本實(shí)用新型涉及一種處理熱態(tài)金屬化球團(tuán)的專用系統(tǒng),屬于熱態(tài)金屬化球團(tuán)的處理領(lǐng)域。
背景技術(shù):
金屬化球團(tuán)一般指含鐵物料球團(tuán)經(jīng)直接還原后得到的焙燒產(chǎn)品,其中鐵主要以金屬鐵或鐵合金(鐵合金中鐵以金屬鐵形式存在)的形式存在,因此其金屬化率一般可達(dá)60%~95%。目前,金屬化球團(tuán)多采用兩種方式進(jìn)行處理,一種方式為熱態(tài)金屬化球團(tuán)直接送入熔煉爐中,經(jīng)熔化分離后得到熔分鐵/鐵合金和熔分渣;另外一種方式為金屬化球團(tuán)先經(jīng)水淬、破碎,再經(jīng)磨礦、磁選分離后,得到金屬鐵/鐵合金顆粒和尾礦。其中,采用熔化分離方式時(shí),能耗較高,但可以得到高品位熔分鐵/鐵合金;采用磨礦、磁選方式處理時(shí),熱態(tài)金屬化球團(tuán)需先經(jīng)過冷卻后,再進(jìn)行磨礦、磁選,雖然成本較低,但因要求的磨礦粒度細(xì),因此磨礦過程的能耗和水耗在生產(chǎn)成本中占有較大的比重,且熱態(tài)金屬化球團(tuán)的顯熱未得到利用,造成了熱量的浪費(fèi)。
隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和電子產(chǎn)品需求的增加,印制電路板行業(yè)蓬勃發(fā)展。但在印制電路板的制作過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢液,而退錫廢液是產(chǎn)生量最大的廢液之一,其中含有大量酸和錫元素等。當(dāng)前對(duì)退錫廢液的處理方法有中和法、化學(xué)沉淀法、電解法、擴(kuò)散滲析—離子膜電沉積組合工藝等,但上述方法因原料、電耗等限制,生產(chǎn)成本均相對(duì)較高。
中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)CN 103956487A公開了一種利用轉(zhuǎn)底爐金屬化球團(tuán)制備磷酸鐵鋰的方法,將金屬化球團(tuán)進(jìn)行破碎、粉磨、磁選、研磨和二次磁選等多重工序處理,再將鐵基合金加以利用,工藝流程較長(zhǎng);而且該實(shí)用新型采用金屬化球團(tuán)—粉磨—濕式磁選—混料—干燥—燒結(jié)工藝,物料先后經(jīng)過高溫—低溫—高溫以及干法—濕法—干法處理,能耗較高,因而成本偏高;所得到的磷酸鐵鋰還可能因鐵基合金帶入的雜質(zhì)而影響其產(chǎn)品品質(zhì)。中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)CN 101200320A公開了一種用于處理廢水的高含碳金屬化球團(tuán)及制備方法,以含碳物料和含鐵原料為原料制備高含碳金屬化球團(tuán),該方法僅適用于處理電解法濾料,且需在酸性電解質(zhì)水溶液中,以碳、鐵為陰陽(yáng)極,采用Fe2+和碳的還原作用實(shí)現(xiàn)重金屬及有機(jī)污染物的還原回收,因此其處理效果和生產(chǎn)成本均不理想,且不能實(shí)現(xiàn)有價(jià)元素的回收,故經(jīng)濟(jì)效益較差。