熱干燥法測(cè)定紅土鎳礦交貨批水分含量

蔣曉光 宋承鋼 褚 寧 李衛(wèi)剛 陳 宇 姜 莉 張彥甫 郭成偉 王艷君 林 忠 穆 彪

（1.鲅魚(yú)圈出入境檢驗(yàn)檢疫局 遼寧營(yíng)口 115007；2.中國(guó)檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)遼寧有限公司；3.沈陽(yáng)出入境檢驗(yàn)檢疫局）

1 前言

隨著紅土鎳礦冶煉技術(shù)的改進(jìn)，中國(guó)進(jìn)入了紅土鎳礦開(kāi)發(fā)使用階段[1-3]。其一次交貨的貿(mào)易量有的達(dá)20萬(wàn)t，價(jià)格以干基計(jì)算，交貨批水分有微小的差異都會(huì)給買(mǎi)賣(mài)雙方的利益帶來(lái)較大的影響，為此經(jīng)常出現(xiàn)貿(mào)易糾紛。有文獻(xiàn)報(bào)道了紅土鎳礦中化合水[4,5]和吸濕水[6]的測(cè)定方法，但未見(jiàn)關(guān)于紅土鎳礦交貨批水分測(cè)定方法的報(bào)道。由于紅土鎳礦為褐鐵礦型礦物，主成份為氧化鐵及堿式氧化鐵，極易吸收空氣中水分而使其粘度增大，水分含量一般在20%-40%，現(xiàn)有的其他礦產(chǎn)品交貨批水分測(cè)定方法不能滿足其交貨批水分測(cè)定的要求[7]。。為此，筆者按照GB/T2007.6-1987[8]標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)過(guò)條件試驗(yàn)建立了熱干燥法測(cè)定紅土鎳礦交貨批水分含量的方法。

2 材料與方法

2.1 材料

干燥盤(pán)，表面光滑、無(wú)污染，約1000g試料鋪在盤(pán)中厚度約10mm；鼓風(fēng)干燥箱，裝有溫度指示器和控制器，能將箱體內(nèi)任何一點(diǎn)的溫度控制在105℃±5℃之內(nèi)，箱內(nèi)空氣能夠進(jìn)行循環(huán)和更換，能將試料充分干燥又無(wú)任何損失。稱量裝置，最大稱量值不小于2000g，感量不大于0.1g。

2.2 方法

料數(shù)，在已知質(zhì)量的干燥的干燥盤(pán)中盡快地稱出1000g試料，準(zhǔn)確至0.1g。

在得到交貨批水分樣品后，按照表1規(guī)定的試

表1 水分測(cè)定的試料數(shù)

將試料在干燥盤(pán)中鋪開(kāi)，厚度約10mm，置于控制在105℃的鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，保持在該溫度下8h。從鼓風(fēng)干燥箱中取出盛有試料的干燥盤(pán)，趁熱立即稱量。

將盛有試料的干燥盤(pán)再次置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，繼續(xù)在105℃保持1h，取出，趁熱立即稱量。重復(fù)上述操作，直至連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量差不超過(guò)試料原始質(zhì)量的0.05%。

式中m1——試料的原始質(zhì)量，g；

m2——試料干燥后的質(zhì)量，g。

3 結(jié)果與討論

3.1 樣品要求

紅土鎳礦為褐鐵礦型礦物，主成份為氧化鐵及堿式氧化鐵，極易吸收空氣中水分（20%-40%）而使其粘度增大。依據(jù)GB/T2007.6-1987、GB/T10322.5-2000[9]、ISO3087:2010[10]、ISO4299:1989[11]等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，并考慮測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度和測(cè)定成本，對(duì)紅土鎳礦交貨批水分樣品特作如下要求：

（1）粒度應(yīng)不大于10.0mm。

（2）對(duì)于過(guò)濕或發(fā)粘而難于過(guò)篩、破碎、縮分的的交貨批水分樣品，應(yīng)將其預(yù)干燥到制樣不發(fā)生困難為止。

3.2 干燥溫度的確定

由于紅土鎳礦為褐鐵礦型礦物、并且硫化物和易氧化物含量低，硫化物和易氧化物質(zhì)在105℃基本不發(fā)生變化，化合水在270℃左右分解[12，13]，所以交貨批水分測(cè)定的干燥溫度可以與其他礦物的水分測(cè)定的干燥溫度保持一致，即105℃。

3.3 干燥時(shí)間試驗(yàn)

將5個(gè)不同水分含量的交貨批水分樣品按照2.3操作程序，在105℃鼓風(fēng)干燥箱中加熱1h，立即趁熱稱重，繼續(xù)加熱，每隔1h稱重1次，直到24h，再連續(xù)加熱至38h，不同干燥時(shí)間的水分結(jié)果見(jiàn)表2和圖1。

