF分析技術。XRF這種新型技術具有很高的精準度和合理性，在當今礦石的檢驗中常用[5]。

5 結語

通過本篇文章的描述，可以認識到在鐵礦粉的質量檢測中，從采樣開始，就會有不同的造成誤差的因素出現，因此提高鐵礦粉檢測質量的核心措施就是減小這些誤差。減小系統誤差有很多措施，多次測量取平均值也是其中的一種，在減小采樣過程中誤差的前提下，正確的應用XRF技術可以幫助更迅速更科學準確的在實際應用中提高鐵礦粉的檢測質量。本文從源頭分析了提高鐵礦粉檢測質量的方法，對同類型的實驗也具有一些借鑒意義，希望在未來能研究出更加完善可行的提高鐵礦粉檢測質量的方法。