中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)CN 104986892A公開了一種退錫廢液的處理方法,包括向退錫廢液中加入硫酸鹽,調(diào)節(jié)pH值至1.0-1.5、再加入聚丙烯酰胺絮凝劑回收錫、含銅廢水中加入濃度為18~25%的氨水進(jìn)行中和以回收銅,再對(duì)廢水進(jìn)行進(jìn)一步地處理;即在不同的酸堿度體系中,由于金屬離子存在的形式不同使其分離,可分步回收退錫廢液中的錫、銅,充分利用退錫廢液中的資源;但該實(shí)用新型回收得到的金屬以氫氧化物形式存在,其產(chǎn)品價(jià)值較低,而且需要在強(qiáng)酸的條件下進(jìn)行,并多次進(jìn)行中和沉淀,因此對(duì)設(shè)備的要求較高。
因此,亟待開發(fā)一種新的熱態(tài)金屬化球團(tuán)的處理方法與系統(tǒng),能將熱態(tài)金屬化球團(tuán)顯熱的利用,并實(shí)現(xiàn)熱態(tài)金屬化球團(tuán)與退錫廢液的綜合利用,降低金屬化球團(tuán)的處理成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型所要解決的一個(gè)技術(shù)問題是提供一種熱態(tài)金屬化球團(tuán)的處理系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:
一種處理熱態(tài)金屬化球團(tuán)的專用系統(tǒng),包括:熱態(tài)金屬化球團(tuán)水淬裝置、粉磨裝置、磁選分離裝置、重選分級(jí)裝置、煅燒裝置和重選分離裝置。
其中,所述熱態(tài)金屬化球團(tuán)水淬裝置設(shè)有退錫廢液入口、電石渣入口、熱態(tài)金屬化球團(tuán)入口和混合物料出口;所述粉磨裝置設(shè)有混合物料入口和粉磨料漿出口;所述磁選分離裝置設(shè)有粉磨料漿入口、磁性物料出口和非磁性物料出口;所述重選分級(jí)裝置設(shè)有磁性物料入口、金屬鐵/鐵合金顆粒出口和氫氧化亞鐵料漿出口;所述煅燒裝置設(shè)有氫氧化亞鐵料漿入口和氧化鐵紅出口;所述重選分離裝置設(shè)有非磁性物料入口、金屬錫出口和尾礦出口。
進(jìn)一步優(yōu)選的,所述熱態(tài)金屬化球團(tuán)水淬裝置的混合物料出口與所述粉磨裝置的混合物料入口相連;所述粉磨裝置的粉磨料漿出口與所述磁選分離裝置的粉磨料漿入口相連;所述磁選分離裝置的磁性物料出口與所述重選分級(jí)裝置的磁性物料入口相連;所述重選分級(jí)裝置的氫氧化亞鐵料漿出口與所述煅燒裝置的氫氧化亞鐵料漿入口相連;所述磁選分離裝置的非磁性物料出口與所述重選分離裝置的非磁性物料入口相連。其中,所述粉磨裝置可以為球磨機(jī)。
本實(shí)用新型所述“相連”可以是固定連接,也可以是可拆卸連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接連接,也可以是通過中間媒介間接相連。
本實(shí)用新型系統(tǒng)中,熱態(tài)金屬化球團(tuán)水淬裝置用于將熱態(tài)金屬化球團(tuán)在堿性水淬溶液中進(jìn)行水淬,得到金屬化球團(tuán)和堿性顯熱溶液,且在水淬過程中金屬化球團(tuán)與堿性顯熱溶液開始發(fā)生置換反應(yīng)和沉淀反應(yīng),逐漸生成氫氧化亞鐵沉淀和金屬錫,進(jìn)一步得到混合物料;所述粉磨裝置用于將混合物料進(jìn)行粉磨并進(jìn)一步完成置換反應(yīng)和沉淀反應(yīng),得到粉磨料漿;所述磁選分離裝置用于將粉磨料漿進(jìn)行磁選分離,得到磁性物料和非磁性物料,其中磁性物料包括金屬鐵/鐵合金顆粒和氫氧化亞鐵;所述重選分級(jí)裝置用于將磁性物料進(jìn)行重選分級(jí),得到氫氧化亞鐵料漿、金屬鐵/鐵合金顆粒;所述煅燒裝置用于將氫氧化亞鐵料漿進(jìn)行煅燒,得到氧化鐵紅;所述重選分離裝置用于將非磁性物料進(jìn)行重選分離,得到金屬錫和尾礦。
