铁矿石中全铁含量的检测技术分析

张文正

（山东金岭矿业股份有限公司，山东 淄博 255081）

引言：钢铁行业是我国国民经济发展的基础行业，而铁矿石含铁量检测在钢铁生产和经营贸易中，发挥着至关重要的作用。铁矿石的质量直接决定了钢铁的质量，同时还影响着钢铁的冶炼[1]。铁矿石全铁含量检测技术直接关系到钢铁企业的生产效率，因此应加大铁矿全铁量检测技术的研究。

一、铁矿石检测的应用现状

在过去对铁矿石测定工作中，人们常用Ticl3 还原法进行对铁矿石含铁量的检测。还原法实际上就是化学检测技术，有时其也被称为化学法。而不同于化学法还有另一种检测方法，一种借助仪器的检测方法，它来源于《波长色散X 荧光光谱法》，这种方法主要运用于微量元素的测定，其在我国的实际应用中得到了广泛的认可。铁矿石中全铁含量的检测有着十分重要的意义，保证铁矿石的持续稳定供应决定了我国钢铁行业是否稳定发展，拥有了铁矿石就拥有了重要资源，就能够针对当下需要进行生产生铁和合金钢材，这些材料在人们的日常生活中发挥着至关重要的作用，金属在人们的生活中无处不在，他们存在于汽车中、存在于你手里的手机、家电、航空、生产电力都离不开金属的参与。保证铁矿石的含铁量是保证铁矿石质量的重要因素，铁矿石含铁量密度的高低直接决定了铁的生产效率和生产的铁的质量。

二、化学检测法的原理和步骤

化学检测法作为一种传统的检测方法，常常被用于铁精矿、天然铁矿石以及造铁产品的检测。氧化还原反应是化学检测法进行测量全铁含量的重要反应机理。根据化学性质使用强酸或强碱将样品进行分解，也可以对样品进行熔化酸化处理。氯化亚锡可以应用到大多数铁的氧化还原，如果仍有一部分样品未被还原，可以选择采用还原性较强的三氯化钛进行氧化还原的步骤。最后可以使用KSCN 还原残留的还原试剂，这个过程中可以选择二苯氨磺钠作为指示剂，最后再使用重铬酸钾滴定还原样品，最终达到检测样品中的含铁量。根据相关的研究我们发现当铁矿石经过溶解，其中的氯化亚锡将会直接将二价铁离子转变为三价铁离子，在完成还原反应后，可以采用氯化汞利用它的氧化功能将矿石试样中过多的氯化亚锡排除掉，然后再通过重铬酸钾标准溶液进行定量滴定工作最终得到铁矿石中的含铁量，在这种操作过程中要使用氯化汞消除过量的氯化亚锡，而汞在进行使用时常常会对自然环境造成一定的损害，因此近年来相关专家展开了对此方面的研究，在进行测试时，很多时候采用无汞的检测方式。

总的来说，根据我国当下正在使用的铁矿石含铁量监测技术来说，如何对三价铁离子进行还原是我国当下所有检验方式的主要落脚点。各种检测手段都是采用重铬酸钾来进行滴定。根据实际应用我们可以发现，抗坏血酸滴定法和其他方法相比其拥有在一定程度上减少对水资源污染的巨大优势。抗坏血酸总的来说就是一种简单而又高效率的方式，在进行使用过程中应该注意抗坏血酸滴定法其拥有较强的还原性，因此它的标准溶液及易被氧化，并且在蒸馏水中存在微量的铜元素，这微量的铜元素能够极大的促进抗坏血酸的氧化过程，这对于标准溶液的稳定并不是一件很好地事。

H2SO4、HCL、H3BO3、H3PO4、HF、K、KSO、Na2O2、NaOH 等化学试剂都可以应用到检测的过程中；实验的主要仪器有铂坩埚、刚玉坩埚、天平、滴定管、高温炉、烘箱等

