鐵礦石檢測(cè)技術(shù)綜述

新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘探開發(fā)局 第一地質(zhì)大隊(duì) 實(shí)驗(yàn)室 李成雄

鐵礦石檢測(cè)技術(shù)綜述

新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘探開發(fā)局 第一地質(zhì)大隊(duì) 實(shí)驗(yàn)室 李成雄

鐵礦石檢測(cè)技術(shù)是檢驗(yàn)鐵礦石成分的重要手段之一，先進(jìn)、高效、快捷的檢測(cè)技術(shù)可以提高鐵礦石成分檢測(cè)的準(zhǔn)確度，能夠?yàn)殍F礦石的開采提供重要的依據(jù)。本文，筆者主要介紹了幾種重要的鐵礦石檢測(cè)技術(shù)，對(duì)于鐵礦石的勘探工作具有重要的指導(dǎo)作用。

一、鐵礦石物理檢測(cè)技術(shù)

在鐵礦石的檢測(cè)技術(shù)中，物理檢測(cè)技術(shù)是根據(jù)鐵礦石自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過相應(yīng)的物理方法對(duì)鐵礦石性質(zhì)進(jìn)行分析，在保證分析結(jié)果的同時(shí)，不會(huì)對(duì)鐵礦石本身造成影響。常用的鐵礦石物理檢測(cè)技術(shù)分析主要有以下幾種。

1.水分在線檢測(cè)技術(shù)。在整個(gè)鐵礦石檢測(cè)技術(shù)使用中，水分在線檢測(cè)技術(shù)作為最常見的檢測(cè)技術(shù)之一，是一種自動(dòng)化程度比較高的新技術(shù)，在國(guó)際上得到了廣泛應(yīng)用。利用該技術(shù)的常見系統(tǒng)有：

（1）低頻微波水分測(cè)定系統(tǒng)。該水分測(cè)定系統(tǒng)主要針對(duì)皮帶輸送機(jī)上的鐵礦石，通過事前的系統(tǒng)設(shè)置，對(duì)輸送的鐵礦石進(jìn)行在線檢測(cè)，確保輸送的鐵礦石符合相關(guān)要求。該系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)射微波，微波在穿透皮帶上的鐵礦石后，會(huì)被皮帶下的接收器接收， 將收集到的數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)分析即可以確定鐵礦石各組分的含量。

（2）中子水分測(cè)定系統(tǒng)。該測(cè)定系統(tǒng)在使用過程中，也是以一種新的非接觸式設(shè)備出現(xiàn)的，它具備較強(qiáng)的適應(yīng)性與抗干擾能力。其工作原理在于通過核分析技術(shù)，對(duì)鐵礦石中的水分進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)試，該測(cè)試方法不受鐵礦石成分、形狀、粒度及滲透水率的影響。

2.粒度測(cè)定技術(shù)。常見的粒度測(cè)定技術(shù)有：

（1）激光粒度測(cè)定技術(shù)。該技術(shù)利用激光衍射法對(duì)鐵礦石的組分進(jìn)行測(cè)定，其粒徑測(cè)量結(jié)果精確度高，且不需要對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)儀器，既節(jié)省了測(cè)量時(shí)間、又對(duì)鐵礦石本身沒有任何破壞性。

（2）機(jī)器人粒度測(cè)定技術(shù)。該技術(shù)的設(shè)備結(jié)構(gòu)布局與水分機(jī)器人設(shè)備幾乎相同，在具體實(shí)施過程中，主要差別在于水分樣換成了粒度樣，而烘箱則換成了機(jī)械疊篩機(jī)，且所有的動(dòng)作都不需要人工操作，由機(jī)械手代替，自動(dòng)化程度很高。

二、鐵礦石化學(xué)檢測(cè)技術(shù)

與物理檢測(cè)技術(shù)不同，化學(xué)檢測(cè)技術(shù)在使用時(shí)，主要是依據(jù)鐵礦石自身的性質(zhì)，通過一定的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作對(duì)鐵礦石進(jìn)行分析，以此來得出鐵礦石個(gè)組分的含量。