本實(shí)用新型技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下有益效果:
本實(shí)用新型在不改變金屬化球團(tuán)現(xiàn)有主體處理工藝的前提下,以熱態(tài)金屬化球團(tuán)替代純鐵粉或鐵屑,并通過采用退錫廢液和電石渣在水淬過程中產(chǎn)生的顯熱和堿性條件,而無(wú)需攪拌等輔助措施,在水淬和粉磨過程中即可完成置換反應(yīng)和沉淀反應(yīng),改善了金屬化球團(tuán)的可磨性,進(jìn)一步降低了水淬水耗、磨礦水耗和磨礦能耗,從而顯著降低熱態(tài)金屬化球團(tuán)、退錫廢液的處理成本,經(jīng)濟(jì)效益好,且經(jīng)處理后廢水中錫離子排放濃度可達(dá)到環(huán)保要求。本實(shí)用新型熱態(tài)金屬化球團(tuán)的處理方法與系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了熱態(tài)金屬化球團(tuán)、電石渣和退錫廢液的綜合利用,產(chǎn)出高品質(zhì)金屬鐵/鐵合金顆粒、氧化鐵紅和金屬錫。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型處理熱態(tài)金屬化球團(tuán)的專用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步描述本實(shí)用新型,本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會(huì)隨著描述而更為清楚。但是應(yīng)理解所述實(shí)施例僅是范例性的,不對(duì)本實(shí)用新型的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是,在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍下可以對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換,但這些修改或替換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
如圖1所示,本實(shí)用新型提供了一種熱態(tài)金屬化球團(tuán)的處理系統(tǒng),包括:熱態(tài)金屬化球團(tuán)水淬裝置1、粉磨裝置2、磁選分離裝置3、重選分級(jí)裝置4、煅燒裝置5和重選分離裝置6。
其中,熱態(tài)金屬化球團(tuán)水淬裝置1設(shè)有退錫廢液入口、電石渣入口、熱態(tài)金屬化球團(tuán)入口和混合物料出口;粉磨裝置2設(shè)有混合物料入口和粉磨料漿出口;磁選分離裝置3設(shè)有粉磨料漿入口、磁性物料出口和非磁性物料出口;重選分級(jí)裝置4設(shè)有磁性物料入口、金屬鐵/鐵合金顆粒出口和氫氧化亞鐵料漿出口;煅燒裝置5設(shè)有氫氧化亞鐵料漿入口和氧化鐵紅出口;重選分離裝置6設(shè)有非磁性物料入口、金屬錫出口和尾礦出口。
