T-CSHB 0006-2024 环保型铁精粉质量控制规范

1T/CSHBQualitycontrolspecificationforriserwasteheatreco河北省版权协会发布2前言 3 42规范性引用文件 43术语和定义 54质量标准与检测 54.1检验前准备事项 74.2灼烧减量的测定 74.3铁矿石全铁含量的测定 74.4铁矿石钙含量的测定 74.5铁矿石镁含量的测定 84.6铁矿石钠含量的测定 94.7铁矿石钾含量的测定 5质量控制方法 5.1生产工艺方面 5.2设备选择 5.3提高自动化生产工艺水平 3前言本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由河北省版权协会提出并归口。本文件起草单位：唐山鸿德海升矿产品有限责任公司、唐山市永和冶金设备制造有限公司、遵化市晓波铁选厂、迁安市丰淼工贸有限公司、华北理工大学、河北省版权协会、华科企元（北京）标准化技术发展有限公司、首科财税（河北）企业管理服务有限公司、首科（河北）企业管理咨询有限公司、唐山中关村信息谷科技服务有限责任公司、中德信息技术（天津）有限公司.本文件主要起草人：傅秋生、张晓波、王金海、冯超、李刚、刘天晓、杨玉亭、张佳旺、刘胜强、李茹、解峰、刘伟、王海玲、刘胜振、安志军。4本文件规定了环保型铁精粉质量控制检测的要求，描述了对应的检测方法。本文件适用于环保型铁精粉质量控制检测，其他类型铁精粉质量检测可参照使用。下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T6379.1-2004测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第1部分：总则与定义GB/T6379.2-2004测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第2部分：确定标准测量方法的重复性和再现性的基本方法GB/T6682-2008分析实验室用水规格和试验方法GB/T6730.1-2016铁矿石化学分析方法分析用预干燥试样的制备GB/T6730.8-2016铁矿石亚铁含量的测定重铬酸钾滴定法GB/T6730.9-2016铁矿石硅含量的测定硫酸亚铁铵还原-硅钼蓝分光光度法GB/T6730.12-2016铁矿石铝含量的测定铬天青S分光光度法GB/T6730.14-2017铁矿石钙含量的测定火焰原子吸收光谱法GB/T6730.17-2014铁矿石硫含量的测定燃烧碘量法GB/T6730.18-2006铁矿石磷含量的测定钼蓝分光光度法GB/T6730.22-2016铁矿石钛含量的测定二安替吡啉甲烷分光光度法GB/T6730.49-2017铁矿石钾含量的测定火焰原子吸收光谱法GB/T6730.65-2009铁矿石全铁含量的测定三氯化钛还原重铬酸钾滴定法（常规方法）GB/T6730.68-2009铁矿石灼烧减量的测定重量法标准GB/T6730.74-2017铁矿石镁含量的测定火焰原子吸收光谱法GB/T6730.75-2017铁矿石钠含量的测定火焰原子吸收光谱法GB/T7729-2021冶金产品化学分析分光光度法通则GB/T8170-2008数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T10322.1-2014铁矿石取样和制样方法GB/T12806-2011实验室玻璃仪器单标线容量瓶GB/T12807-2021实验室玻璃仪器分度吸量管GB/T12808-2015单标线吸量管实验室玻璃仪器GB/T20565-2022铁矿石和直接还原铁术语53.1以下部分在整体中占比不少于70%。