Analisi degli elementi comuni nel minerale di ferro

Analisi degli elementi comuni nel minerale di ferro

Con il continuo sviluppo dell'economia e il costante miglioramento del tenore di vita, i materiali siderurgici sono diventati una risorsa indispensabile per lo sviluppo nazionale. La fusione dei materiali siderurgici nell'industria è la fase principale dell'utilizzo razionale delle materie prime. Tutti gli aspetti della vita umana richiedono l'utilizzo di materiali strutturali e, in alcuni casi, funzionali. Lo sviluppo di diversi settori industriali nel nostro Paese, come i trasporti, l'energia e molti altri, si basa sull'impiego di materiali siderurgici. Con il continuo sviluppo dell'economia nazionale, la domanda di materiali siderurgici sul mercato interno continua ad aumentare. Tuttavia, il contenuto di alcuni elementi nell'acciaio ha superato i limiti previsti dagli standard nazionali. Pertanto, nel commercio internazionale, l'analisi del minerale di ferro per la rilevazione di vari elementi è diventata un aspetto cruciale. Di conseguenza, l'utilizzo di un metodo di ispezione rapido e sicuro rappresenta un obiettivo comune per il personale addetto al controllo del minerale di ferro.

Stato attuale delle analisi degli elementi comuni nel minerale di ferro nel mio paese

Nel mio paese, i laboratori di analisi del minerale di ferro più comuni utilizzano il metodo di riduzione del tricloruro di titanio per rilevare il contenuto di ferro elementare nel minerale. Questo metodo di rilevamento è chiamato metodo chimico. Il metodo chimico non solo rileva gli elementi nel minerale di ferro, ma utilizza anche la spettroscopia di fluorescenza a raggi X a dispersione di lunghezza d'onda per determinare il contenuto di silicio, calcio, manganese e altri elementi. Il metodo di rilevamento per più elementi è chiamato spettrometria di fluorescenza a raggi X. Oltre a rilevare vari elementi nel minerale di ferro, è possibile determinare anche il contenuto totale di ferro. Il vantaggio di questo metodo è che per ogni analisi si ottengono due valori di contenuto di ferro, e questi due valori differiscono notevolmente. La scelta del metodo di analisi in laboratorio deve essere effettuata in base al tipo di minerale di ferro, poiché nel mio paese si utilizza il metodo chimico come metodo comune, che riveste un ruolo centrale. Una delle ragioni principali è che la scelta si basa sulle caratteristiche strutturali del minerale di ferro nel mio paese. Il metodo di analisi viene selezionato in base alle diverse caratteristiche strutturali del minerale di ferro per essere razionale e scientifico. In Cina, la distribuzione del minerale di ferro è relativamente dispersa e le aree di stoccaggio sono piuttosto limitate. La qualità varia notevolmente da zona a zona. Vi sono inoltre molte differenze rispetto ai giacimenti esteri. Il minerale di ferro estero è distribuito in modo molto più concentrato, le aree di stoccaggio sono relativamente ampie e la sua qualità è molto più stabile rispetto a quello cinese.

Con il continuo sviluppo della nostra economia, l'evoluzione tecnologica dei laboratori di analisi e la costante espansione dei loro servizi hanno notevolmente incrementato il volume di lavoro relativo alle analisi di laboratorio, garantendo loro risorse sufficienti per condurre i test. I laboratori del nostro Paese devono analizzare migliaia di lotti di campioni, il che ha comportato un aumento dei dati di analisi. Con il continuo incremento delle analisi di minerali di ferro nel nostro Paese, i campioni devono essere essiccati durante le analisi chimiche. Ogni fase del processo di essiccazione richiede un intervento manuale. Durante l'intero processo, da un lato, il personale è completamente impegnato a perfezionare ogni passaggio. Se ciò si protrae a lungo, il personale non avrà un adeguato riposo e si troverà in uno stato di sovraccarico, il che potrebbe portare a un calo della qualità del lavoro. In termini di analisi, è molto probabile che si verifichino problemi periodici. Dall'altro lato, durante il processo operativo, il consumo di acqua ed elettricità e l'utilizzo di alcune sostanze chimiche hanno un impatto e un danno ambientale significativi entro un certo raggio. Allo stesso tempo, i gas di scarico e le acque reflue non possono essere adeguatamente trattati. È quindi fondamentale migliorare l'efficienza del rilevamento per rendere i dati più accurati. I laboratori del nostro Paese analizzano il minerale di ferro da molti anni e hanno accumulato una vasta esperienza e una grande quantità di dati di analisi. Questi dati si basano su metodi chimici e spettroscopia a fluorescenza di raggi X. Analizzando questi dati, possiamo individuare la fluorescenza di raggi X. La spettroscopia è un nuovo metodo che può sostituire i metodi chimici. Il vantaggio di questo approccio è che consente di risparmiare risorse umane e finanziarie, oltre a ridurre l'inquinamento ambientale.

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Principio e fasi di ispezione del metodo di fluorescenza X

Il principio della spettroscopia di fluorescenza a raggi X consiste nell'utilizzare innanzitutto tetraborato di litio anidro come fondente, nitrato di litio come ossidante e bromuro di potassio come agente distaccante per preparare un campione, e quindi misurare il valore dell'intensità dello spettro di fluorescenza a raggi X dell'elemento ferro per stabilire una relazione quantitativa tra il contenuto dell'elemento e il contenuto di ferro nel minerale di ferro.

I reagenti e gli strumenti utilizzati nell'esperimento di spettroscopia di fluorescenza a raggi X sono acqua distillata, acido cloridrico, tetraborato di litio anidro, nitrato di litio, bromuro di potassio e gas. Lo strumento utilizzato è uno spettrometro di fluorescenza a raggi X.