進(jìn)一步的,熱態(tài)金屬化球團(tuán)水淬裝置1的混合物料出口與粉磨裝置2 的混合物料入口相連;粉磨裝置2的粉磨料漿出口與磁選分離裝置3的粉磨料漿入口相連;磁選分離裝置3的磁性物料出口與重選分級(jí)裝置4的磁性物料入口相連;重選分級(jí)裝置4的氫氧化亞鐵料漿出口與煅燒裝置5的氫氧化亞鐵料漿入口相連;磁選分離裝置3的非磁性物料出口與重選分離裝置6的非磁性物料入口相連。
本實(shí)用新型所述“相連”可以是固定連接,也可以是可拆卸連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接連接,也可以是通過中間媒介間接相連。
本實(shí)用新型熱態(tài)金屬化球團(tuán)的處理系統(tǒng),退錫廢液和電石渣分別通過熱態(tài)金屬化球團(tuán)水淬裝置1的退錫廢液入口、電石渣入口進(jìn)入熱態(tài)金屬化球團(tuán)水淬裝置1,在其中混合得到堿性水淬溶液;熱態(tài)金屬化球團(tuán)經(jīng)熱態(tài)金屬化球團(tuán)水淬裝置1的熱態(tài)金屬化球團(tuán)入口加入堿性水淬溶液中,熱態(tài)金屬化球團(tuán)在堿性水淬溶液中進(jìn)行水淬,得到金屬化球團(tuán)和堿性顯熱溶液,且在水淬過程中金屬化球團(tuán)與堿性顯熱溶液開始發(fā)生置換反應(yīng)和沉淀反應(yīng),生成氫氧化亞鐵沉淀和金屬錫,進(jìn)一步得到混合物料?;旌衔锪辖?jīng)粉磨裝置2的混合物料入口進(jìn)入粉磨裝置2,經(jīng)粉磨并進(jìn)一步完成置換反應(yīng)和沉淀反應(yīng),得到粉磨料漿。粉磨料漿經(jīng)磁選分離裝置3的粉磨料漿入口進(jìn)入磁選分離裝置3,進(jìn)行磁選分離,得到磁性物料和非磁性物料,其中磁性物料包括金屬鐵/鐵合金顆粒和氫氧化亞鐵。磁性物料經(jīng)重選分級(jí)裝置4的磁性物料入口進(jìn)入重選分級(jí)裝置4,將磁性物料進(jìn)行重選分級(jí),得到氫氧化亞鐵料漿、金屬鐵/鐵合金顆粒。氫氧化亞鐵料漿經(jīng)煅燒裝置5 的氫氧化亞鐵料漿入口進(jìn)入煅燒裝置5,將氫氧化亞鐵料漿進(jìn)行煅燒,得到氧化鐵紅。粉磨料漿經(jīng)磁選分離裝置3磁選分離得到的非磁性物料,經(jīng)重選分離裝置6的非磁性物料入口進(jìn)入重選分離裝置6,將非磁性物料進(jìn)行重選分離,得到金屬錫和尾礦。
實(shí)施例一
[1]將退錫廢液加入到水淬裝置中,再向錫離子濃度為500g/L的退錫廢液中加入過量的電石渣廢液,得到pH值為8的堿性水淬溶液;
[2]將經(jīng)“紅土鎳礦—配碳球團(tuán)—轉(zhuǎn)底爐直接還原”工藝處理后,得到富含鎳鐵合金顆粒、金屬化率為80%、溫度為800℃的熱態(tài)金屬化球團(tuán),直接投入到水淬裝置中,得到溫度為100℃的堿性顯熱溶液,通過控制金屬化球團(tuán)和退錫廢液的比例,使得鎳鐵合金顆粒中金屬鐵與含錫廢水中錫離子的摩爾比為10:1,金屬化球團(tuán)中的鎳鐵合金顆粒逐漸與退錫廢液發(fā)生置換反應(yīng),生成金屬錫與亞鐵離子,金屬錫包裹于金屬化球團(tuán)之上,得到水淬金屬化球團(tuán),亞鐵離子則繼續(xù)與電石渣反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀,得到由氫氧化亞鐵沉淀和水淬金屬化球團(tuán)組成的混合物料;
[3]將混合物料送入球磨機(jī)粉磨,磨礦時(shí)間40min,隨磨礦過程的進(jìn)行,進(jìn)一步完成置換反應(yīng)和沉淀反應(yīng),并最終得到細(xì)度為0.074mm以下占70%以上、錫離子濃度低于4mg/L的粉磨料漿;
