新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘探開發(fā)局 第一地質(zhì)大隊 實驗室 李成雄
鐵礦石檢測技術(shù)綜述
新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘探開發(fā)局 第一地質(zhì)大隊 實驗室 李成雄
鐵礦石檢測技術(shù)是檢驗鐵礦石成分的重要手段之一,先進、高效、快捷的檢測技術(shù)可以提高鐵礦石成分檢測的準確度,能夠為鐵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技術(shù),對于鐵礦石的勘探工作具有重要的指導作用。
在鐵礦石的檢測技術(shù)中,物理檢測技術(shù)是根據(jù)鐵礦石自身的結(jié)構(gòu)特點,通過相應(yīng)的物理方法對鐵礦石性質(zhì)進行分析,在保證分析結(jié)果的同時,不會對鐵礦石本身造成影響。常用的鐵礦石物理檢測技術(shù)分析主要有以下幾種。
1.水分在線檢測技術(shù)。在整個鐵礦石檢測技術(shù)使用中,水分在線檢測技術(shù)作為最常見的檢測技術(shù)之一,是一種自動化程度比較高的新技術(shù),在國際上得到了廣泛應(yīng)用。利用該技術(shù)的常見系統(tǒng)有:
(1)低頻微波水分測定系統(tǒng)。該水分測定系統(tǒng)主要針對皮帶輸送機上的鐵礦石,通過事前的系統(tǒng)設(shè)置,對輸送的鐵礦石進行在線檢測,確保輸送的鐵礦石符合相關(guān)要求。該系統(tǒng)在運行過程中會發(fā)射微波,微波在穿透皮帶上的鐵礦石后,會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)中子水分測定系統(tǒng)。該測定系統(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),對鐵礦石中的水分進行準確測試,該測試方法不受鐵礦石成分、形狀、粒度及滲透水率的影響。
2.粒度測定技術(shù)。常見的粒度測定技術(shù)有:
(1)激光粒度測定技術(shù)。該技術(shù)利用激光衍射法對鐵礦石的組分進行測定,其粒徑測量結(jié)果精確度高,且不需要對照標準校準儀器,既節(jié)省了測量時間、又對鐵礦石本身沒有任何破壞性。
(2)機器人粒度測定技術(shù)。該技術(shù)的設(shè)備結(jié)構(gòu)布局與水分機器人設(shè)備幾乎相同,在具體實施過程中,主要差別在于水分樣換成了粒度樣,而烘箱則換成了機械疊篩機,且所有的動作都不需要人工操作,由機械手代替,自動化程度很高。
與物理檢測技術(shù)不同,化學檢測技術(shù)在使用時,主要是依據(jù)鐵礦石自身的性質(zhì),通過一定的化學實驗操作對鐵礦石進行分析,以此來得出鐵礦石個組分的含量。
1.微波消解技術(shù)。常規(guī)試祥溶解技術(shù)步驟繁瑣、耗時長。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)生即時深層加熱;同時微波產(chǎn)生的交變磁場會使分子極化,極性分子隨高頻磁場按一定的規(guī)則排列,導致分子高速振蕩,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,分子振動加強,從而使鐵礦石消解。
2.全鐵測定技術(shù)。常見的全鐵測定技術(shù)主要有:
(1)常規(guī)計算法。隨著當前社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展,在全鐵標準計算中,主要依據(jù)ISO/TC102/SC2成立的EG40A中的相關(guān)程序規(guī)定進行。在具體實施中,該方案并非適合任何種類的鐵礦石,主要是針對亞鐵含量(質(zhì)量分數(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)自動電位滴定技術(shù)。該技術(shù)的實施需要人為的組織與操作,因而不可避免的會存在人為因素的影響。該技術(shù)在實際實施中,作為一種化學與現(xiàn)代電子相結(jié)合的產(chǎn)物,能夠彌補物理測定法中的存在的不足,對數(shù)據(jù)微處理具有一定的優(yōu)勢。
3.亞鐵含量檢測技術(shù)。針對亞鐵含量的檢測,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,通過對二價鐵各有關(guān)物相衍射強度的測定來確定亞鐵的含量。這一技術(shù)可以避免其他物質(zhì)因素對物質(zhì)強度的干擾,同時還能消除其他外界干擾因素,確保二價鐵測量結(jié)果的準確性。
(2)X射線熒光光譜技術(shù)。受價態(tài)變化影響,X射線特征譜的精細結(jié)構(gòu)也會在原基礎(chǔ)上發(fā)生改變。換言之,即鐵元素的價態(tài)變化會在很大程度上引起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)鐵元素化學價態(tài)定量,對其做出科學、完整的分析。
4.色譜技術(shù)。色譜技術(shù)常用于傳統(tǒng)的有機物含量的檢測中,但隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展,人們也逐漸開始使用色譜技術(shù)對金屬離子進行研究、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)勢受到了使用者的青睞;與此同時,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)揮性的有機化合物,同時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,對鐵礦石中氯化物、氟化物、砷、鍺、鉛、汞、鉻、硒等有毒有害元素進行檢測,并對其價態(tài)進行分析,因而在鐵礦石的檢測技術(shù)中有著極其重要的地位。
綜上,我國對鐵礦石的需求量日益增加,對鐵礦石檢測技術(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技術(shù),以推動鐵礦石檢測技術(shù)的發(fā)展。