铁矿石中全铁含量的检测技术分析

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【摘 要】随着我国经济的飞速发展，工业越来越成为国民经济的支柱，其中尤以钢铁工业最为重要，在我国的日常生活中扮演着重要的角色。而我国虽然有着较为丰富的钢铁资源，但是铁矿石的品味却不高，对于进口的依赖度仍然很高。作为判定铁矿石品味的全铁含量成为重要指标。论文结合笔者研究，分析了目前较为常用的集中铁矿石全铁含量检测技术。

【关键词】铁矿石；全铁含量；检测技术

随着我国工业的飞速发展，对于钢铁的需求量与日俱增。同样，钢铁工业的发展也成为衡量一个国家经济与科技发展水平的重要指标。在这样的背景下，铁矿石的需求量越来越大。在进行铁矿石的贸易过程中，随之而来的问题就是对铁矿石品味进行检测，以确保其含铁量达标。目前常用的全铁含量检测技术包括化学检测法以及X光荧光光谱检测法。

1.铁矿石检测工作现状分析

在铁矿石全铁含量的检测过程中，化学检测法在很长一段时间被广泛采用。这种检测方法主要是通过化学反应中的氧化还原，在将铁矿石样本溶解的基础上，利用三氯化钛等还原剂化学药剂将高价铁离子还原成低价铁离子。随后再通过诸如重铬酸钾把三氯化钛等还原剂重新氧化。在化学检测法中，一般使用的指示剂多位苯胺磺酸钠，通过滴定重铬酸钾溶液，再其滴定完成后通过计算使用的重铬酸钾溶液的量来计算铁矿石的全铁含量。

但是随着我国铁矿石的贸易量与检测量的不断增加，铁矿石检测工作量不断加大，使得这种传统化学检测铁矿石全铁含量方法暴露出一系列问题。主要表现在以下几点上。第一，导致检测工作量过大。化学检测的一个弊端就是检测大多需要经过检测人员手工操作，这就使得检测工作量急剧增多，增加了工作人员的工作量。第二，检测时间过长。因为检测工作量的问题，也导致对铁矿石样本的检测时间周期过长，检测批次堆积，大大延长了检测所规定的时间。第三，需要大量的化学药剂。这一点弊端最为重要，化学检测所消耗的不仅包括盐酸、硫酸等化学试剂，还包括水电等能源。这导致化学检测在浪费资源的同时还容易造成环境污染。

2.化学检测法（EDTA滴定检测法）

一般来说传统的测量铁矿石全铁含量的化学检测法主要依靠盐酸将铁矿石溶解后，利用其中三价铁离子还原为二价铁离子后滴入适当氯化汞的方式进行测定。虽然这种方式较为精确，但是因为氯化汞的剧毒性，从而导致每次检测后对水源与环境的污染较重。笔者下面所介绍的EDTA滴定检测法则较为环保。

2.1检测原理

用pH调节至1.5的盐酸将铁矿石样品溶解，然后采用EDTA滴定的方式。其中所使用的指示剂为磺基水杨酸，滴定过程中发现试剂颜色由原先的紫红色转变为淡黄色即可判定滴定结束。需要注意的是， EDTA滴定法测适用于测定全铁含量在1-20，如果含铁量过大，则会导致滴定终点难以观察，进而影响检测的效果。

2.2检测主要方法步骤

具体来说，采用EDTA滴定方式检测步骤如下：

将0.2g铁矿石放入250mL容量的烧杯内，并在其中放入pH值为1.5左右的浓盐酸，随后加热。加热完成后待其冷却后再转移至容量瓶中，注水稀释并摇匀。随后从中取出25mL放入锥形瓶，并加入浓硝酸适量后煮沸，随后再将甲酚红指示剂加入。此后再将氨水加入，当颜色变为浅黄色即可，随后再煮沸。最后再用EDTA滴定的方式加入磺基水盐酸，直至颜色从紫红变为淡黄色。

采用此种方式的计算公式如下所示：

Fe%=×100

其中，M样―样品重量，单位（g）；Mfe―铁的摩尔质量；

V―滴定使用的EDTA溶液数量；C―EDTA标准液摩尔质量

EDTA滴定方式检测所需要的试剂主要包括浓盐酸、浓硝酸、0.1%的甲酚红指示剂、氨水、10%硝基水杨酸指示剂、20%的六次甲基四胺以及EDTA标准溶液等。其中需要注意的是加热过程中温度不宜过高，以防止三价铁离子水解，导致检测结果有误。另外，EDTA滴定方式检测只适用于全铁含量范围在1mg到20mg的铁矿石，如果超出则会导致检测结果不准确。

3.X荧光光谱检测法

3.1 X荧光光谱检测法

该方法相对于化学检测法来说属于仪器检测法。荧光指的就是在光的照射下发出的光，尔所谓X荧光光谱检测法，指的是借助X射线荧光分析仪，对被检测铁矿石进行X射线照射。这样一来就可以通过对X射线荧光进行具体分析，从而检测出被测铁矿石各组成成分的具体含量。换句话说，这种方法主要是利用了特征X射线的物理原理。

众所周知，不论是哪一种化学元素的原子都具有的能级结构，在这个结构中核外电子都围绕固有的轨道运行，并且具备特有的能量。当内层的电子受到充足的X光照射时，就会摆脱该元素原子的禁锢，转化为自由电子。对于这样的现象我们称之为原子的激发态。一旦产生这样的过程，即电子转换为自由电子后，其他外层电子就会弥补空缺，与此同时还会以X射线的形态释放能量。因为其放出的X射线能量确定，所以我们称之为特征X射线。

3.2 X荧光光谱检测法的步骤

X荧光光谱检测法分为以下四个步骤：

首先是配置溶液。需要用到的溶液包括无水四硼酸锂、硝酸锂以及溴化锂等。其次是处理 铁矿石样本。主要包括将铁矿石样本称重、铁矿石样本的溶解、铁矿石样本的浇铸以及试料标准的制取。第三就是再进行X光照射后分析X射线荧光的光谱。最后一步则为数据的计算。也就是工作人员计算所发生的特征X射线的强弱程度以及类型，从而计算出铁矿石样本中各组成元素的主要类型与含量。

4.总结

综上所述，对于铁矿石中全铁含量的检测技术来说，不论是化学检测法还是X荧光光谱检测法，都被广泛应用。但是随着科学技术的不断进步与发展，化学检测法因为所耗费的化学药剂与人力物力过多且较为复杂，并且产生和排放的过量化学物质会导致严重的环境问题，已逐渐被人们所淘汰。而X荧光光谱检测法则因为较为快捷便利的特点被越来越多的采用。

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