3.2铁精粉质量控制：使铁精粉试样中灼烧减量、全铁含量、钙含量、镁含量等重要成分在合格范围内。3.3无水碳酸钠：俗名苏打、石碱、纯碱，化学式为Na2CO3，通常情况下为白色粉末。易溶于水，微溶于无水乙醇，不溶于丙醇，其水溶液呈碱性。为强电解质，具有盐的通性和热稳定性。要求等级为分析纯。3.4盐酸：氯化氢（HCl）的水溶液，为无色透明的液体，有强烈的刺鼻气味，具有较高的腐蚀性。要求等级为分析纯。3.5硝酸：是一种具有强氧化性、腐蚀性的一元无机强酸，是六大无机强酸之一，化学式为HNO3，分子量为63.01，其水溶液俗称硝镪水或氨氮水。要求等级为分析纯。3.6氟化钠：一种无机化合物，化学式为NaF，要求等级为分析纯。3.7重铬酸钾：一种无机化合物，化学式为K2Cr2O7，室温下为橘红色结晶性粉末，溶于水，不溶于乙醇。要求等级为分析纯。3.8二苯胺磺酸钠：一种有机化合物，分子式为C12H10NSO3Na。无色或白色小结晶性粉末，钠盐为白色结晶性粉末。溶于水和热乙醇。露置空气中变色。要求等级为分析纯。3.9底液：底液是用于分析或校准的溶液，通常用于铁矿石分析中的空白校正。首先称取5g高纯铁（纯度>99.98%，其中镁质量分数小于0.0002%），溶解在30ml盐酸中，逐滴加入硝酸进行氧化，加热蒸发至稠浆状，加入20ml盐酸使之溶解，用三级蒸馏水稀释至200ml。在水中溶解17g碳酸钠，小心加入到铁基溶液中，并加热挥发二氧化碳，冷却。将混和溶液移入1000ml容量瓶中，用三级蒸馏水稀释至刻度，混匀。表4-1铁精粉的质量标准6铁精矿类型磁性矿为主的磁铁精矿赤铁矿为主的赤铁精矿攀西式钒钛磁铁精矿金属铁精矿品级代号C67C65C63C60H65H62H59H55P51B57TFe不小于，%676563606562595551.557TFe允许波动范围+1.0~-0.5%+1.0~-0.5%±0.5%±0.5%+1.5~-1.0%+1.5~-1.0%±±杂质不大于，%SiO23457868S0.1~0.190.1~0.19<0.6<0.50.2~0.40.2~0.4P0.05~0.090.08~0..19<0.30.10~0.300.20~0.40Cu0.10~0.200.10~0.20Pb0.100.10Zn0.10~0.200.10~0.200.080.08As0.04~0.070.04~0.07TiO2<13FeK2O+Na2O0.250.25<2.574.1检验前准备事项分析用样品粒度一般应小于100μm。如试样有明显的烧损(大于2.0%)时，其粒度应小于160μm。将实验室样品充分混合，采用份样缩分法取样。试样应在温度能够控制在105℃±2℃的烘箱中进行干燥处理，干燥处理后应注意密封保存，防止吸湿，并且对同一预干燥试样，至少独立测定两次，这是确保数据准确性的重要步骤。4.2灼烧减量的测定称取约1.00g预干燥试样，精确至0.0002g。而后将其置于已恒量的铂坩埚（容量15ml〜25ml）中，放入高混炉（最高使用温度不小于1100℃,并且能自动控温）内，从室温升温至1000℃±25℃灼烧1h，然后取出置于干燥器中，冷至室温，迅速称量。如此反复操作（每次灼烧10min，且保证一致的冷却时间直至两个连续的质量差不超过0.0003g为止。如果重复灼烧后试料的质量变化趋势逆转，那么将变化前的质量作为最终质量结果计算。4.3铁矿石全铁含量的测定用一个非磁性勺称取0.20g预干燥试样，精确至0.0001g。空白试验及验证试验随同试料作空白试验，并用同类标准物质（标准样品）进行验证试验。