铁矿石测试

铁矿石简介

铁矿石是含有铁单质或铁化合物能够经济利用的矿物集合体，是钢铁生产企业的重要原材料。铁矿石的种类很多，用于炼铁的主要有磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3）和菱铁矿（FeCO3）等。铁矿石的品位是指铁矿石中含有的铁元素的百分比，一般以全铁（TFe）表示。全铁含量越高，品位越高，冶炼成本越低。

矿石应用

铁矿石是钢铁工业的基础原料，也是国民经济发展的重要指标之一。世界上大部分国家都以生产和消费钢材为主要目标，对铁矿石的需求量很大。根据统计，2019年全球钢材产量为18.6亿吨，消费量为18.5亿吨，而全球铁矿石产量为26.5亿吨，消费量为25.8亿吨。可以看出，钢材和铁矿石的市场规模巨大，且呈现增长趋势。

除了用于制造钢材外，铁矿石还有其他用途，如：

●用于制造颜料、油漆、橡胶、塑料等工业产品；

●用于制造电池、电极、催化剂等化学产品；

●用于制造陶瓷、玻璃、珠宝等工艺品；

●用于制造火箭、导弹、卫星等航空航天产品；

●用于制造医药、食品、化妆品等生活用品。

铁矿石检测介绍

由于不同种类和来源的铁矿石具有不同的性质和性能，在使用前需要对其进行检测，以确定其是否符合相关标准和要求。铁矿

矿石的常见测试项目有全铁、二氧化硅、磷、碳和硫、钙、硅、镁、钛、锰、铝和钡等。这些项目反映了铁矿石的化学成分和物理性能，对于评价铁矿石的品质和适用性有重要意义。例如：

● 全铁是指铁矿石中所有形式的铁元素的含量，包括单质铁和化合态铁。全铁含量越高，表明铁矿石中可利用的铁资源越多，冶炼效率越高；

● 二氧化硅是指铁矿石中含有的二氧化硅（SiO2）的含量，也称为硅酸盐含量。二氧化硅是一种常见的杂质，会影响铁矿石的冶炼质量和成本。二氧化硅含量越低，表明铁矿石中杂质越少，冶炼难度越小；

● 磷是指铁矿石中含有的磷（P）的含量，也称为磷酸盐含量。磷是一种有害元素，会降低钢材的强度和韧性，增加脆性和开裂倾向。磷含量越低，表明铁矿石中有害元素越少，钢材质量越高；

● 碳和硫是指铁矿石中含有的碳（C）和硫（S）的总含量。碳和硫是一种重要元素，会影响钢材的力学性能和耐腐蚀性。碳和硫含量要根据不同用途和要求进行控制，一般来说，碳含量越高，钢材强度越高，但延展性越差；硫含量越高，钢材脆性越大，但耐蚀性越好；

●  钙、硅、镁、钛、锰、铝和钡是指铁矿石中含有的钙（Ca）、硅（Si）、镁（Mg）、钛（Ti）、锰（Mn）、铝（Al）和钡（Ba）等微量元素或微量杂质的总含量。这些元素或杂质会影响铁矿石的物理性能和冶金行为，如颗粒度、密度、结晶度、还原性、粘结性等。这些元素或杂质的含量要根据不同工艺和要求进行控制，一般来说，这些元素或杂质含量越低，表明铁矿石越纯净，冶金效果越好。

铁矿石的测试方法有多种，不同的项目需要不同的仪器和试剂。国家标准规定了一些常用的测试方法，如三氯化钛还原法、硫酸亚铁铵还原-硅钼蓝分光光度法、钼蓝分光光度法、高频燃烧红外吸收法、波长色散X射线荧光光谱法和电感耦合等离子体原子发射光谱法等。这些方法的原理和步骤如下：

● 三氯化钛还原法：该方法用于测定铁矿石中全铁含量，其原理是将样品溶解后，用三氯化钛（TiCl3）还原所有形式的铁为二价铁（Fe2+），用二苯胺二磺酸钾（K2C12H10N2S2O6）滴定二价铁，根据滴定体积和滴定液浓度计算全铁含量。

