朱立杰

(河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司司家營北區(qū)分公司)

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利用配比關(guān)系檢驗(yàn)鐵精粉鈦含量的準(zhǔn)確性

朱立杰

(河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司司家營北區(qū)分公司)

介紹了研山鐵礦采用鋁片還原三氯化鐵滴定法測定南非磷尾礦產(chǎn)品鈦含量的分析方法和原理。闡述了根據(jù)研山鐵礦實(shí)際生產(chǎn)情況，利用南非磷尾礦磁選精礦與原生礦磁選精礦混合配比關(guān)系來檢驗(yàn)鈦含量測定準(zhǔn)確性的理論基礎(chǔ)和方法，并通過實(shí)例進(jìn)行了詳細(xì)說明。

南非磷尾礦 混合比例 品位 磁鐵礦

研山鐵礦隸屬于河鋼礦業(yè)司家營北區(qū)分公司，設(shè)計(jì)規(guī)模為年采選礦石1 500萬t，年產(chǎn)品位66%以上鐵精礦粉483.95萬t。近年，受鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過剩，利潤下滑的影響，鐵精粉行業(yè)形勢嚴(yán)峻。為提高企業(yè)競爭力，準(zhǔn)確把握市場節(jié)奏，實(shí)現(xiàn)礦山持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展，公司對已購的南非磷尾礦進(jìn)行選礦加工，與自有資源整合利用，以獲取最佳經(jīng)濟(jì)效益。

南非磷尾礦全鐵含量約55%，鈦含量約4%。當(dāng)精礦產(chǎn)品中鈦含量較高時，對煉鋼、煉鐵工序產(chǎn)生不利影響，尤其是在高爐冶煉過程中，使鐵水黏稠、流動性差、易結(jié)爐瘤、渣鐵難以分離，當(dāng)鈦含量較低時，影響較小[1]。因此準(zhǔn)確測定南非磷尾礦產(chǎn)品中的鈦含量尤為重要。

1 分析方法及原理

1.1 分析方法的選擇

定量測定某物質(zhì)或物質(zhì)中某一組分含量時，可以選用多種不同的分析測定方法。選擇時應(yīng)結(jié)合現(xiàn)實(shí)條件，選用分析過程易控制、速度快、成本低、操作簡單、結(jié)果準(zhǔn)確的分析方法[2]。本文采用鋁片還原三氯化鐵滴定法，經(jīng)對標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行分析，測定結(jié)果(見表1)表明該方法簡單準(zhǔn)確，為較適合的測定方法。

表1 標(biāo)準(zhǔn)試樣分析結(jié)果

1.2 分析原理

試樣用過氧化鈉高溫熔融后，水浸取，在適當(dāng)?shù)乃嵝匀芤褐?，在保護(hù)氣氛下，用鋁片將四價鈦還原為三價鈦，以硫氰酸鹽為指示劑，用三氯化鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定測定鈦含量。

2 南非磷尾礦選礦工藝流程

南非磷尾礦進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行磨礦，磨礦產(chǎn)品由旋流器進(jìn)行分級作業(yè)，沉砂返回球磨機(jī)再磨，實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)。溢流產(chǎn)品經(jīng)2段磁選機(jī)進(jìn)行精選作業(yè)，精礦經(jīng)過濾脫水形成最終過濾精礦。南非磷尾礦選礦工藝流程見圖1。

圖1 南非磷尾礦選礦工藝流程

3 配比方程式的推導(dǎo)和應(yīng)用

3.1 配比方程式的推導(dǎo)

南非磷尾礦通過2段磁選后產(chǎn)出的精礦全鐵含量較低，平均約為61.50%，鈦含量仍然在4%左右，指標(biāo)均不能達(dá)到鐵精粉接收單位的工藝要求，且產(chǎn)量較小，輸送至過濾機(jī)的供給量不足，過濾效果不佳。將選礦廠Ⅲ系列(研山鐵礦選礦廠共3個系列，其中Ⅰ、Ⅱ系列處理氧化礦，Ⅲ系列處理原生礦)部分精礦產(chǎn)品與其按比例混合，有效的提高了南非磷尾礦最終過濾精礦品位，降低了鈦含量，提高了過濾效果。

為了保證最終過濾精礦質(zhì)量，混合比例的控制尤為重要。這需要將南非磷尾礦進(jìn)入選礦流程的實(shí)際生產(chǎn)情況，結(jié)合Ⅲ系列磁選精礦相關(guān)指標(biāo)來控制。例如，經(jīng)化驗(yàn)分析得到選礦廠Ⅲ系列精礦品位為66.00%，南非磷尾礦2段磁選精礦品位為62.00%，若計(jì)劃產(chǎn)出品位為64.00%的最終過濾精礦，需按1∶1的比例進(jìn)行混合。理論上計(jì)算方程式可表示如下：

(1)

(2)

