CN108918367B - 一种快速识别铁矿粉中有害物质来源的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速识别铁矿粉中有害物质来源的检测方法，属于矿物工程和冶金工程领域，解决了铁矿粉中有害物质的来源不易识别的问题。本发明的技术方案是：对铁矿粉取样作为试样；将铁矿粉试样进行筛分，筛分出+100目和‑100目两个粒级的样品，分别称出两个粒级样品的质量；将两个粒级的样品分别进行有害物质检测并计算各粒级样品中有害物质的质量含量；对两个粒级样品中有害物质的质量含量进行对比，如果细粒级样品中至少一种有害物质的含量比粗粒级样品中该有害物质的含量超出至少一倍，则判定该铁矿粉试样有非地质因素的有害杂料掺入。本发明能够快速识别出铁矿粉中的有害物质是否是人为掺入工业废料引入的。
Description
技术领域
本发明属于矿物工程和冶金工程领域，具体涉及一种快速识别铁矿粉中有害物质来源的检测方法。
背景技术
在化工生产过程中，会产生大量含有害物质的含铁废渣，即硫酸渣，这些硫酸渣中含有K2O、Na2O、PbO、ZnO、As2O3等有害物质，这些有害物质在炼铁高炉用铁料中都有严格限制，含量过高，会影响高炉的生产稳定、炉役寿命、质量成本，甚至产生废品造成钢材难以投放市场。一些不法供应商将价格低廉的硫酸渣掺入铁矿粉中，供入钢厂谋取暴利。由于硫酸渣粒度细小，掺入铁矿粉中难以区分辨认，致使钢厂蒙受巨大损失而又难以应对。
另外，钢厂在生产运行过程中也会产生大量除尘灰，该除尘灰由于含有大量有害物质而未能全部循环利用，其中大部分除尘灰对外销售，用在水泥行业。但是，由于利益驱动和缺乏控制手段两方面的因素，这些对外销售的除尘灰可能也会掺入铁矿粉后再次流入钢厂。
因此，如何能够快速判断出铁矿粉中的有害物质究竟是矿源本身带来的还是人为掺入硫酸渣或除尘灰等工业废料，将是非常重要的。如果是人为掺入这些工业废料，必将进一步加大有害物质的危害性，炉料质量异常波动。有害物质的危害防不胜防，严重冲击生产稳定和经营效果。这也是冶金行业原料管理难题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速识别铁矿粉中有害物质来源的检测方法，以解决铁矿粉中有害物质的来源不易识别的问题。
本发明的技术方案是：一种快速识别铁矿粉中有害物质来源的检测方法，包括以下步骤：
步骤一、对铁矿粉取样作为试样；
步骤二、将铁矿粉试样进行筛分，筛分出+100目和-100目两个粒级的样品，分别称出两个粒级样品的质量；
步骤三、将两个粒级的样品分别进行有害物质检测并计算各粒级样品中有害物质的质量含量；
步骤四、对两个粒级样品中有害物质的质量含量进行对比，如果细粒级样品中至少一种有害物质的含量比粗粒级样品中该有害物质的含量超出至少一倍，则判定该铁矿粉试样有非地质因素的有害杂料掺入。
作为本发明的进一步改进，有害物质包括钾的氧化物、钠的氧化物、铅的氧化物、锌的氧化物、砷的氧化物中的一种或几种。
作为本发明的进一步改进，有害杂料包括冶金除尘灰或/和化工硫酸渣。
本发明技术人员研究了铁矿粉成矿机理、粒度组成及分布，并进一步研究硫酸渣和除尘灰等工业废料，发现除尘灰－100目粒级的质量含量达到93％，其中铁和锌主要分布于－100目粒级，铁和锌在除尘灰-100目粒级中的分布率分别为98％和97％。研究证明，除尘灰粒度组成较细，且有害物质不均匀地存在于除尘灰内各粒级中，主要存在于-100目粒级中。硫酸渣的情况与除尘灰相近。而铁矿粉不同粒级中有害物质的分布规律是，-100目中有害物质的质量含量较+100目的少。这与细颗粒铁矿粉中灰尘 (SiO2和Al2O3) 高，降低其他金属氧化物的比例是吻合的。根据这些工业废料的成分与粒度的分布规律，提出了一种可通过分粒级检验铁矿粉的目标成分，实现快速判定铁矿粉原料中是否有非地质因素掺入有害杂料的检测方法。
