Kiểm tra các nguyên tố phổ biến trong quặng sắt

Kiểm tra các nguyên tố phổ biến trong quặng sắt

Với sự phát triển không ngừng của nền kinh tế và sự nâng cao liên tục của đời sống xã hội, vật liệu thép đã trở thành nguồn tài nguyên không thể thiếu cho sự phát triển của đất nước. Quá trình luyện thép trong ngành công nghiệp thép là giai đoạn chính của việc sử dụng hợp lý vật liệu. Mọi khía cạnh trong đời sống con người đều cần đến vật liệu kết cấu và một số vật liệu chức năng. Sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp trong nước, như giao thông vận tải, điện lực và nhiều ngành khác, đều chú trọng đến vật liệu thép. Với sự phát triển không ngừng của nền kinh tế đất nước, nhu cầu về vật liệu thép trên thị trường trong nước tiếp tục tăng. Tuy nhiên, hàm lượng một số nguyên tố trong thép đã vượt quá tiêu chuẩn quốc gia. Do đó, trong thương mại quốc tế, việc kiểm tra hàm lượng các nguyên tố trong quặng sắt trở thành một khâu rất quan trọng. Vì vậy, sử dụng phương pháp kiểm tra nhanh chóng và an toàn là mục tiêu chung của những người làm công tác kiểm định quặng sắt.

Tình trạng hiện tại của việc kiểm tra các nguyên tố phổ biến trong quặng sắt ở nước tôi

Các phòng thí nghiệm kiểm định quặng sắt phổ biến nhất ở nước ta sử dụng phương pháp khử titan triclorua để phát hiện hàm lượng sắt nguyên tố trong quặng sắt. Phương pháp phát hiện này được gọi là phương pháp hóa học. Phương pháp hóa học này không chỉ phát hiện các nguyên tố trong quặng sắt mà còn sử dụng quang phổ huỳnh quang tia X phân tán bước sóng để xác định hàm lượng silic, canxi, mangan và các nguyên tố khác trong quặng sắt. Phương pháp phát hiện nhiều nguyên tố được gọi là phương pháp phát hiện quang phổ huỳnh quang tia X. Trong khi phát hiện các nguyên tố khác nhau trong quặng sắt, hàm lượng sắt tổng thể cũng có thể được phát hiện. Ưu điểm của phương pháp này là trong mỗi lần phát hiện, sẽ thu được hai dữ liệu về hàm lượng sắt, và hai dữ liệu này có giá trị rất khác nhau. Sự khác biệt nhỏ nhưng vẫn rất đáng kể. Phương pháp kiểm định được sử dụng trong phòng thí nghiệm cần được lựa chọn tùy thuộc vào từng loại quặng sắt khác nhau, bởi vì ở nước ta, phương pháp hóa học là phương pháp phổ biến nhất và đóng vai trò trung tâm. Một lý do lớn là việc lựa chọn dựa trên đặc điểm cấu trúc của quặng sắt ở nước ta. Phương pháp kiểm định được lựa chọn dựa trên các đặc điểm cấu trúc khác nhau của quặng sắt là hợp lý và khoa học. Quặng sắt ở Trung Quốc phân bố khá rải rác và diện tích kho chứa tương đối nhỏ. Chất lượng không ổn định ở các nơi khác nhau. Có nhiều điểm khác biệt so với quặng sắt nước ngoài. Quặng sắt nước ngoài phân bố rất tập trung, có diện tích kho chứa tương đối lớn và chất lượng rất ổn định so với quặng sắt trong nước.

Với sự phát triển không ngừng của nền kinh tế, sự phát triển công nghệ của các phòng thí nghiệm kiểm định và việc mở rộng liên tục các dịch vụ quảng bá đã làm tăng đáng kể khối lượng công việc kiểm định các nguyên tố trong phòng thí nghiệm, giúp họ có đủ nguồn lực để tiến hành kiểm định. Các phòng thí nghiệm trong nước cần kiểm định hàng nghìn lô hàng, bổ sung thêm dữ liệu kiểm định vào quy trình. Với sự gia tăng liên tục trong việc kiểm định các nguyên tố quặng sắt trong nước, các mẫu phải được sấy khô trong quá trình kiểm định hóa học. Mỗi quá trình sấy khô đều cần thao tác thủ công. Trong toàn bộ quá trình, một mặt, nhân viên vận hành phải hết sức chú trọng đến việc hoàn thiện từng khâu. Nếu điều này diễn ra trong thời gian dài, cơ thể nhân viên sẽ không được nghỉ ngơi đầy đủ và sẽ ở trong tình trạng quá tải, có khả năng dẫn đến giảm chất lượng công việc. Về mặt kiểm định, rất có thể sẽ xảy ra một số vấn đề định kỳ. Mặt khác, trong quá trình vận hành, việc tiêu thụ nước, điện và sử dụng một số hóa chất đã ảnh hưởng và gây hại đáng kể đến môi trường trong một phạm vi nhất định. Đồng thời, khí thải và nước thải không được xử lý tốt. Vì vậy, việc nâng cao hiệu quả phát hiện là rất quan trọng để làm cho dữ liệu phát hiện chính xác hơn. Các phòng thí nghiệm của nước ta đã thử nghiệm quặng sắt trong nhiều năm, tích lũy được nhiều kinh nghiệm và lượng dữ liệu thử nghiệm lớn. Những dữ liệu này dựa trên các phương pháp hóa học và quang phổ huỳnh quang tia X. Bằng cách phân tích các dữ liệu này, chúng ta có thể tìm ra huỳnh quang tia X. Quang phổ huỳnh quang là một phương pháp mới có thể thay thế các phương pháp hóa học. Ưu điểm của phương pháp này là tiết kiệm được nhiều nhân lực và nguồn lực, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

