铁矿石中铁含量测定的条件探究

铁矿石中铁含量测定的条件探究

巴合波力 冀孜畅

新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院

摘要：近年来，我国对矿产资源的需求不断增加，在铁矿石中，铁含量的测定是非常重要的内容。铁矿石作为钢铁工业最为重要的原材料,是我国重要的战略性矿产资源之一。我国铁矿资源储量丰富,但97%以上属于贫矿,需要经过选矿富集后才能供给高炉炼铁。多年来,在我国选矿工作者的共同努力下,我国铁矿选矿技术得到长足进步和发展。本文首先分析政策发展新要求，其次探讨铁矿石中铁含量测定的条件，最后就中国铁矿选矿技术展望进行研究，以确保铁矿石市场的有序和平稳运行。

关键词：铁矿石；直接测定；铁；条件优化；滴定

引言

目前磁性铁含量的测定方法主要是磁选管磁选法、手工内磁选法与手工外磁选法、磁选仪法,这些方法在磁选分离后测定磁性铁仍需用传统的化学方法测定,流程较长,不可避免地用到一些有毒有害物质且准确性受操作人员的经验与熟练程度限制。

1政策发展新要求

基于国家、行业、地方层面的运输结构调整相关政策，进口矿石运输新要求主要包括打通多式联运末端网络，大力推广“散改集”运输，加强跨区域联动，创新产品形式等。（1）打通多式联运末端网络。政策中要求加快集疏港及大宗货物运量150万t以上的大型工矿企业的铁路建设，致力于进一步完善矿石铁路运输“毛细血管”，促使铁路直达化运输，为货物由公路转向铁路提供基本保障。（2）大力推广“散改集”运输。在运输结构调整背景下，促进货物运输向更为高效、绿色的物流模式发展，集装箱运输模式应运而生。大宗货物“散改集”即将由敞车运输的大宗货物改装入集装箱封闭运输，主要优势一是有助于绿色环保，大宗货物在运输及装卸过程中存在扬灰、散落等情况，货物有所损耗的同时，对环境亦造成一定影响，改用敞顶箱运输模式，保障运输全程矿石不落地，有助于减弱环境污染影响；二是有助于多式联运高效发展，采用敞顶箱运输可保证货物在公铁联运过程中的平稳性、一次性，实现“门到门”运输，从而提高运输效率；三是有助于运输经济性提高，铁路货运运费较高的主要原因之一是“门到门”短驳运输费用较高，若采用全程集装箱运输，则可在减少中间作业环节的同时，降低相应的运输成本。

2铁矿石中铁含量测定的条件

2.1电炉温度的影响

通过不同电阻丝功率实验可知，样品在不同功率的电阻丝上加热，溶样时间和最终滴定的铁含量都有所差异。在高功率的电阻丝上加热，溶样时间大大缩短，节省了时间，提高了工作效率，并且铁含量值与真实值更为接近。而在低功率的电阻丝上加热，时间延长，并且铁含量值都有所偏低，原因可能是在低功率电阻丝上加热样品未溶解完全所致。

2.2X射线荧光光谱法

磁选-质量换算法由于磁选时存在非磁性和弱磁性矿物质的包裹,造成结果普遍偏高;磁化强度换算法由于测试结果包含磁化系数<3000×10-6cm3/g的弱磁性矿物和γ-Fe2O3,因此造成磁性铁(Fe3O4)结果偏差较大;为了避免和减少非磁性铁矿物的影响,试验磁选分离后磁性部分X荧光光谱法测定。采用磁选仪将质量m1的铁矿石样品磁选为磁性部分以及弱磁性部分和非磁性部分,然后将磁性部分烘干,获得烘干后的磁性部分的质量为m2;采用X射线荧光光谱法获得质量为m2的磁性部分中铁元素对应的X射线强度值,再利用预先获得的铁元素含量与铁元素对应的X射线强度的关系曲线,得到所述磁性部分中的铁元素的含量ω,从而获得铁矿石样品中的磁性铁含量=m2×ω/m1。