将试料置于500ml的锥形瓶中，用少量水润湿，加15ml氟化钠溶液，20ml盐酸，高温加热至试料溶解。溶解过程中不断滴加氯化亚锡溶液和补加盐酸，保持试液呈微黄色，浓缩体积至约20ml，将其取下冷却至室温。（如果氯化亚锡溶液滴加过量，底液呈现无色状态，可滴加高锰酸钾溶液至溶液呈微黄色，再继续加水和钨酸钠溶液）加约100ml水，1ml钨酸钠溶液，在不断摇动下滴加三氯化钛溶液至试液呈蓝色。滴加重铬酸钾溶液至蓝色消失，或稍等至空气中的氧氧化至蓝色消失，立即加入10ml硫酸-磷酸混合酸，加5滴二苯胺磺酸钠指示剂溶液，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定至试液由绿色至蓝绿色到最后一滴变为紫红色时为终点。按下式计算全铁的质量分数（%）：式中：c——重铬酸钾标准滴定溶液浓度，单位为摩尔每升（mol/L）；0V——滴定试料溶液消耗重铬酸钾标准滴定溶液体积，单位为毫升（ml）；V0——滴定空白试验溶液消耗重铬酸钾标准滴定溶液体积，单位为毫升（mlm——试料的质量，单位为克（g）；55.85——铁的摩尔质量，单位为克每摩尔（g/mol）。4.4铁矿石钙含量的测定称取约0.20g预干燥试样。随同试样做空白试验，所用试剂须取自同一试剂瓶。空白试验的操作，须先加入一定量的高纯铁或铁溶液，使其含铁量与所取试样相近。在操作之前，应以盐酸清洗所用器皿。钙的空白总量不应太高，以低于相当测定范围的下限为宜。操作中应时刻注意器皿、环境的洁净，严防空白值增大，必要时可增加空自试验的个数。验证试验随同材料分析同类型标准样品。将0.20g预干燥试样置于200ml的烧杯中，以少许水润湿摇散，加15ml盐酸，覆以表面皿。在近沸或微沸下加热溶解，并以玻璃棒搅起附着于杯底的残渣。至溶解作用停止后，此时，杯底的黑红色颗粒应全部或基本消失，加2ml硝酸，缓缓蒸发至近干，继续于105℃左右加热至近干。冷却后，加10ml盐酸。8浸渍片刻，以玻璃棒搅起附着于杯底的残渣，在70℃~90℃温热1min～2min（勿取下表面皿），使可溶盐类全部溶解，然后加20ml热水，热至微沸，立即取下，以中速滤纸加适量纸浆过滤于300ml的烧杯中，滤前以热盐酸(4.4)及热水先后预洗两次，并弃去洗液，洗净烧杯，随后以擦棒及热水擦除杯内残渣并洗净烧杯，继续以热盐酸洗残渣及滤纸两次，每次须控制洗液量约为10ml，再以热水洗3次～4次，滤液在70℃~80℃浓缩至体积约50ml，作为主液保存。将残渣及滤纸置于已恒量的铂坩埚（容量15ml〜25ml）中，灰化，在约700℃灼烧10min~15min，冷却后，以水润湿，滴加4滴硫酸，加5ml氢氟酸，缓缓加热，直至白烟冒尽。然后于约700℃灼烧2min～3min，冷却，加1.0g无水碳酸钠，放入高混炉中于约1000℃下进行熔融，并不时转动坩埚，至残渣熔融完全。待熔融物冷却后，以水将坩埚外部充分洗净，置于主液中，温热下浸取熔融物，以尽可能少的水洗出坩埚，此时，溶液应呈清亮状态。移入100ml容量瓶中，冷至室温，加5.0ml氯化锶溶液，以水稀释至刻度，混匀。表4-2试液分取量表钙的含量范围/%分取体积/ml相当试样质量/g盐酸加入量/ml氯化锶加入量/ml0.03～0.18不分取0.200000>0.18～0.3550.000.10004.002.50>0.35～0.7025.000.05006.003.75>0.70～1.5020.000.04006.404.00按表4-2移取试液于另一个100ml容量瓶中，并补加相应盐酸和氯化锶溶液，以水定容混匀，即为待测试样溶液。