[4]將粉磨料漿進(jìn)行磁選分離,得到磁性物料和非磁性物料,其中磁性物料為鎳鐵合金顆粒和氫氧化亞鐵,非磁性物料為金屬錫和尾礦;
[5]將磁性物料進(jìn)行重選分級(jí),得到鎳品位為9.73%、鐵品位為63.02%的高鎳鐵合金顆粒,以及氫氧化亞鐵料漿;
[6]將氫氧化亞鐵料漿進(jìn)行煅燒,得到氧化鐵紅產(chǎn)品;
[7]將非磁性物料進(jìn)行重選分離,得到金屬錫和尾礦。
實(shí)施例二
[1]將退錫廢液加入到水淬裝置中,再向錫離子濃度為5g/L的退錫廢液中加入過量的電石渣廢液,得到pH值為8.5的堿性水淬溶液;
[2]將經(jīng)“鎳冶煉渣—配碳球團(tuán)—轉(zhuǎn)底爐直接還原”工藝處理后,得到富含低鎳鐵合金顆粒、金屬化率為85%、溫度為900℃的熱態(tài)金屬化球團(tuán),直接投入到水淬裝置中,得到溫度為80℃的堿性顯熱溶液,通過控制金屬化球團(tuán)和退錫廢液的比例,使得低鎳鐵合金顆粒中金屬鐵與含錫廢水中錫離子的摩爾比為100:1,金屬化球團(tuán)中的低鎳鐵合金顆粒逐漸與退錫廢液發(fā)生置換反應(yīng),生成金屬錫與亞鐵離子,金屬錫包裹于金屬化球團(tuán)之上,得到水淬金屬化球團(tuán),亞鐵離子則繼續(xù)與電石渣反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀,得到由氫氧化亞鐵沉淀和水淬金屬化球團(tuán)組成的混合物料;
[3]將混合物料送入球磨機(jī)粉磨,磨礦時(shí)間30min,隨磨礦過程的進(jìn)行,進(jìn)一步完成置換反應(yīng)和沉淀反應(yīng),并最終得到細(xì)度為0.074mm以下占80%以上、錫離子濃度低于4mg/L的粉磨料漿;
[4]將粉磨料漿進(jìn)行磁選分離,得到磁性物料和非磁性物料,其中磁性物料為鎳鐵合金顆粒和氫氧化亞鐵,非磁性物料為金屬錫和尾礦;
[5]將磁性物料進(jìn)行重選分級(jí),得到鐵品位90.19%、鎳含量1.96%的低鎳鐵合金顆粒,以及氫氧化亞鐵料漿;
[6]將氫氧化亞鐵料漿進(jìn)行煅燒,得到氧化鐵紅產(chǎn)品;
[7]將非磁性物料進(jìn)行重選分離,得到金屬錫和尾礦。
實(shí)施例三
[1]將退錫廢液加入到水淬裝置中,再向錫離子濃度為50mg/L的退錫廢液中加入過量的電石渣廢液,得到pH值為9的堿性水淬溶液;
[2]將經(jīng)“鐵精礦—配碳球團(tuán)—轉(zhuǎn)底爐直接還原”工藝處理后,得到富含金屬鐵顆粒、金屬化率為95%、溫度為1000℃的熱態(tài)金屬化球團(tuán),直接投入到水淬裝置中,得到溫度為70℃的堿性顯熱溶液,通過控制金屬化球團(tuán)和退錫廢液的比例,使得金屬化球團(tuán)中金屬鐵與含錫廢液中錫離子的摩爾比為 1000:1,金屬化球團(tuán)中的金屬鐵顆粒逐漸與退錫廢液發(fā)生置換反應(yīng),生成金屬錫與亞鐵離子,金屬錫包裹于金屬化球團(tuán)之上,得到水淬金屬化球團(tuán),亞鐵離子則繼續(xù)與電石渣反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀,得到由氫氧化亞鐵沉淀和水淬金屬化球團(tuán)組成的混合物料;
[3]將混合物料送入球磨機(jī)粉磨,磨礦時(shí)間20min,隨磨礦過程的進(jìn)行,進(jìn)一步完成置換反應(yīng)和沉淀反應(yīng),并最終得到細(xì)度為0.074mm以下占90%以上、錫離子濃度低于4mg/L的粉磨料漿;
