內蒙古某區域鐵礦石中磁性鐵含量測定的研究

白 寧

（中國建筑材料工業地質勘查中心內蒙古總隊，內蒙古 呼和浩特 010000）

鐵礦主要用于鋼鐵工業中冶鐵和冶鋼，鐵是世界上發現最早，運用最為廣泛的一種金屬，我國鐵礦資源多而不富，以中低品位礦為主，富礦資源儲量只占1.8%，而貧礦儲量占47.6%。中小礦多，大礦少，特大礦更少。礦石類型復雜，難選礦和多組分共(伴)生礦所占比重大，具有工業利用價值的主要是磁鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。由于我國鐵礦石的復雜性，對鐵礦的地質工作提出了很大的挑戰，在對鐵礦地質勘查過程中各種影響因素的研究也就顯得尤為重要。本文旨在探討內蒙古某礦區鐵礦樣品加工粒度對磁性鐵含量測定的影響，以期對同類型礦石檢測提供一定經驗借鑒。

1 巖礦鑒定結論

該鐵礦區內出露有中太古界烏拉山群及第四系地層，樣品經過巖礦鑒定結果顯示礦石是由透明和不透明礦物組成，透明礦物主要有斜長石，角閃石，石英和黑云母等；不透明礦物呈粒狀，主要由鐵礦物等組成，多與暗色礦物一起分布或分布于暗色礦物顆粒之中，暗色礦物顆粒大小多在0.3㎜以下，磁鐵礦呈半自形-它形粒狀，大小一般在0.05mm～0.1mm之間，少數在0.1mm～0.5mm之間，星散狀分布，鏡下結構見圖1，結合鐵礦物的被包裹性及礦物顆粒大小等原因，判斷樣品加工的粒度可能會對磁鐵含量有一定影響。

圖1 巖礦鑒定樣品鏡下圖片

2 分析樣品的制備過程

2.1 破碎

該礦區樣品接收登記后，由于樣品重量＜10kg，粒度＞20mm，按照實驗室樣品加工流程，樣品經過三個階段：即粗碎、中碎、細碎破碎至所需粒度，鐵礦樣品需避免鐵質混入，利用碳化鎢合金磨盤和瑪瑙質球磨機可達到要求，每個階段都包含有碎樣，過篩，混勻和縮分四個工序，在過篩和縮分工序中，又都包含有稱重步驟。

2.2 過篩

每道工序后都需要進行過篩，粗碎3mm篩，中碎過1mm篩，細碎按所需粒徑過篩，該礦區細碎樣品粒度包含0.149mm，0.097mm，0.074mm三個粒級，加工樣品應全部通過相對應的100號，160號，200號標準篩。

2.3 混勻和縮分

該礦區樣品在粗碎后用二分器法混勻并縮分，中碎和細碎用掀角法結合十字四分法混勻并縮分，篩后最小留樣量符合切喬特公式Q=Kd2（該礦區樣品K值為0.1）。

3 試驗部分

磁性鐵含量的測定目前在國內尚無標準方法，按手工外磁選-重鉻酸鉀容量法對試樣的磁性鐵進行測定，具體操作方法如下。

稱取0.5g（精確至0.0001g）試樣于1號250ml燒杯中，加入50ml～60ml升水將試樣浸濕，用有效磁場為900±100Oe的永久磁鐵緊貼燒杯底部充分搖動礦樣，使磁性礦物被吸于燒杯底部磁鐵處，傾斜燒杯將水倒出，再用水小心將非磁性礦物沖出1號燒杯，用2號250ml燒杯承接，再次加入適量的水并沖洗杯壁，用磁鐵重復上述步驟操作，直至沒有非磁性礦物洗出。將2號燒杯中承接的非磁性礦物和水用上述步驟進行磁性礦物回收后轉移回1號燒杯，加入1+1鹽酸20ml，蓋上表面皿，在電熱板上加熱至完全溶解，取下后趁熱滴加氯化亞錫（100g/L）溶液至溶液黃色褪去，用水沖洗杯壁，冷卻后，加入氯化汞（5%）溶液10ml，放置3min～5min，加入硫磷混合酸（硫酸：磷酸：水=15：15：70）15ml，用水稀釋到150ml，加2滴二苯胺磺酸鈉（1%）指示劑，用重鉻酸鉀標準溶液滴定至剛出現穩定的紫色為終點。計算公式如下：

MFe-磁性鐵含量（%）

T-重鉻酸鉀標準溶液對鐵的滴定度（g/ml）

V-重鉻酸鉀標準溶液的消耗體積（ml）

G-試樣重量（g）

4 試驗研究與分析

4.1 試驗方法的準確度

利用該試驗方法對國家標準物質GBW07271和GBW07274進行多次測定，測試結果見表1。

表1 標準物質磁性鐵含量測定結果

由表1數據可以看出，測定結果滿足鐵礦中磁性鐵含量測定的要求，說明該方法準確可靠，并且適用于磁鐵含量在0.8%～10%左右鐵礦的測定。

4.2 試驗樣品的測定

通過試驗，發現該礦區樣品與標準樣品有很大不同，對同一批三種粒級樣品的測試結果見表2。

表2 不同樣品粒徑磁性鐵測定結果

標準要求鐵礦樣品加工粒度應該為0.149mm，但是由表2可以看出，0.149mm粒度時磁性鐵單體解離度并不理想，測定的磁性鐵含量也偏低，在三種粒級下所測得的磁性鐵結果顯示，該礦區樣品在樣品粒級為0.097mm時磁性鐵含量達到最高，這與鏡下巖礦鑒定結果也相互吻合，該礦區樣品磁性礦物包裹在粒徑大小在0.3mm以下的暗色礦物中，磁鐵礦粒徑一般在0.05mm～0.1mm之間，只有將樣品加工到0.1mm以下時，手工外磁選法才能很好的將磁鐵礦與非磁性礦物分離，得出最真實的礦物磁鐵含量；當樣品加工到0.074mm粒徑大小時，磁性鐵含量又會降低，這可能與礦樣中磁性礦物磁場強度弱，加之樣品顆粒小，在手選的過程中不容易被永久磁鐵磁選，從而會被水流和非磁性礦物帶走一部分，由于條件和場所受限，不對此做深入的討論。

5 結語

（1）該礦區樣品采用手工外磁選-重鉻酸鉀容量法測定磁性鐵含量時，樣品加工粒度對磁性鐵含量有著重要影響，并且對磁性鐵含量高的試樣影響比較大。

（2）選用0.097mm粒徑的樣品對該礦區樣品進行磁性鐵測定，磁性鐵單體解離較好，結合平行試驗，測試結果復現性好，穩定可靠，對該礦區以及同類型礦床的磁性鐵測定有一定參考意義，但需要嚴格注意試樣粒度和磁選場強，結合實際情況以及巖礦鑒定結論進行不同處理。