一种热态金属化球团的处理方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种热态金属化球团的处理方法与系统。本发明专利技术首先公开了一种热态金属化球团的处理方法，将热态金属化球团进行水淬，得到金属化球团和显热水淬溶液；将金属化球团破碎，利用含银废液和显热水淬溶液作为磨矿介质进行磨矿，在磨矿过程中完成置换反应生成金属银；然后经固液分离、磁选、重选、沉淀和煅烧等回收铁产品、金属银和氧化铁红。本发明专利技术还公开了一种热态金属化球团的处理系统，包括：热态金属化球团水淬装置、破碎装置、粉磨装置、固液分离装置、磁选分离装置、重选分离装置、沉淀分离装置和煅烧装置。本发明专利技术热态金属化球团的处理方法与系统，能够实现热态金属化球团、含银废液的综合利用，产出高品质铁产品、氧化铁红和金属银。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热态金属化球团的处理方法，还涉及一种热态金属化球团的处理系统，属于冶金

技术介绍
金属化球团一般是指含铁物料球团经直接还原后得到的焙烧产品，其中铁主要以金属铁或铁合金(铁合金中铁以金属铁形式存在)的形式存在，因此其金属化率一般可达60％～95％。目前金属化球团多采用两种方式进行处理，一种方式为热态金属化球团直接送入熔炼炉中，经熔化分离后得到熔分铁/铁合金和熔分渣；另外一种方式为金属化球团先经水淬、破碎，再经磨矿、磁选分离后，得到金属铁/铁合金颗粒和尾矿。其中，采用熔化分离方式时，能耗较高，但可以得到高品位熔分铁/铁合金；采用磨矿、磁选方式处理时，热态金属化球团需先经过冷却后，再进行磨矿、磁选，虽然成本较低，但因要求的磨矿粒度细，因此磨矿过程的能耗和水耗在生产成本中占有较大的比重，且热态金属化球团的显热未得到利用，造成了热量的浪费。含银废液主要源自照相馆和医院放射科、电影洗印厂、工业探伤、计算机照排制版(菲林输出)等的定影液，这些废液中银的含量不等。制版的废定影液含量通常在20克/升左右，其他废液含银量一般在5克/升左右。从这些废液中提银有多种方法，如电解法、离子交换法、气浮法、还原糖法、保险粉法等，但上述方法不同程度的存在成本高等问题。中国专利申请公布号CN103956487A公开了一种利用转底炉金属化球团制备磷酸铁锂的方法，将金属化球团进行破碎、粉磨、磁选、研磨和二次磁选等多重工序处理，再将铁基合金加以利用，工艺流程较长；而且该专利技术采用金属化球团—粉磨—湿式磁选—混料—干燥—烧结工艺，物料先后经过高温—低温—高温以及干法—湿法—干法处理，能耗较高，因而成本偏高；所得到的磷酸铁锂还可能因铁基合金带入的杂质而影响其产品品质。中国专利申请公布号CN101200320A公开了一种用于处理废水的高含碳金属化球团及制备方法，以含碳物料和含铁原料为原料制备高含碳金属化球团，该方法仅适用于处理电解法滤料，且需在酸性电解质水溶液中，以碳、铁为阴阳极，采用Fe2+和碳的还原作用实现重金属及有机污染物的还原回收，因此其处理效果和生产成本均不理想，且不能实现有价元素的回收，故经济效益较差。置换法从废定影液中回收银的研究表明，采用置换法从质量浓度为3.2g/L的废定影液中回收银，最佳条件为：pH值控制在5.5左右，温度40℃，搅拌速度1440r/min，搅拌时间30min，可使银的置换率达到95％以上，回收每升废定影液中的银耗铁量3.8g，生产1kg银的直接成本为58.6元，生产成本较高。因此，亟待开发一种新的热态金属化球团的处理方法与系统，能将热态金属化球团显热的利用，并实现热态金属化球团与含银废液的综合利用，降低金属化球团及含银废液的处理成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是提供一种热态金属化球团的处理方法，该方法能够产出高品质铁产品、氧化铁红和金属银，实现热态金属化球团、含银废液的综合利用；本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供一种热态金属化球团的处理系统。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：本专利技术首先公开了一种热态金属化球团的处理方法，包括以下步骤：(1)将热态金属化球团进行水淬，得到金属化球团和显热水淬溶液；(2)将金属化球团破碎，加入含银废液和显热水淬溶液作为磨矿介质进行磨矿，得到粉磨料浆；(3)将粉磨料浆进行固液分离，得到固体混合物和滤液；(4)将固体混合物进行磁选，得到金属铁/铁合金颗粒和一次尾矿；(5)将一次尾矿进行重选，得到金属银和二次尾矿；(6)向步骤(3)的滤液中加入生石灰进行沉淀反应，经沉淀分离后得到氢氧化亚铁；(7)将氢氧化亚铁进行煅烧，得到氧化铁红。其中，步骤(1)所述热态金属化球团为含铁物料球团经直接还原后得到的热态焙烧产物，其温度为800-1000℃；优选的，按照质量分数计，所述热态金属化球团的金属化率为60％-95％，更优选为80％-95％，且金属化球团中铁主要以金属铁颗粒或铁合金颗粒形式存在。步骤(1)所述显热水淬溶液的温度为80-100℃。步骤(2)所述含银废液的银离子浓度≥50mg/L；其中，所述含银废液包括照相馆、医院放射科、电影洗印厂、工业探伤或计算机照排制版(菲林输出)的定影液中的任意一种或多种；步骤(2)所述金属化球团与含银废液的比例为，控制金属化球团中金属铁与含银废液中银离子的摩尔比≥10：1，优选为10-1000：1。步骤(2)所述磨矿介质的温度为50-70℃。步骤(2)所述破碎后的物料的粒度≤1-3mm；所述粉磨料浆中细度≤0.074mm的颗粒占70％以上；所述粉磨料浆中银离子的浓度＜0.5mg/L。