[4]將粉磨料漿進(jìn)行磁選分離,得到磁性物料和非磁性物料,其中磁性物料為金屬鐵顆粒和氫氧化亞鐵,非磁性物料為金屬錫和尾礦;
[5]將磁性物料進(jìn)行重選分級(jí),得到TFe品位90.97%的金屬鐵顆粒,以及氫氧化亞鐵料漿;
[6]將氫氧化亞鐵料漿進(jìn)行煅燒,得到氧化鐵紅產(chǎn)品;
[7]將非磁性物料進(jìn)行重選分離,得到金屬錫和尾礦。
實(shí)施例四
[1]將退錫廢液加入到水淬裝置中,再向錫離子濃度為50g/L的退錫廢液中加入過量的電石渣廢液,得到pH值為7的堿性水淬溶液;
[2]將經(jīng)“紅土鎳礦—配碳球團(tuán)—轉(zhuǎn)底爐直接還原”工藝處理后,得到富含鎳鐵合金顆粒、金屬化率為60%、溫度為800℃的熱態(tài)金屬化球團(tuán),直接投入到水淬裝置中,得到溫度為90℃的堿性顯熱溶液,通過控制金屬化球團(tuán)和退錫廢液的比例,使得鎳鐵合金顆粒中金屬鐵與含錫廢水中錫離子的摩爾比為10:1,金屬化球團(tuán)中的鎳鐵合金顆粒逐漸與退錫廢液發(fā)生置換反應(yīng),生成金屬錫與亞鐵離子,金屬錫包裹于金屬化球團(tuán)之上,得到水淬金屬化球團(tuán),亞鐵離子則繼續(xù)與電石渣反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀,得到由氫氧化亞鐵沉淀和水淬金屬化球團(tuán)組成的混合物料;
[3]將混合物料送入球磨機(jī)粉磨,磨礦時(shí)間45min,隨磨礦過程的進(jìn)行,進(jìn)一步完成置換反應(yīng)和沉淀反應(yīng),并最終得到細(xì)度為0.074mm以下占80%以上、錫離子濃度低于4mg/L的粉磨料漿;
[4]將粉磨料漿進(jìn)行磁選分離,得到磁性物料和非磁性物料,其中磁性物料為鎳鐵合金顆粒和氫氧化亞鐵,非磁性物料為金屬錫和尾礦;
[5]將磁性物料進(jìn)行重選分級(jí),得到鎳品位為10.24%、鐵品位為61.41%的高鎳鐵合金顆粒,以及氫氧化亞鐵料漿;
[6]將氫氧化亞鐵料漿進(jìn)行煅燒,得到氧化鐵紅產(chǎn)品;
[7]將非磁性物料進(jìn)行重選分離,得到金屬錫和尾礦。
對(duì)比試驗(yàn)一
將經(jīng)“紅土鎳礦—配碳球團(tuán)—轉(zhuǎn)底爐直接還原”工藝處理后,得到金屬化率為80%的熱態(tài)金屬化球團(tuán),經(jīng)水淬后送入球磨機(jī)粉磨,磨礦時(shí)間50min,得到細(xì)度為0.074mm以下占70%以上的粉磨料漿,粉磨料漿經(jīng)磁選分離,得到鎳品位6.03%,鐵品位65.57%的鎳鐵合金顆粒。
對(duì)比試驗(yàn)二
將經(jīng)“鎳冶煉渣—配碳球團(tuán)—轉(zhuǎn)底爐直接還原”工藝處理后,得到金屬化率為85%的熱態(tài)金屬化球團(tuán),經(jīng)水淬后送入球磨機(jī)粉磨,磨礦時(shí)間40min,得到細(xì)度為0.074mm以下占70%以上的粉磨料漿,粉磨料漿經(jīng)磁選分離,得到鎳品位0.89%、鐵品位92.35%的低鎳鐵合金顆粒。
對(duì)比試驗(yàn)三
將經(jīng)“鐵精礦—配碳球團(tuán)—轉(zhuǎn)底爐直接還原”工藝處理后,得到金屬化率為90%的熱態(tài)金屬化球團(tuán),經(jīng)水淬后送入球磨機(jī)粉磨,磨礦時(shí)間30min,得到細(xì)度為0.074mm以下占70%以上的粉磨料漿,粉磨料漿經(jīng)磁選分離,得到鐵品位92.86%的金屬鐵顆粒。