利用配比关系检验铁精粉钛含量的准确性

朱立杰

(河北钢铁集团矿业公司司家营北区分公司)



利用配比关系检验铁精粉钛含量的准确性

朱立杰

(河北钢铁集团矿业公司司家营北区分公司)

介绍了研山铁矿采用铝片还原三氯化铁滴定法测定南非磷尾矿产品钛含量的分析方法和原理。阐述了根据研山铁矿实际生产情况，利用南非磷尾矿磁选精矿与原生矿磁选精矿混合配比关系来检验钛含量测定准确性的理论基础和方法，并通过实例进行了详细说明。

南非磷尾矿 混合比例 品位 磁铁矿

研山铁矿隶属于河钢矿业司家营北区分公司，设计规模为年采选矿石1 500万t，年产品位66%以上铁精矿粉483.95万t。近年，受钢铁行业产能过剩，利润下滑的影响，铁精粉行业形势严峻。为提高企业竞争力，准确把握市场节奏，实现矿山持续、稳定发展，公司对已购的南非磷尾矿进行选矿加工，与自有资源整合利用，以获取最佳经济效益。

南非磷尾矿全铁含量约55%，钛含量约4%。当精矿产品中钛含量较高时，对炼钢、炼铁工序产生不利影响，尤其是在高炉冶炼过程中，使铁水黏稠、流动性差、易结炉瘤、渣铁难以分离，当钛含量较低时，影响较小[1]。因此准确测定南非磷尾矿产品中的钛含量尤为重要。

1 分析方法及原理

1.1 分析方法的选择

定量测定某物质或物质中某一组分含量时，可以选用多种不同的分析测定方法。选择时应结合现实条件，选用分析过程易控制、速度快、成本低、操作简单、结果准确的分析方法[2]。本文采用铝片还原三氯化铁滴定法，经对标准试样进行分析，测定结果(见表1)表明该方法简单准确，为较适合的测定方法。

表1 标准试样分析结果

1.2 分析原理

试样用过氧化钠高温熔融后，水浸取，在适当的酸性溶液中，在保护气氛下，用铝片将四价钛还原为三价钛，以硫氰酸盐为指示剂，用三氯化铁标准溶液滴定测定钛含量。

2 南非磷尾矿选矿工艺流程

南非磷尾矿进入球磨机进行磨矿，磨矿产品由旋流器进行分级作业，沉砂返回球磨机再磨，实现闭路循环。溢流产品经2段磁选机进行精选作业，精矿经过滤脱水形成最终过滤精矿。南非磷尾矿选矿工艺流程见图1。

图1 南非磷尾矿选矿工艺流程

3 配比方程式的推导和应用

3.1 配比方程式的推导

南非磷尾矿通过2段磁选后产出的精矿全铁含量较低，平均约为61.50%，钛含量仍然在4%左右，指标均不能达到铁精粉接收单位的工艺要求，且产量较小，输送至过滤机的供给量不足，过滤效果不佳。将选矿厂Ⅲ系列(研山铁矿选矿厂共3个系列，其中Ⅰ、Ⅱ系列处理氧化矿，Ⅲ系列处理原生矿)部分精矿产品与其按比例混合，有效的提高了南非磷尾矿最终过滤精矿品位，降低了钛含量，提高了过滤效果。

为了保证最终过滤精矿质量，混合比例的控制尤为重要。这需要将南非磷尾矿进入选矿流程的实际生产情况，结合Ⅲ系列磁选精矿相关指标来控制。例如，经化验分析得到选矿厂Ⅲ系列精矿品位为66.00%，南非磷尾矿2段磁选精矿品位为62.00%，若计划产出品位为64.00%的最终过滤精矿，需按1∶1的比例进行混合。理论上计算方程式可表示如下：

(1)

(2)

式中，TFe(南磁精)为南非磷尾矿磁选精矿含量，%；TFe(南滤精)为南非磷尾矿过滤精矿含量，%；TFe(Ⅲ精矿)为Ⅲ系列原生矿精矿含量，%；X为南非磷尾矿磁选精矿混合比例，%；Y为Ⅲ系列原生矿精矿混合比例，%。

通过控制混合比例，同样可以计算过滤精矿钛含量的理论值，方程式可表示为：TiO2(南磁精)×X+TiO2(Ⅲ精矿)×Y=TiO2(南滤精)，根据Ⅲ系列原生矿的矿石性质，通过化验分析证明，Ⅲ系列原生矿磁选精矿钛含量为0，可省略，则简化为：

(3)

式中，TiO2(南磁精)为南非磷尾矿磁选精矿钛含量，%；TiO2(南滤精)为南非磷尾矿过滤精矿钛含量，%；X为南非磷尾矿磁选精矿混合比例，%。

3.2 配比方程式的应用

根据一定比例，利用理论方程式，可检验出钛含量的准确性。在实际生产中，相关试样全铁含量测定采用三氯化钛还原重铬酸钾滴定法(GB/T 6730.65—2009)，随机抽取试样，试验结果见表2。

表2 南非磷尾矿相关试样测定结果 %

由表2可知，南非磷尾矿磁选精矿钛含量较稳定。根据试样TFe含量，利用方程式(1)、式(2)可推算出南非磷尾矿过滤精矿中磁选精矿的混合比例X，利用方程式(3)可推算出过滤精矿中钛含量理论值，结果见表3。

表3 南非矿过滤精矿钛含量对比结果 %

由表3可知，序号1、3、4试样钛含量误差在合理范围内，序号2试样误差较大，经重新测定后应为2.10%。在生产中此类问题应及时更正，根据分析化学中误差的性质，结合实际测定步骤，分析误差产生的原因[3]，避免为实际生产提供错误数据。

如果经多次测定后钛含量仍不符合理论值，则应充分考虑并检验试样TFe含量是否准确。在确定取样制样过程具有代表性，生产现场进行配比的设备工作正常，钛含量结果准确等因素后，利用方程式(3)反推南非磷尾矿磁选精矿比例X，在利用方程式(1)、(2)计算可检验试样全铁含量的准确性。生产实例见表4。

表4 生产中利用钛含量推算X结果 %

序号日期时间试样名称TiO2品位TFe品位混合比例X12016-6-65:00南非矿磁选精矿4.0061.7652.75南非矿过滤精矿2.1162.75Ⅲ系列磁选精矿65.6422016-6-1713:00南非矿磁选精矿4.1061.2562.93南非矿过滤精矿2.5862.65Ⅲ系列磁选精矿66.33

由表4可知，将序号1、2各试样的TFe带入方程式(1)、(2)分别计算，混合比例X分别为74.48%、72.44%，与利用钛含量推算的X值52.75%、62.93%差异较大，经过对各试样全铁含量重新测定后发现，序号1南非过滤精矿全铁含量应为63.49%，序号2南非过滤精矿全铁含量应为63.10%。

4 结 语

实际生产中，研山铁矿利用南非磷尾矿磁选精矿与原生矿磁选精矿的混合比例，检验钛含量和全铁含量的准确性，可以更直观的发现不合理数据，针对性强，有利于节约化验成本，提高检验效率。

[1] 吴 琨，王新萍，杨德晗.分光光度法测定铁矿石中TiO2含量[J].新疆钢铁，2014(3):24-26.

[2] 周晓东，张云梅，李兰云.钛铁矿中钛含量的一种快速测定方法[J].云南冶金，2007(6):59-62.

[3] 武汉大学.分析化学[M].4版.北京:高等教育出版社，2005.

2016-07-11)

朱立杰(1986—)，男，工程师，063700 河北省唐山市滦县亨盛花园临街4号。