本专利技术使热态金属化球团的显热得到利用，通过将热态金属化球团进行水淬，得到金属化球团和显热水淬溶液，然后利用含银废液与显热水淬溶液作为磨矿介质进行磨矿。在磨矿过程中，含银废液与金属铁/铁合金颗粒发生置换反应，生成金属银。磨矿过程不仅可实现金属铁/铁合金颗粒与杂质的分离，还能促进金属铁/铁合金颗粒与银离子的接触，无需搅拌等辅助措施，即可发生置换反应；同时随着置换反应的进行，金属铁/铁合金颗粒的可磨性变好，有利于改善磨矿效率，而且会使得铁合金颗粒中铁的含量逐渐降低，从而得到品位更高的合金产品。生石灰的加入不仅可以为沉淀反应提供氢氧根离子生成氢氧化亚铁沉淀物，再经煅烧得到氧化铁红，还可降低滤液中的水含量，降低后续沉淀、煅烧工序的能耗。经处理后含银废液的银离子的排放浓度能够达到环保要求。本专利技术通过大量实验发现，含银废液中银离子浓度在50mg/L以上，通过控制金属化球团和含银废液的比例，使得金属化球团中金属铁与含银废液中银离子的摩尔比≥10：1，优选为10-1000：1，可确保金属化球团中的金属铁将银离子最大程度的置换出，使得后续废液中的银离子浓度低于0.5mg/L，达到工业废水排放的环保要求。本专利技术的显热水淬溶液温度为80-100℃、磨矿介质温度为50-70℃，可促进金属铁与银离子充分发生置换反应。若温度低于对应值时，还原反应发生较为缓慢，且还原反应不完全，使得后续废液中的银离子浓度高于0.5mg/L，达不到工业废水排放的环保要求。本专利技术进一步公开了一种实施所述处理方法的系统，包括：热态金属化球团水淬装置、破碎装置、粉磨装置、固液分离装置、磁选分离装置、重选分离装置、沉淀分离装置和煅烧装置。其中，所述热态金属化球团水淬装置设有热态金属化球团入口、金属化球团出口和显热水淬溶液出口；所述破碎装置设有金属化球团入口和破碎物料出口；所述粉磨装置设有破碎物料入口、含银废液入口、显热水淬溶液入口和粉磨料浆出口；所述固液分离装置设有粉磨料浆入口、固体混合物出口和滤液出口；所述磁选分离装置设有固体混合物入口、金属铁/铁合金颗粒出口和一次尾矿出口；所述重选分离装置设有一次尾矿入口、金属银出口和二次尾矿出口；所述沉淀分离装置设有滤液入口、生石灰入口、氢氧化亚铁出口和上清液出口；所述煅烧装置设有氢氧化亚铁入口和氧化铁红出口。进一步的，所述热态金属化球团水淬装置的金属化球团出口与所述破碎装置的金属化球团入口相连；所述破碎装置的破碎物料出口与所述粉磨装置的破碎物料入口相连；所述粉磨装置的粉磨料浆出口与所述固液分离装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热态金属化球团的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将热态金属化球团进行水淬，得到金属化球团和显热水淬溶液；(2)将金属化球团破碎，加入含银废液和显热水淬溶液作为磨矿介质进行磨矿，得到粉磨料浆；(3)将粉磨料浆进行固液分离，得到固体混合物和滤液；(4)将固体混合物进行磁选，得到金属铁/铁合金颗粒和一次尾矿；(5)将一次尾矿进行重选，得到金属银和二次尾矿；(6)向步骤(3)的滤液中加入生石灰进行沉淀反应，经沉淀分离后得到氢氧化亚铁；(7)将氢氧化亚铁进行煅烧，得到氧化铁红。

【技术特征摘要】
1.一种热态金属化球团的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将热态金属化球团进行水淬，得到金属化球团和显热水淬溶液；(2)将金属化球团破碎，加入含银废液和显热水淬溶液作为磨矿介质进行磨矿，得到粉磨料浆；(3)将粉磨料浆进行固液分离，得到固体混合物和滤液；(4)将固体混合物进行磁选，得到金属铁/铁合金颗粒和一次尾矿；(5)将一次尾矿进行重选，得到金属银和二次尾矿；(6)向步骤(3)的滤液中加入生石灰进行沉淀反应，经沉淀分离后得到氢氧化亚铁；(7)将氢氧化亚铁进行煅烧，得到氧化铁红。2.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤(1)所述显热水淬溶液的温度为80-100℃。3.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤(2)所述含银废液的银离子浓度≥50mg/L；其中，所述含银废液包括照相馆、医院放射科、电影洗印厂、工业探伤或计算机照排制版的定影液中的任意一种或多种；步骤(2)所述金属化球团与含银废液的比例为，控制金属化球团中金属铁与含银废液中银离子的摩尔比≥10：1，优选为10-1000：1。4.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤(1)所述热态金属化球团为含铁物料球团经直接还原后得到的热态焙烧产物，其温度为800-1000℃；优选的，按质量百分比计，所述热态金属化球团的金属化率为60％-95％，更优选为80％-95％。5.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤(2)所述磨矿介质的温度为50-70℃。6.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于：按照质量百分比计，步骤(2)所述粉磨料浆中细度≤0.074mm的颗粒占70％以上；所述粉磨料浆中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘占华，陈文亮，曹志成，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32