張文正

（山東金嶺礦業(yè)股份有限公司，山東 淄博 255081）

引言：鋼鐵行業(yè)是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)行業(yè)，而鐵礦石含鐵量檢測在鋼鐵生產(chǎn)和經(jīng)營貿(mào)易中，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。鐵礦石的質(zhì)量直接決定了鋼鐵的質(zhì)量，同時還影響著鋼鐵的冶煉[1]。鐵礦石全鐵含量檢測技術(shù)直接關(guān)系到鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)效率，因此應(yīng)加大鐵礦全鐵量檢測技術(shù)的研究。

一、鐵礦石檢測的應(yīng)用現(xiàn)狀

在過去對鐵礦石測定工作中，人們常用Ticl3 還原法進(jìn)行對鐵礦石含鐵量的檢測。還原法實際上就是化學(xué)檢測技術(shù)，有時其也被稱為化學(xué)法。而不同于化學(xué)法還有另一種檢測方法，一種借助儀器的檢測方法，它來源于《波長色散X 熒光光譜法》，這種方法主要運用于微量元素的測定，其在我國的實際應(yīng)用中得到了廣泛的認(rèn)可。鐵礦石中全鐵含量的檢測有著十分重要的意義，保證鐵礦石的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)決定了我國鋼鐵行業(yè)是否穩(wěn)定發(fā)展，擁有了鐵礦石就擁有了重要資源，就能夠針對當(dāng)下需要進(jìn)行生產(chǎn)生鐵和合金鋼材，這些材料在人們的日常生活中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，金屬在人們的生活中無處不在，他們存在于汽車中、存在于你手里的手機、家電、航空、生產(chǎn)電力都離不開金屬的參與。保證鐵礦石的含鐵量是保證鐵礦石質(zhì)量的重要因素，鐵礦石含鐵量密度的高低直接決定了鐵的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的鐵的質(zhì)量。

二、化學(xué)檢測法的原理和步驟

化學(xué)檢測法作為一種傳統(tǒng)的檢測方法，常常被用于鐵精礦、天然鐵礦石以及造鐵產(chǎn)品的檢測。氧化還原反應(yīng)是化學(xué)檢測法進(jìn)行測量全鐵含量的重要反應(yīng)機理。根據(jù)化學(xué)性質(zhì)使用強酸或強堿將樣品進(jìn)行分解，也可以對樣品進(jìn)行熔化酸化處理。氯化亞錫可以應(yīng)用到大多數(shù)鐵的氧化還原，如果仍有一部分樣品未被還原，可以選擇采用還原性較強的三氯化鈦進(jìn)行氧化還原的步驟。最后可以使用KSCN 還原殘留的還原試劑，這個過程中可以選擇二苯氨磺鈉作為指示劑，最后再使用重鉻酸鉀滴定還原樣品，最終達(dá)到檢測樣品中的含鐵量。根據(jù)相關(guān)的研究我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)鐵礦石經(jīng)過溶解，其中的氯化亞錫將會直接將二價鐵離子轉(zhuǎn)變?yōu)槿齼r鐵離子，在完成還原反應(yīng)后，可以采用氯化汞利用它的氧化功能將礦石試樣中過多的氯化亞錫排除掉，然后再通過重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行定量滴定工作最終得到鐵礦石中的含鐵量，在這種操作過程中要使用氯化汞消除過量的氯化亞錫，而汞在進(jìn)行使用時常常會對自然環(huán)境造成一定的損害，因此近年來相關(guān)專家展開了對此方面的研究，在進(jìn)行測試時，很多時候采用無汞的檢測方式。

總的來說，根據(jù)我國當(dāng)下正在使用的鐵礦石含鐵量監(jiān)測技術(shù)來說，如何對三價鐵離子進(jìn)行還原是我國當(dāng)下所有檢驗方式的主要落腳點。各種檢測手段都是采用重鉻酸鉀來進(jìn)行滴定。根據(jù)實際應(yīng)用我們可以發(fā)現(xiàn)，抗壞血酸滴定法和其他方法相比其擁有在一定程度上減少對水資源污染的巨大優(yōu)勢?？箟难峥偟膩碚f就是一種簡單而又高效率的方式，在進(jìn)行使用過程中應(yīng)該注意抗壞血酸滴定法其擁有較強的還原性，因此它的標(biāo)準(zhǔn)溶液及易被氧化，并且在蒸餾水中存在微量的銅元素，這微量的銅元素能夠極大的促進(jìn)抗壞血酸的氧化過程，這對于標(biāo)準(zhǔn)溶液的穩(wěn)定并不是一件很好地事。

H2SO4、HCL、H3BO3、H3PO4、HF、K、KSO、Na2O2、NaOH 等化學(xué)試劑都可以應(yīng)用到檢測的過程中；實驗的主要儀器有鉑坩堝、剛玉坩堝、天平、滴定管、高溫爐、烘箱等

化學(xué)檢測法的傳統(tǒng)檢測方法主要有四步：

第一步，溶液配置，重鉻酸鉀溶液、氯化亞錫溶液以及高錳酸鉀溶液進(jìn)行配置。

第二步，分解樣式，這一過程可以選擇用酸來分解，也可以使用堿來分解。

第三步，滴定，將分解后得到的溶液進(jìn)行滴定處理。

第四步，對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計并計算，統(tǒng)計實驗過程中使用的試劑含量，然后計算鐵礦中的含鐵量。