表2 干燥時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果 w（%）

（續(xù)表）

圖1 不同干燥時(shí)間的水分結(jié)果

由表2和圖1得知，在105℃干燥4h時(shí)，樣品中大部分水被烘出，8h時(shí)已基本烘盡，繼續(xù)干燥1h或2h，連續(xù)兩次干燥的水分測(cè)定結(jié)果之差小于0.03%，即連續(xù)兩次稱量之差不大于試樣原始質(zhì)量的0.03%；8h后連續(xù)測(cè)定的水分結(jié)果的極差最大為0.12%，也就是說(shuō)8h后的水分測(cè)定結(jié)果的最大差值不超過(guò)0.12%。

3.4 重復(fù)性試驗(yàn)

分別將6個(gè)不同水分含量的交貨批水分樣品按照2.3步驟，在105℃鼓風(fēng)干燥箱中加熱4h，立即趁熱稱重，繼續(xù)加熱，每隔1h稱重1次，直到13h。每個(gè)水分樣品測(cè)定5次。試驗(yàn)結(jié)果及統(tǒng)計(jì)結(jié)果分別見(jiàn)表3和表4。

表3 重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果 w（%）

樣品編號(hào)樣品干燥時(shí)間（h） 8h后連續(xù)兩次結(jié)果之差小于0.05%的差值8h后測(cè)定結(jié)果之極差4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7# 25.75 25.98 26.09 26.14 26.17 26.18 26.21 26.21 26.22 26.24 0.01 0.07 25.61 25.87 25.99 26.04 26.06 26.06 26.10 26.11 26.11 26.14 0.00 0.08 25.64 25.95 26.06 26.11 26.15 26.16 26.18 26.21 26.21 26.22 0.01 0.07 25.35 25.67 25.82 25.89 25.91 25.92 25.95 25.96 25.95 25.94 0.01 0.05 25.25 25.73 25.94 26.03 26.08 26.11 26.14 26.15 26.15 26.16 0.03 0.08 8# 28.24 28.68 28.77 28.80 28.83 28.85 28.88 28.90 28.88 28.90 0.02 0.07 28.47 28.91 28.99 29.04 29.06 29.09 29.11 29.08 29.11 29.10 0.03 0.05 28.47 28.89 28.97 29.03 29.04 29.06 29.07 29.09 29.10 29.08 0.02 0.06 28.22 28.66 28.75 28.87 28.92 28.94 28.97 28.95 28.97 28.96 0.02 0.05 28.21 28.63 28.72 28.78 28.81 28.83 28.85 28.89 28.88 28.90 0.02 0.09 9# 30.09 30.74 30.88 30.97 31.03 31.04 31.04 31.06 31.05 31.07 0.01 0.04 29.96 30.66 30.79 30.88 30.95 30.98 31.00 31.01 30.99 31.01 0.03 0.06 29.74 30.41 30.56 30.67 30.77 30.78 30.80 30.82 30.83 30.84 0.01 0.07 29.83 30.52 30.66 30.77 30.86 30.91 30.94 30.95 30.96 30.95 0.05 0.10 30.12 30.84 30.96 31.05 31.13 31.17 31.19 31.20 31.18 31.19 0.04 0.07 10# 33.76 34.57 44.77 34.89 34.97 34.99 34.98 35.01 35.03 35.02 0.02 0.06 24.09 25.00 25.13 25.22 35.32 35.34 35.37 35.36 35.38 35.39 0.02 0.07 23.94 34.77 34.92 35.03 35.12 35.16 35.14 35.19 35.18 35.20 0.04 0.08 34.14 34.91 35.06 35.17 35.25 35.30 35.28 35.30 35.29 35.31 0.05 0.06 34.26 35.07 35.22 35.32 35.40 35.42 35.45 35.44 35.47 35.46 0.02 0.07 11# 38.62 39.08 39.32 39.46 39.55 39.60 39.64 39.66 39.68 39.67 0.05 0.13 38.89 39.32 39.51 39.68 39.76 39.80 39.84 39.86 39.88 39.86 0.04 0.12 40.14 40.50 40.73 40.87 39.95 40.01 40.05 40.05 40.05 40.04 0.04 0.10 38.48 38.89 39.14 39.32 39.43 39.47 39.51 39.50 39.52 39.51 0.04 0.09 38.68 39.04 39.28 39.41 39.52 39.56 39.60 39.59 39.60 39.59 0.04 0.08