移取0ml，1.00ml，3.00ml，5.00ml，7.00ml，9.00ml钙标准溶液，分别置于一组100ml容量瓶中，加8.0ml盐酸，然后据表4-2所移取的试液量，加入与待测试样溶液中的铁及钠量相近的铁溶液及钠溶液，然后加入5.0ml氯化锶溶液，以水定容混匀。（如试样含钛、硫酸钡等组分较高，浸取熔融物后溶液浑浊，可用慢速滤纸加纸浆过滤，温水洗3次的方式除去混浊物，必要时可再次过滤，直至溶液清亮。如滤液体积增大，可适当温热浓缩之。空白试验也同样处理。）仪器使用应注意开关气体的顺序以及乙炔流量和压力的稳定性。使用前仔细阅读仪器使用说明在火焰原子吸收光谱仪上，设置波长422.7nm，通入空气-乙炔火焰，用水调零。用校准曲线中浓度最大的溶液进行喷测，调节火焰状态和燃烧器位置，以达到最大吸光度。之后按仪器操作规程要求、浓度由低到高，喷入校准曲线系列溶液，空白试验溶液及待测溶液。每一溶液喷测前均以水调零，至少重复喷测两次，记录测量出的钙的浓度值。4.5铁矿石镁含量的测定称取约0.20g预干燥试样。随同试料分析做空白试验，所用试剂需取自同一试剂瓶，分析步骤与试料分析相同；一批分析多个试料时，可使用一个空白值。验证试验随同试料分析同类型有证标准样品，分析步骤与试料分析相同；多试料分析可使用一个有证标准样品做验证试验。将0.20g预干燥试样置于250ml烧杯中，用少量水湿润摇散，加入20ml盐酸，盖上表面皿缓慢加热，在近沸或微沸下使样品溶解。当溶解过程基本停止，杯底残渣全部或基本消失，加入2ml硝酸，在电热板上缓缓加热蒸至近干，继续在105℃~110℃左右热至干涸。加入5ml盐酸，盖上表面皿，加热溶解盐类。然后加入30ml水，搅拌以避免钛盐水解，加热煮沸。以水洗涤表面皿和烧杯壁，用中速滤纸加适量纸浆过滤，滤液收集于250ml的烧杯中。用带橡皮头的玻璃棒或者湿润的滤纸擦试烧杯，将粘附在烧杯壁上的颗粒物洗到滤9纸上，用稀盐酸洗涤3次，再用热水洗至滤纸上无三价铁离子的黄色为止。将滤纸和沉淀物移入已恒量的铂坩埚（容量15ml〜25ml）中，蒸发滤液至约80ml左右，保留滤液。将装有滤纸和沉淀物残渣的铂坩埚置于高温炉（最高使用温度不小于1100℃,并且能自动控温）中，以低温500℃~800℃灼烧10min～15min，取出冷却。用水湿润，加入3滴~4滴硫酸和10ml氢氯酸，在电热板上缓慢加热蒸发除硅，直至白烟冒尽，除去过量的硫酸；然后在大约700℃灼烧残渣2min～3min，冷却。向坩埚残渣中加入1.0g无水碳酸钠，盖上坩埚盖，在高温炉中约1000℃左右熔融15min，直至残渣熔融完全。（如果加入1.0g无水碳酸钠，试料熔融有困难，可加2.0g碳酸钠。这种情况下，在底液中碳酸钠的量和盐酸的体积都应加倍）将装有冷却的熔融物的铂坩埚外部冲洗干净，置入保留的滤液中，加热浸取熔融物，以少量的水洗出坩埚和盖。将溶液转入200ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液为试样测试溶液。按表4-3分取适量的测试溶液放于100ml，容量瓶中，加入10ml氯化镧，按表4-3加入一定量的底液和盐酸，用水稀释至刻度，混匀。此溶液为最终测试溶液。表4-3测试溶液分取量表镁含量范围/%分取试液量/ml相当试样量/g底液加入量/ml盐酸加入量/ml0.03～0.1300.0752020.1～0.50200.052520.50～1.2550.01253031.25～3.502.50.00625303用移液管分取0ml、2.00ml、4.00ml、8.00ml、12.00ml、16.00ml、20.00ml镁标准溶液B于7个100ml容量瓶中，分别加入3ml盐酸、30ml底液和10ml氯化镧或氯化锶溶液，用水稀释至刻度摇匀。