浅析铁矿石检测元素分析品质杂质分析

    陆珺

    摘要：对于钢铁产业而言，迅速而准确的对铁矿石进行质量判断与检测是非常重要的。本文中主要介绍的铁矿石品质分析方法为XRF 分析技术，该种分析技术能够对铁矿石的品质进行快速分析，并且保证其结果的可靠性。本文从影响XRF 分析技术准确性的因素分析入手，提出了校正这些因素影响的方式，希望能够为铁矿石检测元素分析品质杂质分析提供更多参考。

    关键词：铁矿石检测；元素分析；品质杂质分析

    1概述

    作為冶炼钢铁的重要原料之一，铁矿石的质量一直都是钢铁厂注重的方面。而随着钢铁用量的增加，我国对铁矿石的需求也在不断的增加，铁矿石的供应一直不足以满足需求。我国虽然是世界上最大的生产铁矿石国家，但是由于需求量过大，仍然有部分铁矿石的应用需要依靠进口。不管是在铁矿石的进口环节，还是其生产环节，对品质的检测都十分重要。XRF分析技术采用了放射性同位素方式，能够对铁矿石的品质杂质进行快速而准确的检测。而在检测过程中，会对检测结果有影响的因素有测量时间、压力、饱和厚度、水分等，通过校正能够提高对铁矿石检测元素分析品质杂质分析的准确度。

    2铁矿石的分类与特点

    2.1铁矿石的自然类型。 进行自然类型分类时，其主要根据为脉石矿物、铁矿物的种类等，而具体的分类还需要参考铁矿石的结构特征与有害成分的含量等。 根据含有的铁矿物种类不同，自然类型的铁矿石可以分为：磁铁矿石、赤铁矿石、钒钛磁铁矿石、菱铁矿石、褐铁矿石或者是混合矿石，混合矿石一般是由两种及其以上的上述铁矿物混合而成的。根据铁矿石中含有有害成分含量的不同，这些矿物可以分为高磷铁矿石、高硫铁矿石、低磷铁矿石以及低硫铁矿石等种类。根据结构的不同，铁矿石可以分为网脉浸染状矿石、 条带状矿石、浸染状矿石、致密块状矿石、条纹状矿石等不同类型。根据脉石矿物种类的不同，铁矿石可以分为以下几种：石英型、斜长石型、闪石型、绢云母绿泥石型、矽卡岩型、辉石型、阳起石型、铁白云石型、蛇纹石型以及碧玉型铁矿石等。

    2.2铁矿石的工业类型。进行铁矿石的工业类型分类时，其主要依据为矿石的性质以及品级。所谓品级，指的是铁矿石中所含铁的品位，而所谓性质则是对铁矿石的化学成分与矿石类型进行分析。按照品位来分，铁矿石主要分为两种类型，一种是表内矿石，一种是表外矿石。其中表外矿石是不能应用在工业冶炼中的，其矿石品位处于边界品位与最低的工业矿石品位之间。而表内矿石指的是能够应用在工业冶炼中的矿石，表内矿石的矿石品位至少要满足最低的工业矿石品位。根据矿石的性能与品位不同，表内矿石还能细分为高炉炼铁富矿、炼钢用富铁矿等类型。

    3铁矿石的分析方法

    分析铁矿石的方法有多种，其中包括重量法、原子吸收法、滴定法、比色法、X 射线荧光光谱法（XRF 法）、等离子体发射光谱法等。而铁矿石的分析不仅要进行全面的分析，还需要首先进行定性检查。定性检查一般放置在全面分析之前。定性检查采取的是光谱分析方式。

    在传统的铁矿石分析中，化学分析法是颇为经典的分析方法，它在铁矿石的分析中占据重要位置，其分析的主要优势在于分析精度高。但与此相对应的是繁琐的操作过程、长时间的分析作为周期、高昂的分析成本等。为了能够提高分析效率，降低分析成本，现阶段铁矿石分析方法中已经逐渐不再使用化学分析法，以其他的分析方式代替。X 射线荧光光谱法（XRF法）就是其中的一种。X 射线荧光光谱法（XRF 法）相比于化学分析法具有诸多优势，如操作简便、高度自动化、分析速度更快等。X 射线荧光光谱法（XRF 法）进行铁矿石品质杂质分析时，是将不同的样品按照一定的程序送入到分析仪器中，根据不同的样品，使用不同的测量参数与测量条件，作为分析时的标定，而后就行分析，得出不同样品中元素的含量以及铁矿石的品质结果。对铁矿石分析精度的要求不同，分析的时间就不同。一般情况下，在10～200s内均可完成铁矿石元素及品质分析。XRF 分析技术在应用时，主要有以下几方面优点：

    （1）价态基本不会影响谱线 。铁矿石中铁原子含有多个价态，由于价态的不同会对化学分析方法产生一定影响。但在特征 X 射线峰位上，不同价态的铁原子峰位基本没有差异，因此也不会对X 射线荧光光谱法（XRF 法）分析结果产生影响，或者产生的微小影响，可以基本忽略。

    （2）谱线简单，直接作定性分析 。X 射线荧光光谱法（XRF法）分析方式激发了原子内层，因此形成的谱线与普通的发射谱线相比更为简单，分析起来更为容易，减少工作人员的工作量，谱线结果出来后，能够直接进行定性分析。

    （3）可以进行薄膜的组分和厚度的分析 。X 射线荧光光谱法（XRF 法）中 X 射线能够对铁矿石样品表面进行探测，因此XRF 法与其他分析方式相比，不仅能够检测其中的元素，而且能够对样品表面的镀层、涂层都进行分析，其上的薄膜分析都能够通过XRF 法完成。

    （4）易实现自动化及在线分析 。随着计算机与自动化的发展，XRF 法已经实现了智能化与自动化，通过小型的探测仪器进行铁矿石元素与品质分析，不仅能够简化分析难度，而且使得检测质量更容易控制。因此XRF 法还能够在铁矿石的生产阶段进行应用，主要用来对生产质量进行调节、控制与分析。

    总结：铁矿石是冶炼钢铁的重要原料。因此铁矿石的质量也是钢铁冶炼的质量的保证。铁矿石的分析与其种类息息相关。根据分类方式的不同，铁矿石能够分为自然类型与工业类型。在工业类型的铁矿石中，只有表内矿石能够满足工业生产。进行铁矿石元素分析与品质分析时，有多种分析方式可以选择。化学分析法是较为经典且应用较广的分析方法之一，但为了较高的分析精度需要花费过多的人力物力与时间。而XRF 法则具有操作简便、高度自动化、分析速度快等的优势，相信在未来XRF 法将会有更大的应用空间。

    参考文献

    [1]喻东，XRF 分析技术在铁矿石品质检测中的应用研究[M]成都理工大学，2013

    [2]徐晶，X 射线荧光光谱分析法在钨矿检测中的应用与研究[M]江西理工大学，2012