Le fasi principali del rilevamento mediante fluorescenza a raggi X:

■ Il tetraborato di litio anidro viene utilizzato come fondente, il carbonato di litio come ossidante e il bromuro di potassio come agente distaccante. Diverse soluzioni vengono mescolate tra loro per consentire la completa reazione.

■ Prima di testare il minerale di ferro, i campioni di minerale di ferro devono essere pesati, fusi e colati per realizzare pezzi di prova standard.

■ Dopo la preparazione del campione di minerale di ferro, questo viene analizzato mediante spettroscopia a fluorescenza di raggi X.

■ Per elaborare i dati generati, in genere si prende un campione standard e lo si posiziona sullo spettrometro a fluorescenza a raggi X. Si ripete il test più volte e poi si registrano i dati. La preparazione di un campione standard richiede solo una certa quantità di tetraborato di litio anidro, nitrato di litio e bromuro di potassio.

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Principi e procedure di analisi chimica

Il principio della determinazione chimica si basa sulla decomposizione o acidificazione del campione standard con acido, e sulla completa riduzione del ferro con cloruro stannoso. La piccola quantità di ferro residuo viene ridotta con tricloruro di titanio. L'agente riducente rimanente viene completamente ossidato con una soluzione di dicromato di potassio e il ferro ridotto viene titolato. Infine, si utilizza la soluzione di dicromato di potassio consumata dal campione standard per calcolare il contenuto totale di ferro nel campione.

I reagenti e i materiali utilizzati per l'analisi sono: reagenti, acido cloridrico, acido solforico, acido fosforico, acido borico, acido fluoridrico, pirosolfato di potassio, idrossido di sodio, perossido di sodio, ecc. Strumenti e apparecchiature: crogiolo di corindone, crogiolo di platino, buretta, bilancia, ecc.

Le principali fasi del rilevamento chimico:

■ Utilizzare diverse soluzioni, tra cui una soluzione di cloruro stannoso, una soluzione standard di tricloruro di titanio e una soluzione standard di dicromato di potassio, e mescolarle tra loro. Lasciare che la reazione proceda completamente.

■ Utilizzare un acido o una base per decomporre completamente il campione standard.

■ Titolare il campione standard decomposto con una soluzione di dicromato di potassio.

■ Per elaborare i dati generati, durante l'esperimento è necessario preparare due soluzioni campione standard e una soluzione di controllo (bianco).

Conclusione

In molti paesi, il metodo più comunemente utilizzato per rilevare gli elementi nel minerale di ferro è la spettroscopia a fluorescenza di raggi X. La valutazione di questo metodo si concentra principalmente sull'analisi del principio di funzionamento e sul miglioramento continuo dei metodi esistenti per soddisfare i requisiti di risultati di rilevamento accurati. Durante la valutazione, generalmente si utilizza una quantità molto piccola di soluzione standard per condurre una valutazione ragionevole del metodo di rilevamento. Poiché il minerale di ferro utilizzato nell'esperimento è molto diverso dal minerale di ferro del campione standard in termini di forma, composizione chimica, ecc., il metodo della spettrometria a fluorescenza di raggi X non è molto preciso nel processo di ispezione. L'accuratezza si ottiene selezionando una grande quantità di dati accumulati durante l'analisi del minerale di ferro mediante metodi chimici e spettrometria a fluorescenza di raggi X, quindi analizzando statisticamente i dati e confrontando le differenze tra i due metodi di rilevamento attraverso l'analisi. Trovare la correlazione tra i due può ridurre in larga misura le risorse umane e finanziarie investite nell'ispezione. Può inoltre ridurre notevolmente l'inquinamento ambientale, migliorare la qualità della vita delle persone e generare maggiori benefici economici per l'industria siderurgica del mio paese.

Shandong Hengbiao Inspection and Testing Co., Ltd.È un istituto di collaudo con doppia certificazione C, accreditato dal Servizio Nazionale di Accreditamento Cinese per la Valutazione della Conformità. Dispone di 25 professionisti nel settore dei collaudi e delle ispezioni, tra cui 10 ingegneri e tecnici di laboratorio con qualifiche professionali di alto livello. È una piattaforma di servizi pubblici che fornisce servizi professionali di collaudo e ispezione, consulenza informatica, formazione e altri servizi per le industrie della filiera mineraria e metallurgica. L'istituto opera e fornisce servizi in conformità con il Codice per l'Accreditamento dei Laboratori di Prova e Taratura. La struttura comprende un laboratorio di analisi chimica, un laboratorio di analisi strumentale, un laboratorio di prove sui materiali, un laboratorio di prove sulle prestazioni fisiche, ecc. Dispone di oltre 100 strumenti di prova principali e relative attrezzature di supporto, come spettrometri a fluorescenza a raggi X, spettrometri ad assorbimento atomico e ICP, analizzatori di carbonio e zolfo, spettrofotometri, spettrometri a lettura diretta, macchine per prove d'urto e macchine universali per prove meccaniche del marchio americano Thermo Fisher.

Il campo di rilevamento comprende l'analisi degli elementi chimici di minerali non metallici (quarzo, feldspato, caolino, mica, fluorite, ecc.) e minerali metallici (ferro, manganese, cromo, titanio, vanadio, molibdeno, piombo, zinco, oro, terre rare, ecc.). Analisi della composizione e delle proprietà fisiche di acciaio inossidabile, acciaio al carbonio, rame, alluminio e altri materiali metallici.

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