تعیین میزان Fe و FeO

تعیین میزان Fe و FeO

آنالیز FeO (آهن دوظرفیتی) و آهن کل (Fe Total) از مهم‌ترین آزمون‌های شیمیایی در صنعت معدن و متالورژی به شمار می‌رود. این آنالیزها اطلاعات کلیدی درباره ترکیب شیمیایی، رفتار متالورژیکی و خواص فیزیکی نمونه‌های سنگ آهن، کنسانتره، گندله و سرباره فراهم می‌کنند.

FeO نشان‌دهنده مقدار آهن به صورت Fe²⁺ است که به شرایط اکسیداسیون-احیا بسیار حساس می‌باشد. این پارامتر اطلاعات ارزشمندی درباره تاریخچه تشکیل کانسار، شرایط حرارتی و محیط ژئوشیمیایی ارائه می‌دهد. در مقابل، آهن کل مجموع آهن دوظرفیتی و سه‌ظرفیتی (Fe²⁺ + Fe³⁺) را نشان می‌دهد و پایه محاسبات عیار واقعی، موازنه جرمی و ارزیابی اقتصادی کانسنگ‌هاست.

• روش‌های انجام آنالیز

- تعیین FeO: معمولاً با روش تیتراسیون اکسیداسیون-کاهش (مانند دی‌کرومات یا پرمنگنات پتاسیم) در محیط اسیدی و بدون اکسیژن انجام می‌شود. دقت بالا نیازمند سرعت عمل و جلوگیری از اکسیداسیون Fe²⁺ است.

- تعیین آهن کل: ابتدا تمام آهن به ⁺³ Fe تبدیل شده و سپس با روش‌های تیتراسیونی، اسپکتروفتومتری یا دستگاهی مانند XRF و ICP اندازه‌گیری می‌شود. تفاوت این دو مقدار امکان محاسبه دقیق Fe₂O₃ و تخمین نسبت مگنتیت به هماتیت را فراهم می‌کند.

• اهمیت در فرآوری مواد معدنی

مقدار FeO و آهن کل بر پارامترهای کلیدی مانند واکنش‌پذیری، دمای ذوب، ویسکوزیته سرباره، راندمان احیا و تلفات فلزی تأثیر مستقیم دارند. کنترل نسبت Fe²⁺/Fe³⁺ در فرآیندهایی نظیر فلوتاسیون، گندله‌سازی، پرعیارسازی و ذوب به بهینه‌سازی عملیات و افزایش بازدهی کمک می‌کند. همچنین، آهن کل مبنای تعیین عیار واقعی و انتخاب روش فرآوری مناسب است.

• ارتباط با خواص مغناطیسی و جدایش

حضور همزمان Fe⁺² و Fe⁺³ در مگنتیت باعث مغناطیسی قوی آن می‌شود، در حالی که هماتیت (با غالبیت Fe³⁺) مغناطیسی ضعیف‌تری دارد. این تفاوت در جدایش مغناطیسی نقش حیاتی ایفا می‌کند و نتایج آنالیز برای تنظیم شدت میدان، انتخاب جداکننده (کم‌ شدت برای مگنتیت، پرشدت برای هماتیت) و پیش‌بینی رفتار کنسانتره و باطله ضروری است.

علاوه بر این، تغییرات نسبت Fe²⁺/Fe³⁺ می‌تواند نشانه اکسیداسیون ثانویه یا دگرسانی کانسار باشد و در تفسیر داده‌های ژئوفیزیکی مغناطیسی کاربرد دارد.

در نتیجه آنالیز دقیق FeO و آهن کل فراتر از یک آزمون شیمیایی ساده است؛ این آنالیز ابزاری استراتژیک برای تصمیم‌گیری‌های فنی، اقتصادی و عملیاتی در کل زنجیره ارزش معدن تا فولاد محسوب می‌شود. انجام دقیق آن به بهبود کیفیت محصول، کاهش هزینه‌ها و افزایش راندمان واحدهای معدنی و متالورژیکی منجر خواهد شد.