对铁矿石的化学分析方法研究

　　铁矿石中含有多种元素，常见的元素有铁、硅、铝、硫、磷、钙、镁、锰、钛、铜、铅、锌、钾、钠、砷等。对铁矿石进行分析时，一般只测定全铁、硅、硫、磷。在全分析中，为了考虑对铁矿的综合评价和综合利用，常常要测定钒、钛、镍、钴、灼烧减量、化合水、吸附水、稀有分散元素、甚至稀土元素等。

　　物相分析是指测定试样中，由同一元素组成的不同化合物的含量百分率。对一般铁矿石而言，通常包括磁性铁、碳酸铁、硅酸铁、硫化铁、赤(褐)铁矿等。

　　1关于化学分析及铁物相

　　分析化学是研究物质化学组成，结构信息，分析方法及相关理论的科学，它所要解决的问题是确定物质中，含有哪些组分，这些组分在物质中是如何存在的，各个组分的相对含量是多少，以及如何表征物质的化学结构等。

　　分析化学包括成分分析和结构分析。成分分析又分为定性分析和定量分析。定性分析的任务是鉴定物质由哪些元素或离子所组成，对于有机物还需要确定其官能团和分子结构。定量分析的任务是测定物质各组成部分的含量。

　　分析化学在各个领域中起着举足轻重的作用，在工业生产中，从原料的选择、工艺流程的确定、生产过程中的“中控”到成品的质量检验，以及工业三废的处理和综合利用等。同时在新产品、新工艺、新技术的开发研究和推广等方面，都离不开分析化学。

　　分析化学按其测定原理和操作方法的不同分析，为化学分析和仪器分析两大类。滴定分析法按所用的化学反应类型不同，分为：酸碱滴定法(以质子传递反应为基础);沉淀滴定法(以沉淀反应为基础);络合滴定法(以络合反应为基础);氧化还原滴定法(以氧化还原反应为基础)。

　　铁物相指铁元素存在的化学相和矿物相。铁有Fe3+、Fe2+、Fe等三种价态，铁物相特征是指指示层间氧化带各亚带地球化学环境变化的敏感标志，是反应地球化学环境变化的重要指标。

　　2对铁矿石中元素的化学分析

　　我国国家标准关于铁矿石分析方法的通则有GB/T1361-2008《铁矿石分析方法总则及一般规律》。该标准规定了天然矿石、铁精矿及其他选块矿各成分的仲裁分析和标样制作，以及验证其他分析方法时必须采用的方法。

　　对矿石进行化学法分析，首先要采取化学分析试样：化学分析试样主要用来确定所取物料中某些元素或成分的含量，多用于原矿、精矿、尾矿或生产过程中其他产品的分析，以便检查数、质量指标并编制金属平衡表，它是选矿试验和生产检查中经常要取的试样。

　　选取试样后要对试样进行预处理。通常是在试样分解后，使待测组份以可溶盐的形式进入溶液，或者使其保留于沉淀之中，从而与某些组份分离，有时也以气体形式将待测组份导出，再以适当的试剂吸收或任其发挥。

　　在分析工作中对试样分析的一般要求是：试样应分解完全;待测组分不应有损失;在实际应用中，根据矿石的特性、分析项目的要求以及干扰元素的分离等情况，通常选用酸分解及碱熔融的方法分解铁矿石。

　　铁是铁矿石中主量元素，对它的测定在化学分析中，主要采用铬酸钾滴定法。铁的还原方式有氯化亚锡一氯化汞还原和三氯化钛还原，目前使用比较多的是三氯化钛还原重铬酸钾滴定法。

　　下面就根据国家GB/T6730.5-2007《铁矿石全铁含量的测定三氯化钛还原法》，GB/T6730.4-l986《铁矿石化学分析法氯化亚锡—氯化汞—重铬酸钾容量法测定全铁量》的测定标准，对三氯化钛还原滴定法和氯化亚锡还原滴定法的原理加以简要介绍，其具体操作过程见GB/T6730铁矿石的化学分析。

　　三氯化钛还原滴定法，将试样用酸分解或碱熔融分解，氯化亚锡将大量铁还原后，加三氯化钛还原少量剩余铁。用稀重铬酸钾溶液氧化或用高氯酸氧化过量的还原剂。以二苯胺磺酸钠做指示剂，重铬酸钾标准溶液滴定。

　　此方法的优点是：过量的氯化亚锡容易除去，重铬酸钾溶液比较稳定，滴定终点的变化明显，受温度影响较小，测定的结果较准确。

　　3 对铁矿石中化学物相的分析

　　物相分析的方法是使溶剂与试样发生作用，其中某个化合物优先溶解，溶剂的选择是以各化合物在溶剂中的溶度积、氧化还原电位以及络合物的形成条件不同等为依据，使一种化合物溶解，而其他化合物不溶解以达到分离的目的。

　　矿样粒度，溶剂的浓度及温度，浸取时的搅拌强度，以及试样中共存的杂质等对浸出率均有影响，选择条件时应予以考虑。

　　铁矿石的化学物相分析可采用单项物相分析，也可采用系统物相分析。所谓系统物相分析，是指在一份称样中，利用多种溶剂多次连续浸取，完成多个“相”(或多个项目)的测定。系统物相分析和单项物相分析相比较，有两方面缺陷：(1)由于溶剂多次浸取，矿物“串相”所造成的误差一直往后积累，使误差越来越大。(2)由于矿物组成的复杂性和某些矿物的相似性，在系统分析中几乎不能分别连续测定它们。所以系统物相分析仅运用于简单矿石。对于复杂矿石，普遍采用单项物相分析。

　　在系统物相分析流程过程中。矿石经过磁选分为两部分，在磁性铁中测定磁铁矿及磁黄铁矿，非磁性部分以2mol/L乙酸处理，使菱铁矿溶解，残渣用含有3%氯化亚锡，4mol/L盐酸浸取赤铁矿，残渣用王水在水浴上浸取半小时，过滤，滤液测定黄铁矿，残渣为含铁部分的硅酸盐。

　　4结束语

　　当然，在对铁矿石中所含元素及铁物相的分析中，方法是多样的，程序是复杂的，这要求实验室的工作者要有严肃认真而科学的态度。

　　参考文献

　　[1]冶金信息标准研究院.ISOgTC102铁矿石国际标准汇编[M] .北京：地质出版社，2001.

　　[2]曹宏艳.冶金材料分析技术与应用[M] .北京：冶金工业出版社，2008.

　　[3]陈永兆.络合滴定[M] .北京：科学出版社，1986.

　　[4]江祖成，蔡汝秀，张华山.稀土元素分析化学[M].北京：科学出版社，2000.

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文章名称： 对铁矿石的化学分析方法研究

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