此校准溶液镁的含量范围为0μg/ml～3.00μg/ml。镁含量的测定范围可以随着仪器不同而变化。对于灵敏度较高的仪器，少量的标准溶液或更稀释的标准溶液可能更好。按要求和操作将原子吸收光谱仪调节至最佳工作状态，以空气-乙炔火焰，于波长285.2nm处，用水调零点。按照浓度递增的顺序，依次测定校准曲线系列溶液和最终测试溶液的吸光度。至少进行2次重复测定，取平均值。以镁的净吸光度值为纵坐标，以镁浓度为横坐标绘制校准曲线，求得试样测试溶液中镁的浓度。4.6铁矿石钠含量的测定称取约0.20g预干燥试样。随同试料做空白试验，所用试剂需取自同一试剂瓶，随同试料分析同类型标准样品做验证试验。将0.20g预干燥试样置于100ml聚四氟乙烯烧杯中，少许水润湿，然后加入10ml盐酸和10ml氢氟酸。加入一个磁性搅拌棒，盖上盖子。调整磁力搅拌电热板的温度使水温保持在98℃左右。加热并不断搅拌45min或直至试样不再溶解。移去盖子，停止搅拌，将搅拌棒留在溶液中，加热蒸发至干。加入5ml盐酸，再次蒸干。加5ml盐酸和40ml水溶解盐类，转移至100ml塑料容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。如有明显不溶残渣，可能会影响到分析结果时，将其转移至聚四氟乙烯消解罐中在160℃消解45min或将残渣过滤，洗涤，灼烧，加0.3g混合熔剂，于950℃熔融15min，用5ml盐酸浸取，合并于滤液中，冷却后移入100ml塑料容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。当钠浓度较高，则需要稀释试液。按表4-4分取试液到100ml塑料容量瓶中，并补加底液，用水稀释至刻度，混匀。表4-4试液的分取钠含量（质量分数）/%分取量/ml补加底液量/ml0.0025～0.030-->0.03～0.1030.07>0.10～0.309>0.30～0.505.09.5用移液管分别移取0ml、2.00ml、5.00ml、10.00ml、15.00ml钠标准溶液至一组100ml塑料容量瓶中。向每个容量瓶中移取10ml底液，用水稀释至刻度，混匀。此校准溶液钠的含量范围为0μg/ml～1.5g/ml。喷入最高浓度的钠校准溶液，调节气体流量和燃烧头，以得到最大吸光度，然后用水调零，按要求优化仪器工作状态。按照浓度递增的顺序，依次吸入空白试液、系列校准溶液和试液，于589.0nm处测定吸光度。每个样品至少重复测定2次，取平均值。以系列校准溶液中钠的浓度为横坐标，以钠校准溶液的吸光度值扣除零含量钠校准溶液的吸光度值得到的净吸光度值为纵坐标，绘制校准曲线。根据试液的吸光度值扣除空白试液的吸光度值得到的净吸光度值，在校准曲线上计算相应试液中钠的含量。4.7铁矿石钾含量的测定称取约0.20g预干燥试样。随同试料做空白试验，所用试剂需取自同一试剂瓶，随同试料分析同类型标准样品做验证试验。将0.20g预干燥试样置于聚四氟乙烯烧杯中，加少量水湿润，加10ml盐酸10ml氢氟酸，低温缓慢加热溶解，继续加热蒸发至近干，再加入5ml盐酸加热蒸干取下。加入5ml盐酸、40ml水，缓慢加热至盐类溶解，冷却，移入100ml塑料容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。如有明显不溶残渣，并影响分析结果时，将其转移至聚四氟乙烯消解罐中在160℃消解45min。或将残渣过滤，洗涤，灼烧，加0.3g混合熔剂，于950℃熔融15min，用5ml盐酸浸取，合并于滤液中，冷却后移入100ml塑料容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。