1.微波消解技術(shù)。常規(guī)試祥溶解技術(shù)步驟繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)。微波消解技術(shù)是一種快速高效的試樣溶解技術(shù)，可以作為鐵礦石消解的新手段。微波消解與傳統(tǒng)加熱技術(shù)不同，它是一種內(nèi)加熱，樣品與酸混合物通過吸收微波能，產(chǎn)生即時(shí)深層加熱；同時(shí)微波產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)使分子極化，極性分子隨高頻磁場(chǎng)按一定的規(guī)則排列，導(dǎo)致分子高速振蕩，這種振蕩受到相鄰分子間相互作用的干擾和阻礙，產(chǎn)生了類似摩擦的作用，使分子獲得高能量，分子振動(dòng)加強(qiáng)，從而使鐵礦石消解。

2.全鐵測(cè)定技術(shù)。常見的全鐵測(cè)定技術(shù)主要有：

（1）常規(guī)計(jì)算法。隨著當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，在全鐵標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算中，主要依據(jù)ISO/TC102/SC2成立的EG40A中的相關(guān)程序規(guī)定進(jìn)行。在具體實(shí)施中，該方案并非適合任何種類的鐵礦石，主要是針對(duì)亞鐵含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）小于0.50%、硫含量小于0.050%以及鐵含量處于50% ～ 70%的天然鐵礦。

（2）自動(dòng)電位滴定技術(shù)。該技術(shù)的實(shí)施需要人為的組織與操作，因而不可避免的會(huì)存在人為因素的影響。該技術(shù)在實(shí)際實(shí)施中，作為一種化學(xué)與現(xiàn)代電子相結(jié)合的產(chǎn)物，能夠彌補(bǔ)物理測(cè)定法中的存在的不足，對(duì)數(shù)據(jù)微處理具有一定的優(yōu)勢(shì)。

3.亞鐵含量檢測(cè)技術(shù)。針對(duì)亞鐵含量的檢測(cè)，常用的有X射線衍射技術(shù)和X射線熒光光譜技術(shù)2種。

（1）X射線衍射技術(shù)。該技術(shù)以定量相分析法為主，通過對(duì)二價(jià)鐵各有關(guān)物相衍射強(qiáng)度的測(cè)定來確定亞鐵的含量。這一技術(shù)可以避免其他物質(zhì)因素對(duì)物質(zhì)強(qiáng)度的干擾，同時(shí)還能消除其他外界干擾因素，確保二價(jià)鐵測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（2）X射線熒光光譜技術(shù)。受價(jià)態(tài)變化影響，X射線特征譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)也會(huì)在原基礎(chǔ)上發(fā)生改變。換言之，即鐵元素的價(jià)態(tài)變化會(huì)在很大程度上引起X射線譜的變化。這就需要在分析鐵礦石二價(jià)鐵的過程中，能夠結(jié)合X射線熒光光譜儀，在相關(guān)軟件的幫助下，依據(jù)鐵元素化學(xué)價(jià)態(tài)定量，對(duì)其做出科學(xué)、完整的分析。

4.色譜技術(shù)。色譜技術(shù)常用于傳統(tǒng)的有機(jī)物含量的檢測(cè)中，但隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們也逐漸開始使用色譜技術(shù)對(duì)金屬離子進(jìn)行研究、分析。與其他分析技術(shù)不同的是，氣相色譜技術(shù)在使用中，憑借其分離效能高、分析速度快、樣品量少等優(yōu)勢(shì)受到了使用者的青睞；與此同時(shí)，該技術(shù)的使用，能夠在一定條件下，將金屬離子直接轉(zhuǎn)化為具備一定發(fā)揮性的有機(jī)化合物，同時(shí)也可以將氣相色譜與質(zhì)譜、ICP、原子熒光、原子吸收等聯(lián)用，對(duì)鐵礦石中氯化物、氟化物、砷、鍺、鉛、汞、鉻、硒等有毒有害元素進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)其價(jià)態(tài)進(jìn)行分析，因而在鐵礦石的檢測(cè)技術(shù)中有著極其重要的地位。

綜上，我國(guó)對(duì)鐵礦石的需求量日益增加，對(duì)鐵礦石檢測(cè)技術(shù)也提出了更高的要求。相關(guān)部門要加快研究步伐，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上不斷探索新的檢測(cè)技術(shù)，以推動(dòng)鐵礦石檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。