01

Nguyên tắc và các bước kiểm tra bằng phương pháp huỳnh quang tia X

Nguyên lý của quang phổ huỳnh quang tia X là trước tiên sử dụng lithi tetraborat khan làm chất trợ dung, lithi nitrat làm chất oxy hóa và kali bromua làm chất tách mẫu để chuẩn bị mẫu, sau đó đo giá trị cường độ phổ huỳnh quang tia X của nguyên tố sắt để thiết lập mối quan hệ định lượng giữa hàm lượng nguyên tố và tính toán hàm lượng sắt trong quặng sắt.

Các hóa chất và dụng cụ được sử dụng trong thí nghiệm quang phổ huỳnh quang tia X bao gồm nước cất, axit clohidric, lithi tetraborat khan, lithi nitrat, kali bromua và các loại khí. Dụng cụ được sử dụng là máy quang phổ huỳnh quang tia X.

Các bước phát hiện chính của phương pháp huỳnh quang tia X:

■ Lithi tetraborat khan được sử dụng làm chất trợ dung, lithi cacbonat được sử dụng làm chất oxy hóa, và kali bromua được sử dụng làm chất tách khuôn. Một số dung dịch được trộn lẫn với nhau để phản ứng diễn ra hoàn toàn.

■ Trước khi thử nghiệm quặng sắt, cần phải cân, nấu chảy và đúc các mẫu quặng sắt để tạo ra các mẫu thử tiêu chuẩn.

■ Sau khi mẫu quặng sắt được chuẩn bị, nó được phân tích bằng phương pháp quang phổ huỳnh quang tia X.

■ Để xử lý dữ liệu thu được, thông thường cần lấy một mẫu chuẩn và đặt mẫu lên máy quang phổ huỳnh quang tia X. Lặp lại thí nghiệm nhiều lần, sau đó ghi lại dữ liệu. Việc tạo mẫu chuẩn chỉ cần một lượng nhất định lithi tetraborat khan, lithi nitrat và kali bromua.

02

Nguyên tắc và quy trình thử nghiệm hóa học

Nguyên lý của phương pháp phát hiện hóa học là mẫu chuẩn được phân hủy hoặc axit hóa bằng axit, và nguyên tố sắt được khử hoàn toàn bằng thiếc(II) clorua. Phần nhỏ sắt còn lại được khử tiếp bằng titan triclorua. Chất khử còn lại được oxy hóa hoàn toàn bằng dung dịch kali dicromat và nguyên tố sắt đã khử được chuẩn độ. Cuối cùng, lượng dung dịch kali dicromat đã được mẫu chuẩn tiêu thụ được sử dụng. Tính tổng hàm lượng sắt trong mẫu.

Các thuốc thử và vật liệu được sử dụng trong quá trình phát hiện bao gồm: thuốc thử, axit clohidric, axit sulfuric, axit phosphoric, axit boric, axit hydrofluoric, kali pyrosunfat, natri hydroxit, natri peroxit, v.v. Dụng cụ và thiết bị: chén nung corundum, chén nung bạch kim, buret, cân, v.v.

Các bước phát hiện chính trong quá trình phát hiện hóa chất:

■ Sử dụng một số dung dịch chuẩn, bao gồm dung dịch thiếc(II) clorua, titan triclorua và kali dicromat, để trộn lẫn với nhau. Cho phản ứng diễn ra hoàn toàn.

■ Sử dụng axit hoặc kiềm để phân hủy hoàn toàn mẫu chuẩn.

