TCVN 14152:2024 về xác định hàm lượng sắt trong mẫu quặng tinh thiếc

Quặng thiếc là một trong những khoáng sản chiến lược, đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp như điện tử, sản xuất hợp kim và vật liệu chống ăn mòn. Tuy nhiên, khi quặng được tinh chế thành quặng tinh thiếc để sản xuất thiếc kim loại, việc kiểm soát các tạp chất, đặc biệt là sắt, trở thành yếu tố then chốt quyết định chất lượng và giá trị kinh tế của sản phẩm.

Sắt tồn tại trong quặng tinh thiếc dù ở mức thấp cũng có thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng. Về kỹ thuật, hàm lượng sắt cao làm giảm độ tinh khiết của thiếc thành phẩm, ảnh hưởng đến tính chất vật lý và hóa học, dẫn đến hiệu suất sản xuất thấp hơn và chất lượng sản phẩm không ổn định. Về kinh tế, sắt là tạp chất khó loại bỏ trong quá trình luyện kim, khiến chi phí xử lý tăng lên, thiết bị dễ bị ăn mòn hoặc hư hỏng, và có thể gây tổn thất lớn nếu sản phẩm không đạt tiêu chuẩn xuất khẩu.

Ngoài ra, hàm lượng sắt cao còn ảnh hưởng trực tiếp đến uy tín của doanh nghiệp và khả năng cạnh tranh trên thị trường quốc tế, nơi tiêu chuẩn chất lượng quặng và kim loại được kiểm soát chặt chẽ. Đặc biệt, trong bối cảnh ngành khai khoáng đang chịu nhiều áp lực về chất lượng quặng và tiêu chuẩn hóa sản phẩm, việc xây dựng các tiêu chuẩn phân tích chính xác trở nên vô cùng cần thiết.

Chính vì vậy, tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14152:2024 về xác định hàm lượng sắt trong quặng tinh thiếc với phương pháp chuẩn độ tạo phức xuất hiện như một giải pháp khoa học quan trọng, góp phần nâng cao độ tinh khiết và tính cạnh tranh của quặng thiếc Việt Nam. Phương pháp chuẩn độ tạo phức là một kỹ thuật hóa học được dùng để xác định hàm lượng ion kim loại trong dung dịch dựa trên khả năng tạo phức giữa ion kim loại và một chất tạo phức. 

Việc áp dụng tiêu chuẩn để xác định hàm lượng sắt trong quặng tinh thiếc theo tiêu chuẩn. Ảnh minh họa

Theo hướng dẫn của TCVN 14152:2024, phương pháp này chỉ áp dụng cho các mẫu quặng tinh thiếc có hàm lượng sắt tối thiểu 1% theo khối lượng, đồng thời giới hạn các tạp chất kim loại khác như đồng (Cu ≤ 0,5%), bismuth (Bi ≤ 1%) và chì, antimon (Pb, Sb < 4%). Điều này đảm bảo rằng tiêu chuẩn phù hợp cho các mẫu quặng tinh thiếc phổ biến trong công nghiệp, đồng thời tránh sai số phân tích khi có quá nhiều tạp chất khác trong mẫu.

Phương pháp chuẩn độ tạo phức được chọn là một trong những cách phân tích hóa học kinh điển nhưng rất hiệu quả. Trong TCVN, mẫu quặng sau khi được xử lý bằng hỗn hợp axit sẽ đưa sắt về trạng thái Fe³⁺ (là sắt đã mất 3 electron), sau đó chuẩn độ bằng dung dịch EDTA (EthyleneDiamineTetraAcetic acid – một hợp chất hóa học hữu cơ thường dùng làm tác nhân tạo phức) để xác định chính xác lượng sắt có trong mẫu. Nguyên tắc này giúp đảm bảo xác định sắt một cách đáng tin cậy và lặp lại được kết quả.

Một điểm quan trọng nữa trong tiêu chuẩn là yêu cầu nghiêm ngặt về hóa chất, thuốc thử và quy trình thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Ví dụ, chỉ được sử dụng các hóa chất cấp phân tích, trong khi nước dùng phải đạt tiêu chuẩn phù hợp để đảm bảo độ tinh khiết. Thiết bị cần thiết cũng được quy định rõ ràng: từ pipet, bình định mức cho đến cân phân tích với độ chính xác cao, nhằm tránh sai lệch trong quá trình phân tích.

Việc chuẩn bị mẫu cũng nằm trong quy định chặt chẽ: quặng được nghiền mịn, sấy khô đến khối lượng ổn định và cân ở điều kiện kiểm soát để đảm bảo tính đại diện. Trong quá trình phân tích, mẫu thử được phân hủy hoàn toàn, xử lý axit và oxy hóa để chuyển sắt thành dạng Fe³⁺, rồi điều chỉnh pH đến ngưỡng nhất định trước khi tiến hành chuẩn độ với EDTA.

TCVN 14152:2024 cũng hướng dẫn chi tiết về cách biểu thị kết quả: hàm lượng sắt được tính theo phần trăm khối lượng, dựa vào thể tích dung dịch EDTA tiêu tốn, và kết quả phải báo cáo trung bình sau hai phép thử song song để đảm bảo độ tin cậy.

Việc áp dụng tiêu chuẩn này mang lại nhiều lợi ích rõ ràng. Trước hết, nó cung cấp cho các nhà khai thác và tinh chế thiếc một công cụ phân tích chính xác để kiểm soát hàm lượng sắt, từ đó nâng cao chất lượng quặng tinh. Thứ hai, nó giúp các doanh nghiệp thiếc tuân thủ quy định về tiêu chuẩn hóa, đáp ứng yêu cầu thị trường nội địa và quốc tế. Cuối cùng, nó hỗ trợ phát triển bền vững ngành thiếc Việt Nam, góp phần tăng giá trị gia tăng từ quặng thô.

Tuy nhiên, để triển khai hiệu quả tiêu chuẩn này, các cơ sở khai khoáng và phân tích phải đầu tư trang thiết bị phòng thí nghiệm, đào tạo nhân lực cho nhân viên phân tích và tuân thủ nghiêm quy trình. Đây là thách thức không nhỏ, nhưng đổi lại là chất lượng sản phẩm cao hơn, khả năng cạnh tranh lớn hơn và uy tín trong ngành được củng cố.