Iron content in iron ore

Význam tématu

Železná ruda je klíčovou surovinou pro výrobu oceli a průmyslovou výrobu, přičemž celkový obsah železa v rudě významně ovlivňuje ekonomickou návratnost těžby. Rychlá a přesná kvantifikace Fe je proto nezbytná pro identifikaci nejziskovějších lokalit a optimalizaci výrobních procesů.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace ISO/TS 2597-4 je ukázat spolehlivou a standardizovanou metodu stanovení celkového železa v železných rudách pomocí potenciometrické titrace. Studie demonstruje postup od přípravy vzorku až po vyhodnocení výsledků na vzorcích s různým obsahem Fe.

Použitá instrumentace

• 905 Titrando – vysoce přesný laboratorní autotitrátor
• 804 Ti Stand a 802 Rod Stirrer – alternativní mechanické míchání vzorku
• 6.0451.100 – kombinovaná Pt kruhová elektroda pro redox titrace
• 6.1110.100 – Pt1000 snímač teploty (třída B)
• Topné zařízení – deska pro udržení teploty během rozkladu
• OMNIS / tiamo software – řízení a vyhodnocení měření

Použitá metodika

Vzorky železné rudy byly rozemlety na velikost částic <160 µm. Mletá ruda se rozkládala v koncentrované HCl při 80 °C po dobu 1 h, poté 10 min při 95 °C. Po vizuální kontrole změny barvy se Fe(III) redukovalo chloridem cínatým, následně se přidalo nadbytečné množství chloridu titanitého, který se zpětně oxidoval. Po ochlazení se doplnila voda, kyselina fosforečná a kyselina sírová a vzorek se titroval standardizovaným roztokem dichromananu draselného až do bodu ekvivalence určeného na Pt elektrodes. Každé měření bylo opakováno čtyřikrát pro stanovení opakovatelnosti.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda poskytla dobře definované titrační křivky a nízké relativní odchylky (SD(rel)):

• Vzorek 1: 65,11 % Fe (0,21 %)
• Vzorek 2: 54,25 % Fe (0,27 %)
• Vzorek 3: 62,81 % Fe (0,41 %)
• Vzorek 4: 66,78 % Fe (0,32 %)
• Vzorek 5: 66,18 % Fe (0,45 %)

Výsledky potvrzují vysokou přesnost i robustnost postupu při různém složení rud.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlé a nákladově efektivní rozhodování o ekonomické výtěžnosti ložiska. Díky automatizaci je vhodná pro rutinní provozy v těžebních společnostech i kontrolní laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

Můžeme očekávat další integraci inline měření během těžebního procesu, rozšíření chemometrické analýzy pro akceleraci výsledků a využití cloudových platforem pro centrální sběr dat. Dále se otevírá prostor pro miniaturizaci a mobilní analýzy přímo v terénu.

Závěr

Potenciometrická titrace dle ISO/TS 2597-4 na autotitrátoru Metrohm nabízí spolehlivé, rychlé a finančně nenáročné stanovení celkového železa v rudách. Metoda je snadno automatizovatelná a vhodná k rutinnímu využití při hodnocení ekonomické hodnoty ložisek.

Reference

• ISO/TS 2597-4:2007 Determination of Total Iron in Iron Ores
• Metrohm AG, Application Note AN-T-188 „Iron content in iron ore“