化学检测法的传统检测方法主要有四步：

第一步，溶液配置，重铬酸钾溶液、氯化亚锡溶液以及高锰酸钾溶液进行配置。

第二步，分解样式，这一过程可以选择用酸来分解，也可以使用碱来分解。

第三步，滴定，将分解后得到的溶液进行滴定处理。

第四步，对实验数据进行统计并计算，统计实验过程中使用的试剂含量，然后计算铁矿中的含铁量。

三、X 荧光法的检测原理与步骤

X 荧光检测法其实就是仪器检测法的另一种表现形式，即铁矿石在X 射线荧光分析仪的照测下对铁矿石进行具体分析，就可以检测铁矿石中的各种组成成分，甚至可以通过这种方式检测出各种物质含量的分布情况，X 射线物理原理是该项仪器检测技术的实质。正如X 射线荧光光谱法的缩写是XRF，他的工作原理其实就是李勇X 射线对样品进行照射，到时样品中K、M、L 等内层发生空穴现象，其主要原因是壳层中的电子受到了强大的刺激最终导致了空穴现象的产生。而电子向内层迁越伴随的释放的元素就是X 射线。并且发现X 射线受到元素的影响，元素不同X 射线也不同，同时样品中的原子数量还与X 射线的强度成正比。因此在进行元素的X 射线强度检测时可以采用X 射线荧光光谱分析检测法[2]。就是利用X 射线的这种活动特性，确定了样品中元素的含有量。

目前X 射线荧光光谱检测法是铁矿石含铁量的重要检测方法，它能够对各元素在铁矿中的含量进行准确检测，也广泛应用于铁矿石中钙、硅、镁的检测。与传统检测方法相比，X 射线荧光光谱法具有分析快速、分析准确、试样加工简便、误差小等优点。但是由于铁矿石拥有较复杂的基体就很容易导致基体效应，因此如果对全铁含量直接进行检测就会使检测结果出现很大的误差，达不到工业以及外贸的要求。

X 射线分为四个关键步骤：

第一步，溶液配置，无水四硼酸钾、硝酸锂、溴化锂等是该检测方法主要使用的溶液。

第二步，处理铁矿石样本，样本的处理主要有样本称重、铁矿石样本溶解、铁矿石样本浇筑以及制取试料等。

第三步，对铁矿石样本进行X 射线照射处理，并分析X 射线荧光光谱。

第四步，计算检测数据，工作人员要计算特征X 射线的强弱以及类型，并根据计算结果得出铁矿石样本中各元素组成的类型和含量。

四、发展方向分析

重铬酸钾滴定法仍是现在测量铁矿石全铁含量，使用最多最重要的方法。现在很多研究所都在对无汞无铬的铁矿含铁量检测法进行研究。例如EDTA 滴定法以及抗坏血酸滴定法，但是这些方法在使用时仍然存在一定的限制，必须要增强自身的稳定性以及实用性，以求达到国家的标准。要想提高含铁量检测的效率，首先要提高铁矿石含铁量的鉴定结果。因此必须要在测定时就分析出铁矿石的成分，对矿石中的晋升元素正确测定以保证后续工作稳定地开展。为了更好调动出仪器检测法效率高的优势，可以将人类的主动性进行积极地调动，同时对设备的准确度也要进行提高优化。微量滴定作为绿色环保的代表，在未来一定会开辟出一条全新的道路[3]。微量滴定更适合学生在实际应用中的学习。现阶段比较常见的方法是仪器分析与容量相结合的方式，但是过多使用大型检测机械不利于对优质铁矿石的检测，会在检测过程中产生各种各样的困难。因此仪器分析技术应该是未来发展的重点，应对其展开更加深入的研究。

五、结束语

总而言之，铁矿石质量的检测在铁矿石生产及贸易中占有相当大的重要性，利用快速有效的铁矿石含铁量检测法是极为关键的。传统的化学检测法和X 射线荧光光谱检测法都是铁矿石全铁含量检测的最常用的检测方法。但两者相比较之下，X 射线荧光光谱法比化学检测法拥有更加显著的优势，更加符合钢铁行业绿色环保的要求，对含量检测具有深远的意义。相信新的更加环保的铁矿石含铁量检测方式会随着社会进步、科技力量不断发展而不断进步，对铁矿石的检测也会越来越精准，从而为铁矿石的检测提供更加可靠的技术支持，有利于我国钢铁行业的持续发展。