● 硫酸亚铁铵还原-硅钼蓝分光光度法：该方法用于测定铁矿石中二氧化硅含量，其原理是将样品溶解后，用硫酸亚铁铵（(NH4)2Fe(SO4)2）还原所有形式的硅为单质硅（Si），用硝酸（HNO3）氧化单质硅为四价硅（Si4+），再与钼酸盐（MoO42-）反应生成硅钼蓝（SiMo12O40 4-），根据硅钼蓝的吸光度和标准曲线计算二氧化硅含量。

● 钼蓝分光光度法：该方法用于测定铁矿石中磷含量，其原理是将样品溶解后，用过量的钼酸盐（MoO42-）与磷酸盐（PO4 3-）反应生成十二钼酸盐（PMo12O403-），用还原剂如抗坏血酸（C6H8O6）或锡(II)氯化物（SnCl2）将十二钼酸盐还原为钼蓝（PMo12O405-），根据钼蓝的吸光度和标准曲线计算磷含量。

● 高频燃烧红外吸收法：该方法用于测定铁矿石中碳和硫含量，其原理是将样品在高频感应电流下加热至高温，使样品中的碳和硫与空气中的氧反应生成二氧化碳（CO2）和二氧化硫（SO2），用红外吸收仪测定二氧化碳和二氧化硫的吸收强度，根据吸收强度和标准曲线计算碳和硫含量。

● 波长色散X射线荧光光谱法：该方法用于测定铁矿石中钙、硅、镁、钛、磷、锰、铝和钡等微量元素或微量杂质的含量，其原理是将样品在真空或惰性气体中用X射线激发，使样品中的元素发射特征的X射线荧光，用波长色散仪分析X射线荧光的波长和强度，根据波长和强度和标准曲线计算元素含量。

● 电感耦合等离子体原子发射光谱法：该方法用于测定铁矿石中铝、钙、镁、锰、磷、硅和钛等微量元素或微量杂质的含量，其原理是将样品溶解后，用电感耦合等离子体（ICP）激发，使样品中的元素发射特征的原子发射光谱，用分光仪分析原子发射光谱的波长和强度，根据波长和强度和标准曲线计算元素含量。

测试样品要求

铁矿石的测试样品要求一般是无磁性、无腐蚀性、无挥发性元素，长宽高不超过553mm，用双面胶或导电胶粘在样品台上。样品要经过粉碎、干燥、混匀等处理，以保证样品的代表性和均匀性。不同的测试方法对样品的数量和质量有不同的要求，一般来说，以下是一些常见的要求：

● 三氯化钛还原法：每个样品重量约0.5g，至少准备两个样品；

● 硫酸亚铁铵还原-硅钼蓝分光光度法：每个样品重量约0.5g，至少准备两个样品；

● 钼蓝分光光度法：每个样品重量约0.5g，至少准备两个样品；

● 高频燃烧红外吸收法：每个样片面积约1cm2，厚度约1mm，至少准备两个样片；

● 波长色散X射线荧光光谱法：每个样片面积约1cm2，厚度约1mm，至少准备两个样片；

● 电感耦合等离子体原子发射光谱法：每个样品重量约0.2g，至少准备三个样品。

参考资料

[铁矿石 全铁含量的测定 三氯化钛还原法 GB/T6730.5-2022]

[铁矿石 硅含量的测定 硫酸亚铁铵还原-硅钼蓝分光光度法 GB/T 6730.9-2016]

[铁矿石 磷含量的测定 钼蓝分光光度法 GB/T6730.18-2006]

[铁矿石 碳和硫含量的测定高频燃烧红外吸收法 GB/T6730.61-2005]

[铁矿石钙、硅、镁、钛、磷、锰、铝和钡含量的测定波长色散X射线荧光光谱法 GB/T6730.62-2005]

[铁矿石 铝、钙、镁、锰、磷、硅和钛含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法 GB/T6730.63-2006]