La composition chimique du concentré de cuivre est principalement constituée de cuivre, de fer, de soufre, de silicium et d'autres éléments, ainsi que d'impuretés telles que l'arsenic, le mercure, le plomb, le fluor et l'aluminium. La teneur en soufre du concentré de cuivre varie généralement de 10 % à 40 %. Lors de la fusion du cuivre, le soufre contenu dans le concentré réagit pour produire du dioxyde de soufre, lequel est ensuite utilisé pour générer de l'acide sulfurique industriel par traitement des gaz de combustion. Par conséquent, la détermination rapide et précise de la teneur en soufre du concentré de cuivre pendant la fusion permet d'optimiser la production et fournit des données essentielles pour le bon déroulement du procédé, la préservation des ressources, la protection de l'environnement et l'amélioration des taux de récupération du concentré de cuivre.
La teneur en soufre est un indicateur technique du concentré de cuivre. Actuellement, parmi les méthodes d'analyse chimique du concentré de cuivre, la gravimétrie et le titrage par combustion sont des méthodes classiques pour la détermination de la teneur en soufre, mais elles présentent des inconvénients tels qu'un processus d'analyse complexe et un temps d'analyse long. De plus, les méthodes de détermination de la teneur en soufre dans le minerai comprennent la spectrométrie de fluorescence X (XFS), la spectrométrie d'émission atomique à plasma inductif (ICP-AES) et l'analyse par absorption du carbone et du soufre par infrarouge à haute fréquence (HFIRC). La XFS exige une matrice, une morphologie et une composition de l'échantillon très précises, et l'établissement d'une courbe d'étalonnage est difficile. L'ICP-AES nécessite un prétraitement de l'échantillon, l'élimination des interférences de la matrice et d'autres étapes, ce qui complexifie le processus. L'analyseur HFIRCC utilise un prélèvement direct d'échantillon solide, décompose l'échantillon par combustion à haute température et détecte la teneur spécifique en soufre par absorption infrarouge. Cette méthode se caractérise par sa simplicité d'utilisation, sa précision, sa rapidité et sa haute sensibilité, et est largement utilisée pour la détermination de la teneur en soufre dans divers produits minéraux.
Section expérimentale
1. Appareillage et réactifs
Les instruments utilisés dans l'expérience comprennent : un analyseur de carbone-soufre infrarouge à haute fréquence (équipé d'une cellule de détection de soufre élevé et d'une cellule de détection de soufre faible), une balance analytique (0,1 mg) et un creuset dédié au carbone-soufre.
Les réactifs utilisés dans l'expérience comprennent : de l'oxygène (pureté 99,9 %), du fer pur (taille des particules < 1,25 mm, teneur en C < 0,0005 %, teneur en S < 0,0005 %) et du flux de tungstène (taille des particules 0,42 mm (40 mesh), teneur en C < 0,0005 %, teneur en S < 0,0005 %) 000 5 % ).
2. Méthodes expérimentales
Après traitement, l'échantillon est séché à 105℃ puis scellé.
Prélevez un échantillon standard de concentré de cuivre et pesez-le entre 0,050 et 0 g. Placez 0,70 g de cet échantillon dans le creuset, notez précisément sa masse, puis recouvrez uniformément sa surface avec environ 0,4 g de poudre de fer. Ajoutez ensuite 1,5 à 2 g de fondant de tungstène. Placez le creuset dans un analyseur de carbone et de soufre infrarouge haute fréquence, sélectionnez le canal d'analyse approprié et procédez à la mesure. Étalonnez l'appareil à l'aide des valeurs mesurées sur les échantillons standards et des valeurs de référence. Une fois les valeurs mesurées conformes aux exigences d'incertitude, répétez l'opération pour l'échantillon.
| Paramètres | Temps d'analyse (s) | Analyse du débit/L·min- 1 | Débit d'oxygène insufflé | Analyse de la pression (MPa) | Pression totale d'oxygène/MPA |
| Valeur | 40 | 3.5 | 2 | 0,08 | 0,18 |
Paramètres de fonctionnement de l'instrument
Le fer pur est un excellent fondant. La chaleur dégagée par la combustion complète d'1 g de fer pur peut élever la température du laitier à 5505 °C. De plus, l'ajout de poudre de fer renforce la capacité d'induction électromagnétique de l'échantillon, facilitant ainsi la combustion par induction à haute fréquence. La quantité de poudre de fer ajoutée étant 6 à 10 fois supérieure à la masse de l'échantillon, l'effet de matrice de la plupart des échantillons est uniformisé par le fer, éliminant ainsi l'influence des différentes matrices d'échantillons sur les résultats de mesure.
Pour étudier l'influence de la quantité de fer pur ajoutée, un concentré de cuivre standard a été utilisé. La quantité de flux de tungstène ajoutée a été fixée à 1,7 g, et la masse de l'échantillon à 0,07 g. Différentes masses de flux de fer pur ont été ajoutées au cours de l'expérience, et l'évolution de la teneur en soufre de l'échantillon a été observée.