2.3伴生多金属硫化物型铁矿石

伴生多金属硫化物型铁矿石也是我国重要的矿产资源,该类矿石中除了含有磁铁矿、赤铁矿等铁矿物之外,还伴生有黄铜矿、黄铁矿、钴黄铁矿等其他硫化矿物,具有重要的综合回收利用价值。我国多金属硫化物型铁矿主要分布于湖北、福建、山东、广东、四川、河北等地,其中以湖北大冶铁矿和福建潘洛铁矿最为典型。伴生多金属硫化物型铁矿中矿物共生关系复杂,嵌布粒度粗细不均,有用矿物综合回收难度较大。目前,伴生多金属硫化矿型铁矿的选矿原则流程主要分为先磁后浮和先浮后磁两种。采用先磁后浮流程虽然可以分选出大部分铁矿物,减少后续浮选设备数量和药剂用量,但也导致其他伴生金属在铁精矿中损失严重,铁精矿产品质量不佳等问题;而采用先浮后磁流程可保证伴生金属的综合回收效率,同时提高铁精矿产品质量,该流程应用更为广泛。

2.4推动废钢资源深度利用，提升国内铁矿石资源保障能力

过去数十年来，随着基础设施建设的快速推进和耐用消费品需求的不断增长，我国积累了大量的钢铁资源。据中国工程院估计，到2030年，我国钢铁蓄积量将达到130亿吨，废旧钢铁总量也将超过3.5亿吨。因此，建议对废钢回收利用予以支持，建立成熟的废钢回收再利用体系，填补国内铁矿资源供应缺口。一方面，统一废钢所得税核定方法，由税务机关统一规定使用收购凭证进行现金支出的成本核算，并在现有30%增值税退税比例基础上，进一步增加退税比例，降低废钢采购成本。另一方面，加强废钢行业标准体系建设，促进产业链上下游协同发展。完善标准体系，并以此为基础，加强对回收、拆解、应用等产业链上下游情况的全面梳理，摸清阻碍产业链运行的瓶颈和障碍，促进上下游企业之间的合作与对接，推动企业共同协作、协同发展。

2.5非化学法测定磁性铁含量的方法

第一种:质量换算法,样品称重后磁选,磁性部分称重,换算磁性铁中铁的含量,由于磁选后样品中任有包裹的非磁性和弱磁性物质,因此测试结果偏高。第二种:磁化强度换算法,通过测量样品磁滞回线与晶体结构,利用Fe3O4饱和磁化强度与测得样品的磁化强度换算得到样品中磁性铁含量。由于磁化强度结果中包含弱磁性物质和γ-Fe2O3,因此测试结果偏差较大。第三种:磁选分离-X荧光光谱法,试验优化样品称样量、通过用高纯石英与标准铁矿石样品不同配比建立基体相同、含量高低系列标准物质建立标准曲线、优化软件程序,实现了磁选分离-X荧光光谱法对铁矿石中磁性铁含量的准确测定。测定结果精密度、准确度满足检测技术要求。实际样品测定值与不同实验室化学法。测定结果对照,结果一致性良好,可推广使用。

3中国铁矿选矿技术展望

近年来,我国铁矿选矿技术取得了长足进步,相关技术已经达到国际领先水平。我国铁矿选矿技术的未来发展核心要坚持以“高效低耗、综合利用、节能减排、环境友好”为原则,实现生产规模与装备大型化、控制自动化、管理信息化;优化铁矿资源布局,以“优质优用、劣质能用”为战略,实现铁矿资源高效高质利用;强化综合利用与资源循环,开发共伴生组分与尾矿资源的综合利用技术。

结语

对铁矿石中铁含量的分析检测进行了条件优化，大大降低了分析检测工作强度，提高了生产的效率，满足了矿山及时性的要求。基于“十四五”期间运输结构调整政策对进口铁矿石铁路运输发展的新要求，从加强基础设施配置、创新产品组织、优化运价机制、精细营销管理等方面，提出进口铁矿石铁路运输优化对策，为进口铁矿石铁路货运增量等提供借鉴。

参考文献

[1]程少逸,高正波,曹建.我国战略性矿产资源供应安全的挑战与应对[J].矿冶,2022,31(1):126-130.

[2]吴巧生,周娜,成金华.战略性关键矿产资源供给安全研究综述与展望[J].资源科学,2020,42(8):1439-1451.

[3]王萌,樊燕萍.市场情绪与铁矿石期货价格、现货价格的相关性研究:基于MSVAR模型的实证分析[J].中国矿业,2019,28(04):20-25.