当钾浓度较高，则需要稀释试液。按表分取试液到100ml塑料容量瓶中、并补加底液，用水稀释至刻度，混匀。表4-5试液的分取钾含量（质量分数）/%分取量/ml补加底液量/ml0.0025～0.064-->0.064～0.2625.07.5>0.26～0.649.0>0.645.09.5用移液管分别移取0ml、1.00ml、2.00ml、4.00ml、6.00ml、8.00ml钾标准溶液至一组100ml塑料容量瓶中。向每个容量瓶中移取10ml底液，用水稀释至刻度，混匀。此校准溶液钾的含量范围为0ug/ml～3.2μg/ml。按照仪器操作说明书，固定适用燃烧器，空心阴极灯预热10min后，点燃火焰，设定钾波长766.5nm，喷入最高浓度的钾校准溶液，调节气体流量和燃烧头，以得到最大吸光度，然后用水调零，按以下要求优化仪器工作状态。【1.最低灵敏度：最高浓度校准溶液的吸光度不应小于0.25。2.校准曲线的线性：用同样方法测定时，校准曲线顶部20%浓度范围的斜率值（表示为吸光度的变化）与底部20%浓度范围的斜率值（表示为吸光度的变化）之比不应小于0.7。3.最低精密度：用最高浓度的校准溶液，测量10次吸光度，计算得到的标准偏差应不大于其吸光度平均值的1.5%。用零校准溶液，测量10次吸光度，计算得到的标准偏差应不大于最高浓度校准溶液吸光度平均值的0.5%。】按照浓度递增的顺序，依次吸入空白试液、系列校准溶液和试液，于766.5nm处测定吸光度。每个样品至少重复测定2次，取平均值。以系列校准溶液中钾的浓度为横坐标，以钾校准溶液的吸光度值扣除零含量钾校准溶液的吸光度值得到的净吸光度值为纵坐标，绘制校准曲线。根据试液的吸光度值扣除空白试液的吸光度值得到的净吸光度值，在校准曲线上计算相应试液中钾的含量。5.1生产工艺方面5.1.1选矿工艺由矿脉矿物的种类、浸染粒度和其与铁矿石的伴生关系来确定选矿的工艺和方法，现如今常用的提纯方法有浮选、磁选、摇床重选，特别地，磁—浮联合和磁—重联合的选矿工艺流程因其高效性和稳定性而被广泛采用。相比之下，单一的浮选或磁选工艺因其局限性而较少使用。单一磁选流程适用于天然优质磁铁矿石的选别，虽然其流程简单、成本较低、较为环保，并且是超级铁精矿工艺优先选用的流程，但由于该方法对原料的要求很高，只有极少的优质磁铁矿才能达到要求，所以应用不多。目前，磁—反浮流程是制取超级铁精粉最多的选别工艺流程，多用于杂质以铝硅酸盐为主的磁铁精矿选别，该流程目前工艺已成熟、流程简单、适应性强，对产品质量的稳定很有保证。磁—重联合流程适用于以石英型杂质为主，且铁矿物嵌布粒度较粗的优质镜铁矿选别。矿样铁矿物主要为赤铁矿，脉石矿物主要为石英和长石，其次是绿泥石和绢云母，绿泥石是影响磁选精矿品位提高的因素之一。5.1.2磨矿分级工艺磨矿分级工艺是选矿厂的主要环节之一，选择合适的工艺流程可以提高设备效率、节省能耗。通常磨矿分级工艺流程有“预先及检查分级闭路流程”和“检查分级开路流程”两种，根据原矿中含有的合格粒级所占比例进行选择，如果所占比例达到一定高度则选择，预先及检查分级闭路流程，否则选择“检查分级开路流程”。若不合理的选择流程，可能会造成物料循环量大或过磨现象，均会造成能耗增加，设备增大等问题。原矿在入磨前用对辊破碎机细碎至-5mm，适当粗磨，即一次磨矿至-0.074mm占整体比例56.5%，即可选出合格精矿，且铁的回收率最高。5.1.3脱水工艺脱水工艺是选矿厂必须的组成部分，直接关系到选矿厂的顺畅运行及产品稳定。超级铁精粉选矿厂的产品通常有