探究铁矿石中常见元素的检验

【摘 要】随着我国经济不断的发展，铁工业在中国经济发展中占有很大的地位，它是我国经济不断良性发展的重要支柱。钢铁工业材料是人类经济和科技不断进步的重要物质，在我国经济舞蹈上扮演着重要的角色，它实实在在的体现了我国钢铁工业发展的水平，也是一个国家不断进步的重要体现，比如，对我国深圳口岸铁矿石元素含量的分析中发现，一些进口的铁矿石中元素的含量控制在规定范围内，可是一些产地的铁矿石中的Cd、As的含量相对比较高，很大程度上对环境存在着污染，有害人们的身体健康。在进口铁矿石中Cd和As元素含量过高主要是来自于非洲的一些地区，Cd、As的含量非常的高，对环境存在着非常大的污染，需要对此采取一定的控制方法，对其进行检验。本文主要探究铁矿石中常见元素的检验。

【关键词】铁矿石；元素；检验

随着经济不断的发展，社会地位不断的提高，钢铁材料已经成为了国家发展不可缺少的资源，钢铁工业对钢铁材料的冶炼是对材料合理利用的主要环节。人们的生活的方方面面都离不开结构材料和一些功能性材料。我国各个行业的发展，比如、交通、电力等很多行业都离不开钢铁材料。随着我国经济不断的发展，国内市场对钢铁材料的需求量不断的增大，但是钢铁中的一些元素的含量在一定程度上超过了国家标准含量，所以，在国际贸易中，对铁矿石中各种元素的检测成为了一个非常重要的环节，它是衡量铁矿石质量的一个最重要的指标。所以，运用一种快捷、安全的检验方法是铁矿石检测人员共同的一个目标。

1.我国铁矿石常见元素检验的现状

我国铁矿石检测实验室最多的是由三氯化钛的还原法对铁矿石中元素的铁的含量进行检测，这种检测的方法叫做化学法，这种化学法对铁矿石中元素检测的同时由波长色散X荧光光谱进行测定铁矿石中硅、钙和锰等元素的含量，对几种元素的检测方法叫做X荧光光谱检测方法。在对铁矿石中各种元素检测的同时还可以检测出全铁的含量，这样的好处是，在每一个检测中都会得到两个铁含量数据，这两个数据在数据值上差异性非常小，但也有一小部分差异很大，实验室采用的检验方法要根据铁矿石的不同进行选择，因为，我国把化学法来作为常用方法，它起到了一个中心的作用，很大一个原因是由我国铁矿石结构的特点来选择的，根据铁矿石不同的结构特点来选择检验的方法，做到合理、科学。中国的铁矿石的分布比较分散、储存面积比较小、不同地方品质不稳定。和国外的有很多的差异性，国外铁矿石分布位置非常集中、储存面积比较大、品质相对我国非常稳定。

随着我们经济不断的发展，检验实验室的技术发展以及对其宣传服务不断扩大，大大增加了实验室检验元素的业务量，使之有充分的资源可以进行检测，我国实验室每年需要检测几千批的业务，增加了检测的数据。随着我国对铁矿石元素检测的不断增加，化学法检测的时候要对样品进行烘干，在烘干的每一个流程都需要人为手工操作，整个流程在进行的过程中，一方面，进行操作的工作人员全面对每个环节做到完善，长期如此，人员的身体得不到好的休息，处于负荷状态，很有可能导致工作的质量下降，在对其检测方面，极有可能会出现一些周期性的问题。另一方面，在运转的过程中，水、电的消耗和一些化学物资的使用，使一定范围内的 环境受到很大程度的影响和破坏，于此同时废气和废弃水得不到很好的处理。所以，提高检测效率是非常重要的，能够使检测数据更加精确。我国实验室对铁矿石的检测已经运行了很多年的时间，已经掌握了很多检测经验和大量的检测数据，这些数据是根据化学法和X荧光光谱法得出，通过分析这些数据寻找X荧光光谱法能够代替化学法的新方法，这样做的好处是，可以节约大量的人力和财力，还能够减少对环境的污染。

2.铁矿石元素的两种检验方法

2.1 X荧光法检验原理和检验步骤

X荧光光谱法原理：首先用无水四硼酸铿作溶剂，以硝酸锂为氧化剂，溴化锂为脱剂制备试料片，然后测出铁元素中的X射线荧光光谱强度值，使其和元素含量之间形成一个定量关系。计算出铁元素在铁矿石中的含量。

在X荧光光谱实验中用的试剂和仪器分别是：蒸馏水、盐酸、无水四硼酸锂、硝酸锂、溴化锂和气体。用到的仪器：X射线荧光光谱仪。

X荧光法检测的主要检测步骤是：

（1）无水四硼酸铿作溶剂，以硝酸锂为氧化剂，溴化锂为脱模剂，几种溶液相互融合，使其进行充分的反应。

（2）在对铁矿石检测前需要对铁矿石样品进行称重、融化、浇铸、制标准试料片。

（3）铁矿石样品准备完毕之后，用X射线荧光光谱对其进行分析。

（4）对产生的数据进行处理，一般情况下取一个标准试料片，把试料片放到X荧光光谱仪上面，进行重复多次对其检测，然后记录数据。制作一个标准试料片只要消耗一定量的无水四硼酸锂、硝酸锂、溴化锂。

2.2化学法检验原理与检验步骤

化学法检测原理：标准样品用酸对其进行分解或者酸化的方式处理，铁元素用氯化亚锡进行充分的还原，最后一小部分剩余的铁用三氯化锂进行还原，在用重铬酸钾溶液对剩余的还原剂进行充分氧化和滴定还原后的铁元素，最后由标准样品消耗的重铬酸钾溶液进行计算样品中全铁的含量。

检测中用到的试剂和材料分别是：试剂，盐酸、硫酸、磷酸、硼酸、氢氟酸、焦硫酸钾、氢氧化钠、过氧化钠等。仪器设备：刚玉增祸、铂柑祸、滴定管、天平等。

化学法检测的主要检测步骤是：

（1）使用氯化亚锡溶液、高锰酸钾、重铬酸钾标准溶液几种溶液相互融合，使其进行充分进行反应。

（2）用酸或者碱对标准样品进行充分分解。

（3）对分解后的标准样品用重铬酸钾溶液对其滴定。

（4）对产生的数据进行处理，在实验中需要配置两份标准样品溶液和一份空白溶液。

3.结束语

有本文可以看出，很多国家对铁矿石中元素检测采用最多的方法就是X射线荧光光谱方法，这种方法的检测主要注重的是方法原理分析，不断改进已有方法使之达到检测结果精准的要求，在进行评定的时候，一般情况下是用极少量的标准液对检测方法进行一个合理的评定。由于实验中的铁矿石和标准样品下的铁矿石不管是在形状、化学成分等一些方面都有非常大的差别，所以，X射线荧光光谱测定方法在检验过程中对精密度的检验还不是非常的精确，通过整理在实验中化学法和X射线荧光光谱法对铁矿石检测中积累的大量数据，然后对这些数据进行统计分析，通过分析比较出两种检测方法的差异，找到两者之间的关联，可以在很大程度上减少检验中投入的人力、财力，并且还能大大减少对环境的污染，使人们的生活更加惬意，为我国钢铁事业产生更多的经济效益。

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