式中，TFe(南磁精)為南非磷尾礦磁選精礦含量，%；TFe(南濾精)為南非磷尾礦過濾精礦含量，%；TFe(Ⅲ精礦)為Ⅲ系列原生礦精礦含量，%；X為南非磷尾礦磁選精礦混合比例，%；Y為Ⅲ系列原生礦精礦混合比例，%。

通過控制混合比例，同樣可以計(jì)算過濾精礦鈦含量的理論值，方程式可表示為：TiO2(南磁精)×X+TiO2(Ⅲ精礦)×Y=TiO2(南濾精)，根據(jù)Ⅲ系列原生礦的礦石性質(zhì)，通過化驗(yàn)分析證明，Ⅲ系列原生礦磁選精礦鈦含量為0，可省略，則簡化為：

(3)

式中，TiO2(南磁精)為南非磷尾礦磁選精礦鈦含量，%；TiO2(南濾精)為南非磷尾礦過濾精礦鈦含量，%；X為南非磷尾礦磁選精礦混合比例，%。

3.2 配比方程式的應(yīng)用

根據(jù)一定比例，利用理論方程式，可檢驗(yàn)出鈦含量的準(zhǔn)確性。在實(shí)際生產(chǎn)中，相關(guān)試樣全鐵含量測定采用三氯化鈦還原重鉻酸鉀滴定法(GB/T 6730.65—2009)，隨機(jī)抽取試樣，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 南非磷尾礦相關(guān)試樣測定結(jié)果 %

由表2可知，南非磷尾礦磁選精礦鈦含量較穩(wěn)定。根據(jù)試樣TFe含量，利用方程式(1)、式(2)可推算出南非磷尾礦過濾精礦中磁選精礦的混合比例X，利用方程式(3)可推算出過濾精礦中鈦含量理論值，結(jié)果見表3。

表3 南非礦過濾精礦鈦含量對比結(jié)果 %

由表3可知，序號1、3、4試樣鈦含量誤差在合理范圍內(nèi)，序號2試樣誤差較大，經(jīng)重新測定后應(yīng)為2.10%。在生產(chǎn)中此類問題應(yīng)及時更正，根據(jù)分析化學(xué)中誤差的性質(zhì)，結(jié)合實(shí)際測定步驟，分析誤差產(chǎn)生的原因[3]，避免為實(shí)際生產(chǎn)提供錯誤數(shù)據(jù)。

如果經(jīng)多次測定后鈦含量仍不符合理論值，則應(yīng)充分考慮并檢驗(yàn)試樣TFe含量是否準(zhǔn)確。在確定取樣制樣過程具有代表性，生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行配比的設(shè)備工作正常，鈦含量結(jié)果準(zhǔn)確等因素后，利用方程式(3)反推南非磷尾礦磁選精礦比例X，在利用方程式(1)、(2)計(jì)算可檢驗(yàn)試樣全鐵含量的準(zhǔn)確性。生產(chǎn)實(shí)例見表4。

表4 生產(chǎn)中利用鈦含量推算X結(jié)果 %

序號日期時間試樣名稱TiO2品位TFe品位混合比例X12016-6-65:00南非礦磁選精礦4.0061.7652.75南非礦過濾精礦2.1162.75Ⅲ系列磁選精礦65.6422016-6-1713:00南非礦磁選精礦4.1061.2562.93南非礦過濾精礦2.5862.65Ⅲ系列磁選精礦66.33

由表4可知，將序號1、2各試樣的TFe帶入方程式(1)、(2)分別計(jì)算，混合比例X分別為74.48%、72.44%，與利用鈦含量推算的X值52.75%、62.93%差異較大，經(jīng)過對各試樣全鐵含量重新測定后發(fā)現(xiàn)，序號1南非過濾精礦全鐵含量應(yīng)為63.49%，序號2南非過濾精礦全鐵含量應(yīng)為63.10%。

4 結(jié) 語

實(shí)際生產(chǎn)中，研山鐵礦利用南非磷尾礦磁選精礦與原生礦磁選精礦的混合比例，檢驗(yàn)鈦含量和全鐵含量的準(zhǔn)確性，可以更直觀的發(fā)現(xiàn)不合理數(shù)據(jù)，針對性強(qiáng)，有利于節(jié)約化驗(yàn)成本，提高檢驗(yàn)效率。

[1] 吳 琨，王新萍，楊德晗.分光光度法測定鐵礦石中TiO2含量[J].新疆鋼鐵，2014(3):24-26.

[2] 周曉東，張?jiān)泼罚钐m云.鈦鐵礦中鈦含量的一種快速測定方法[J].云南冶金，2007(6):59-62.

[3] 武漢大學(xué).分析化學(xué)[M].4版.北京:高等教育出版社，2005.

2016-07-11)

朱立杰(1986—)，男，工程師，063700 河北省唐山市灤縣亨盛花園臨街4號。