本发明的有益效果是：操作简单，能够快速识别出铁矿粉中的有害物质是地质矿源本身带来的还是人为掺入硫酸渣或除尘灰等工业废料引入的，一方面使铁矿粉质量得以受控，指导企业开展精细化管理和高效利用；另一方面能够有效地将工业废料挡在钢厂门外，杜绝钢厂因以次充好的铁矿粉造成的生产波动或质量事故损失。
具体实施方式
下面的实施例可以进一步说明本发明，但不以任何形式限制本发明。
实施例1：
对某钢厂所采购的来自不同厂家的铁矿粉分粒级进行检测分析，
步骤一、取500g铁矿粉作为试样；
步骤二、将铁矿粉试样进行筛分，筛分出+100目和-100目两个粒级的样品，分别称出两个粒级样品的质量；
步骤三、将两个粒级的样品分别进行有害物质检测并计算各粒级样品中有害物质的质量含量；
步骤四、对两个粒级样品中有害物质的质量含量进行对比，如果细粒级样品中至少一种有害物质的含量比粗粒级样品中该有害物质的含量超出至少一倍，则判定该铁矿粉试样有非地质因素的有害杂料掺入。
检测结果如表1所示。
对比发现，对于铁矿粉C，K2O在-100目粒级中的质量含量较+100目粒级中的质量含量增加近4倍，Na2O的质量含量增加超过4倍，ZnO的质量含量增加2倍。对于铁矿粉D，K2O在-100目粒级中的质量含量较+100目粒级中的质量含量增加近2倍，Na2O的质量含量增加超过数量级，ZnO的质量含量增加1倍。由此判断，铁矿粉C和铁矿粉D必然掺入了硫酸渣或除尘灰等富含有害物质的工业废料，在采购进料中应加以控制。
某钢厂各类除尘灰中有害物质的质量含量如表2所示。
对于炼铁布袋除尘灰、炼铁出铁场除尘灰、烧结机头静电除尘灰、炼钢精炼炉除尘灰、炼钢二次除尘灰等由于有害物质含量过高，烧结难以实现配料循环利用。这里选用将炼铁布袋除尘灰作为样本掺入铁矿粉C 的+100目粒级试样中（与原矿检测结果对比分析，铁精矿C的+100目试样是该铁矿的地质成分），来进行效益测算。
（1）掺入量计算：
铁矿粉C：设炼铁布袋除尘灰配入比例为x%,则铁矿粉比例为（1-x）%，按K2O平衡进行计算，
（1-x）0.015+1.167x=0.073，则x=5.16，
即铁矿粉C相当于掺入5%炼铁布袋除尘灰。
（2）效益测算：
当时铁矿粉市场价格为989元/吨，除尘灰为125元/吨。铁矿粉C按5%掺入炼铁布袋除尘灰，其成本价为946元/吨（989*0.95+125*0.05=946），相当于成本降低43元/吨。在当时铁矿粉C的年进货量为8万吨，采用该方法，就可以快速识别、及时阻止掺入除尘灰或硫酸渣等工业废料的作假手段，为钢厂减少损失340余万元。
同理可计算铁矿粉D，
（1-x）0.079+1.167x=0.204，则x=11.5，
即铁矿粉D相当于掺入11%炼铁布袋除尘灰。
铁矿粉D按11.5%掺入炼铁布袋除尘灰，其成本价为889.6元/吨（989*0.885+125*0.115=889.6），相当于成本降低99元/吨。在当时铁矿粉D的年进货量为5万吨，采用该方法，就可以快速识别、及时阻止掺入除尘灰或硫酸渣等工业废料的作假手段，为钢厂减少损失490余万元。
除实施例1外，含有钾的氧化物、钠的氧化物、铅的氧化物、锌的氧化物、砷的氧化物中的一种或几种的其他工业废料是否被掺入铁矿粉，均可采用本发明的方法进行检测。
Claims (2)
1.一种快速识别铁矿粉中有害物质来源的检测方法，其特征在于：所述有害物质包括钾的氧化物、钠的氧化物、铅的氧化物、锌的氧化物、砷的氧化物中的一种或几种，具体包括以下步骤：
步骤一、对铁矿粉取样作为试样；
步骤二、将铁矿粉试样进行筛分，筛分出+100目和-100目两个粒级的样品，分别称出两个粒级样品的质量；
步骤三、将两个粒级的样品分别进行有害物质检测并计算各粒级样品中有害物质的质量含量；
步骤四、对两个粒级样品中有害物质的质量含量进行对比，当细粒级样品中至少一种有害物质的含量比粗粒级样品中该有害物质的含量超出至少一倍时，则判定该铁矿粉试样有非地质因素的有害杂料掺入。
2.根据权利要求1所述的一种快速识别铁矿粉中有害物质来源的检测方法，其特征在于：所述有害杂料包括冶金除尘灰或/和化工硫酸渣。
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