■ Chuẩn độ mẫu chuẩn đã phân hủy bằng dung dịch kali dicromat.

■ Để xử lý dữ liệu thu được, cần chuẩn bị hai dung dịch mẫu chuẩn và một dung dịch trắng trong quá trình thí nghiệm.

Phần kết luận

Ở nhiều nước, phương pháp phổ biến nhất để phát hiện các nguyên tố trong quặng sắt là quang phổ huỳnh quang tia X. Việc phát hiện bằng phương pháp này chủ yếu tập trung vào phân tích nguyên lý phương pháp và liên tục cải tiến các phương pháp hiện có để đáp ứng yêu cầu về kết quả phát hiện chính xác. Khi tiến hành đánh giá, thông thường chỉ sử dụng một lượng rất nhỏ dung dịch chuẩn để tiến hành đánh giá hợp lý phương pháp phát hiện. Do quặng sắt trong thí nghiệm rất khác so với quặng sắt trong mẫu chuẩn về hình dạng, thành phần hóa học, v.v., nên phương pháp quang phổ huỳnh quang tia X không chính xác lắm trong quá trình kiểm tra. Độ chính xác đạt được bằng cách sắp xếp một lượng lớn dữ liệu tích lũy được trong quá trình phát hiện quặng sắt bằng các phương pháp hóa học và quang phổ huỳnh quang tia X trong thí nghiệm, sau đó phân tích thống kê dữ liệu và so sánh sự khác biệt giữa hai phương pháp phát hiện thông qua phân tích. Việc tìm ra mối tương quan giữa hai phương pháp có thể giảm đáng kể nguồn nhân lực và tài chính đầu tư vào kiểm tra. Nó cũng có thể giảm thiểu ô nhiễm môi trường, làm cho cuộc sống của người dân thoải mái hơn và tạo ra nhiều lợi ích kinh tế hơn cho ngành công nghiệp thép của nước ta.

Công ty TNHH Kiểm định và Thử nghiệm Sơn Đông HengbiaoĐây là một cơ sở kiểm định đạt tiêu chuẩn kép C, đã vượt qua kỳ kiểm định chất lượng của các cơ sở kiểm định và thử nghiệm cũng như kỳ thi của Cơ quan Kiểm định Quốc gia Trung Quốc về Đánh giá Sự phù hợp. Cơ sở có 25 nhân viên kiểm định và thử nghiệm chuyên nghiệp, bao gồm 10 kỹ sư và kỹ thuật viên phòng thí nghiệm có chức danh chuyên môn cao cấp. Đây là một nền tảng dịch vụ công cộng cung cấp các dịch vụ kiểm định và thử nghiệm chuyên nghiệp, tư vấn công nghệ thông tin, giáo dục và đào tạo, cùng các dịch vụ khác cho các ngành công nghiệp liên quan đến khai thác mỏ và vật liệu kim loại. Cơ sở hoạt động và cung cấp dịch vụ theo (Bộ luật Kiểm định Phòng thí nghiệm Kiểm định và Hiệu chuẩn). Tổ chức bao gồm phòng phân tích hóa học, phòng phân tích thiết bị, phòng thử nghiệm vật liệu, phòng thử nghiệm tính chất vật lý, v.v. Cơ sở sở hữu hơn 100 thiết bị thử nghiệm chính và các thiết bị hỗ trợ như máy quang phổ huỳnh quang tia X, máy quang phổ hấp thụ nguyên tử và ICP, máy phân tích cacbon và lưu huỳnh, máy quang phổ, máy quang phổ đọc trực tiếp, máy thử va đập và máy thử nghiệm đa năng của thương hiệu Thermo Fisher của Mỹ.

Phạm vi phát hiện bao gồm phân tích thành phần hóa học của các khoáng vật phi kim loại (thạch anh, fenspat, cao lanh, mica, fluorit, v.v.) và khoáng vật kim loại (sắt, mangan, crom, titan, vanadi, molypden, chì, kẽm, vàng, đất hiếm, v.v.). Kiểm tra thành phần và tính chất vật lý của thép không gỉ, thép cacbon, đồng, nhôm và các vật liệu kim loại khác.

Công ty tuân thủ các nguyên tắc "quản lý có hệ thống, kỹ năng dựa trên nền tảng, vận hành hiệu quả và dịch vụ chuyên nghiệp", hướng đến nhu cầu tiềm năng của khách hàng và xã hội, lấy sự hài lòng của khách hàng làm mục tiêu phục vụ và tuân thủ triết lý "công bằng, nghiêm túc, khoa học và hiệu quả". Chính sách dịch vụ cam kết cung cấp các dịch vụ kỹ thuật chính xác và đáng tin cậy cho khách hàng.