三、X 熒光法的檢測原理與步驟

X 熒光檢測法其實就是儀器檢測法的另一種表現(xiàn)形式，即鐵礦石在X 射線熒光分析儀的照測下對鐵礦石進(jìn)行具體分析，就可以檢測鐵礦石中的各種組成成分，甚至可以通過這種方式檢測出各種物質(zhì)含量的分布情況，X 射線物理原理是該項儀器檢測技術(shù)的實質(zhì)。正如X 射線熒光光譜法的縮寫是XRF，他的工作原理其實就是李勇X 射線對樣品進(jìn)行照射，到時樣品中K、M、L 等內(nèi)層發(fā)生空穴現(xiàn)象，其主要原因是殼層中的電子受到了強大的刺激最終導(dǎo)致了空穴現(xiàn)象的產(chǎn)生。而電子向內(nèi)層遷越伴隨的釋放的元素就是X 射線。并且發(fā)現(xiàn)X 射線受到元素的影響，元素不同X 射線也不同，同時樣品中的原子數(shù)量還與X 射線的強度成正比。因此在進(jìn)行元素的X 射線強度檢測時可以采用X 射線熒光光譜分析檢測法[2]。就是利用X 射線的這種活動特性，確定了樣品中元素的含有量。

目前X 射線熒光光譜檢測法是鐵礦石含鐵量的重要檢測方法，它能夠?qū)Ω髟卦阼F礦中的含量進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，也廣泛應(yīng)用于鐵礦石中鈣、硅、鎂的檢測。與傳統(tǒng)檢測方法相比，X 射線熒光光譜法具有分析快速、分析準(zhǔn)確、試樣加工簡便、誤差小等優(yōu)點。但是由于鐵礦石擁有較復(fù)雜的基體就很容易導(dǎo)致基體效應(yīng)，因此如果對全鐵含量直接進(jìn)行檢測就會使檢測結(jié)果出現(xiàn)很大的誤差，達(dá)不到工業(yè)以及外貿(mào)的要求。

X 射線分為四個關(guān)鍵步驟：

第一步，溶液配置，無水四硼酸鉀、硝酸鋰、溴化鋰等是該檢測方法主要使用的溶液。

第二步，處理鐵礦石樣本，樣本的處理主要有樣本稱重、鐵礦石樣本溶解、鐵礦石樣本澆筑以及制取試料等。

第三步，對鐵礦石樣本進(jìn)行X 射線照射處理，并分析X 射線熒光光譜。

第四步，計算檢測數(shù)據(jù)，工作人員要計算特征X 射線的強弱以及類型，并根據(jù)計算結(jié)果得出鐵礦石樣本中各元素組成的類型和含量。

四、發(fā)展方向分析

重鉻酸鉀滴定法仍是現(xiàn)在測量鐵礦石全鐵含量，使用最多最重要的方法?，F(xiàn)在很多研究所都在對無汞無鉻的鐵礦含鐵量檢測法進(jìn)行研究。例如EDTA 滴定法以及抗壞血酸滴定法，但是這些方法在使用時仍然存在一定的限制，必須要增強自身的穩(wěn)定性以及實用性，以求達(dá)到國家的標(biāo)準(zhǔn)。要想提高含鐵量檢測的效率，首先要提高鐵礦石含鐵量的鑒定結(jié)果。因此必須要在測定時就分析出鐵礦石的成分，對礦石中的晉升元素正確測定以保證后續(xù)工作穩(wěn)定地開展。為了更好調(diào)動出儀器檢測法效率高的優(yōu)勢，可以將人類的主動性進(jìn)行積極地調(diào)動，同時對設(shè)備的準(zhǔn)確度也要進(jìn)行提高優(yōu)化。微量滴定作為綠色環(huán)保的代表，在未來一定會開辟出一條全新的道路[3]。微量滴定更適合學(xué)生在實際應(yīng)用中的學(xué)習(xí)。現(xiàn)階段比較常見的方法是儀器分析與容量相結(jié)合的方式，但是過多使用大型檢測機械不利于對優(yōu)質(zhì)鐵礦石的檢測，會在檢測過程中產(chǎn)生各種各樣的困難。因此儀器分析技術(shù)應(yīng)該是未來發(fā)展的重點，應(yīng)對其展開更加深入的研究。

五、結(jié)束語

總而言之，鐵礦石質(zhì)量的檢測在鐵礦石生產(chǎn)及貿(mào)易中占有相當(dāng)大的重要性，利用快速有效的鐵礦石含鐵量檢測法是極為關(guān)鍵的。傳統(tǒng)的化學(xué)檢測法和X 射線熒光光譜檢測法都是鐵礦石全鐵含量檢測的最常用的檢測方法。但兩者相比較之下，X 射線熒光光譜法比化學(xué)檢測法擁有更加顯著的優(yōu)勢，更加符合鋼鐵行業(yè)綠色環(huán)保的要求，對含量檢測具有深遠(yuǎn)的意義。相信新的更加環(huán)保的鐵礦石含鐵量檢測方式會隨著社會進(jìn)步、科技力量不斷發(fā)展而不斷進(jìn)步，對鐵礦石的檢測也會越來越精準(zhǔn)，從而為鐵礦石的檢測提供更加可靠的技術(shù)支持，有利于我國鋼鐵行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。