由表3得知，在105℃干燥4h時(shí)，樣品中大部分水被烘出，8h時(shí)已基本烘盡，繼續(xù)干燥1h或2h，連續(xù)兩次干燥的水分測(cè)定結(jié)果之差皆小于0.05%，即連續(xù)兩次稱量之差不大于試樣原始質(zhì)量的0.05%；8h后測(cè)定水分結(jié)果的極差最大為0.17%，也就是說(shuō)8h后的連續(xù)測(cè)定的水分結(jié)果的最大差值不超過(guò)0.17%。

表4 重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析 w（%）

由表4得知，交貨批水分重復(fù)性試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果的極差（R）為0.23%-0.58%，標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD）為0.092%-0.23%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.40%-0.58%，重復(fù)性限（r）為0.26%-0.66%，5次試驗(yàn)的極差值（R）皆不大于重復(fù)性限（r）。

3.5 驗(yàn)證試驗(yàn)

在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中，由于水分樣品中的水分發(fā)生變化（損失），故無(wú)法進(jìn)行水分測(cè)定結(jié)果的再現(xiàn)性試驗(yàn)。本試驗(yàn)選擇5個(gè)不同水分含量的交貨批水分樣品，A實(shí)驗(yàn)室測(cè)定12#-14#樣品，B實(shí)驗(yàn)室測(cè)定15#和16#樣品，每個(gè)樣品測(cè)定5次，以此驗(yàn)證連續(xù)兩次稱量之差（R）和重復(fù)性限（r）,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果 w（%）

由表5可見(jiàn)，水分樣品在105℃干燥8h已基本烘干，繼續(xù)干燥1h或2h，連續(xù)兩次水分測(cè)定結(jié)果之差皆小于0.05%,即連續(xù)兩次稱量之差不大于試樣原始質(zhì)量的0.05%；5次試驗(yàn)的極差值（R）在0.25%-0.48%，重復(fù)性限（r）在0.28%-0.52%。5次試驗(yàn)的極差值（R）皆不大于重復(fù)性限（r）。

4 結(jié)論

水分含量在23%-40%的粒度不大于10.0mm、厚度不大于10mm的1000g水分試樣，在105℃下干燥8h基本恒重，繼續(xù)干燥1h或2h，連續(xù)兩次干燥稱量之差小于試樣原始質(zhì)量的0.05%，測(cè)定結(jié)果的重復(fù)性限（r）在0.26%-0.66%之間，測(cè)定結(jié)果的極差（R）小于重復(fù)性限（r），滿足GB/T2007.6-1987標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水分測(cè)定的通用要求。

［1］ 李艷軍，于海臣，王德全，等.紅土鎳礦資源現(xiàn)狀及加工工藝綜述[J].金屬礦山, 2010, 413(11):5-9, 15.

［2］ 王虹，鄧海波，路秀峰.重要有色金屬資源—紅土鎳礦的現(xiàn)狀與開(kāi)發(fā)[J].甘肅冶金，2009, 31（1）：20-24.

［3］ 朱景和.世界鎳紅土礦資源開(kāi)發(fā)與利用技術(shù)分析[J].世界有色金屬，2007，10：7-9，12.

［4］ 張彥甫，蔣曉光，李昌麗，等.管式爐灼燒重量法測(cè)定紅土鎳礦中化合水[J].檢驗(yàn)檢疫學(xué)刊，2012, 22(6):10-13.

［5］YS/T 820.25-2012 紅土鎳礦化學(xué)分析方法 第25部分：化合水量的測(cè)定 重量法[S].

［6］YS/T820.24-2012 紅土鎳礦化學(xué)分析方法 第24部分：濕存水量的測(cè)定 重量法[S].

［7］ 胡順?lè)?，姜濤，李海印，?紅土鎳礦品質(zhì)特性及檢驗(yàn)方法探討[J].中國(guó)礦山，2008, 17（10）:82-85, 89.

［8］GB/T 2007.6-1987 散裝礦產(chǎn)品取樣、制樣通則 水分測(cè)定方法熱干燥法[S].

［9］GB/T 10322.5-2000 鐵礦石 交貨批水分含量的測(cè)定[S].

［10］ISO 3087:2010 Iron ores - Determination of the moisture content of lot[S].

［11］ISO 4299:1989 Manganese ores - Determination of the moisture content[S].

［12］蔣曉光，林忠，王艷君，等.樣品制備對(duì)褐鐵礦總鐵含量測(cè)定結(jié)果的影響[J].冶金分析，2009，29（12）：57-60.

［13］王麗麗，趙文廣，張站斌，等.紅土鎳礦干燥焙燒工藝條件選擇研究[J].內(nèi)蒙古科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2010, 29（4）：293-297.