本实用新型涉及一种处理金属化球团的专用系统，属于冶金技术领域。
背景技术：
金属化球团一般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，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。
含铜废液的产生源有很多，常见的有印刷电路板、化工糖精钠、电镀加工和电解铜等生产企业，该类废液中含有一定量的铜等有价元素，且以离子形式存在，其排放不仅会造成资源浪费，而且还会对人类健康和环境产生较大危害。目前对含铜废液的处理及金属回收包括反渗透膜法、纳滤膜法、吸附法、电解法、中和法、沉淀法、离子交换、离子置换等方法。但从处理成本、处理规模、处理效果等方面看，这些方法各有利弊。
中国专利申请公布号CN 103956487 A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；而且该实用新型采用金属化球团—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CN 101200320A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。
因此，亟待开发一种新的金属化球团的处理方法与系统，实现金属化球团与含铜废液的综合利用，降低生产成本。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的一个技术问题是提供一种金属化球团的处理系统。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：
一种处理金属化球团的专用系统，包括：金属化球团水淬-破碎装置、粉磨装置、固液分离装置、磁选分离装置、浮选分离装置、沉淀分离装置和煅烧装置。
其中，所述金属化球团水淬-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、含铜废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；所述浮选分离装置设有一次尾矿入口、海绵铜出口和二次尾矿出口；所述沉淀分离装置设有滤液入口、碱性物质入口、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。
进一步优选的，所述金属化球团水淬-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置的粉磨料浆入口相连；所述固液分离装置的固体混合物出口与所述磁选分离装置的固体混合物入口相连；所述磁选分离装置的一次尾矿出口与所述浮选分离装置的一次尾矿入口相连；所述固液分离装置的滤液出口与所述沉淀分离装置的滤液入口相连；所述沉淀分离装置的氢氧化亚铁出口与所述煅烧装置的氢氧化亚铁入口相连。其中，所述粉磨装置可以为球磨机。
本实用新型所述“相连”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。
本实用新型金属化球团的处理系统中，金属化球团水淬-破碎装置用于将金属化球团进行水淬、破碎处理，得到破碎物料；所述粉磨装置用于将破碎物料与含铜废液进行粉磨，得到粉磨料浆；所述固液分离装置用于将粉磨料浆进行固液分离，得到固体混合物和滤液；所述磁选分离装置用于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；所述浮选分离装置用于将一次尾矿进行浮选，得到海绵铜和二次尾矿；所述沉淀分离装置用于将滤液与碱性物质进行反应，得到氢氧化亚铁沉淀；所述煅烧装置用于将氢氧化亚铁进行煅烧，得到氧化铁红。
本实用新型技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本实用新型金属化球团的处理方法和系统，在不改变金属化球团现有主体处理工艺的前提下，以金属化球团替代纯铁粉或铁屑，通过在磨矿过程加入含铜废液，而无需搅拌等辅助措施，即可发生置换反应生成海绵铜，改善金属化球团的可磨性，进一步降低磨矿水耗和能耗，显著降低金属化球团和含铜废液的处理成本，经济效益好，且经处理后废水中铜离子排放浓度可达到环保要求。本实用新型金属化球团的处理方法和系统，能够产出高品质金属铁/铁合金颗粒、氧化铁红和海绵铜，实现了金属化球团和 含铜废液的综合利用。
附图说明
图1为本实用新型处理金属化球团的专用系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本实用新型，本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解所述实施例仅是范例性的，不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型提供了一种金属化球团的处理系统，包括：金属化球团水淬-破碎装置1、粉磨装置2、固液分离装置3、磁选分离装置4、浮选分离装置5、沉淀分离装置6和煅烧装置7。
其中，金属化球团水淬-破碎装置1设有金属化球团入口和破碎物料出口；粉磨装置2设有破碎物料入口、含铜废液入口和粉磨料浆出口；固液分离装置3设有粉磨料浆入口、固体混合物出口和滤液出口；磁选分离装置4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；浮选分离装置5设有一次尾矿入口、海绵铜出口和二次尾矿出口；沉淀分离装置6设有滤液入口、碱性物质入口、氢氧化亚铁出口和上清液出口；煅烧装置7设有氢氧化亚铁入口和氧化铁红出口。
进一步的，金属化球团水淬-破碎装置1的破碎物料出口与粉磨装置2的破碎物料入口相连；粉磨装置2的粉磨料浆出口与固液分离装置3的粉磨料浆入口相连；固液分离装置3的固体混合物出口与磁选分离装置4的固体混合物入口相连；磁选分离装置4的一次尾矿出口与浮选分离装置5 的一次尾矿入口相连；固液分离装置3的滤液出口与沉淀分离装置6的滤液入口相连；沉淀分离装置6的氢氧化亚铁出口与煅烧装置7的氢氧化亚铁入口相连。
本实用新型所述“相连”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。
本实用新型金属化球团的处理系统，金属化球团经金属化球团水淬-破碎装置1的金属化球团入口进入金属化球团水淬-破碎装置1，进行水淬、破碎处理，得到破碎物料。破碎物料通过粉磨装置2的破碎物料入口进入粉磨装置2，含铜废液经含铜废液入口进入粉磨装置2，破碎物料与含铜废液在粉磨装置2中进行粉磨，得到粉磨料浆。粉磨料浆经固液分离装置3的粉磨料浆入口进入固液分离装置3，进行固液分离，得到固体混合物和滤液。固体混合物经磁选分离装置4的固体混合物入口进入磁选分离装置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。一次尾矿经浮选分离装置5的一次尾矿入口进入浮选分离装置5，将一次尾矿进行浮选，得到海绵铜和二次尾矿。粉磨料浆经固液分离装置3分离得到的滤液经沉淀分离装置6的滤液入口进入沉淀分离装置6，生石灰经碱性物质入口进入沉淀分离装置6，滤液与碱性物质生石灰进行反应，得到氢氧化亚铁沉淀。氢氧化亚铁沉淀经煅烧装置7的氢氧化亚铁入口进入煅烧装置7，进行煅烧，得到氧化铁红。
实施例一
[1]将经“红土镍矿—配碳球团—转底炉直接还原”工艺处理后，得到富含镍铁合金颗粒、金属化率为80％的金属化球团进行水淬，再将经水冷后的球团全部破碎至3mm以下，得到破碎物料；
[2]将破碎至3mm以下的破碎物料送入球磨机，并加入铜离子浓度为 10mg/L的含铜废液进行粉磨，使得镍铁合金颗粒中的金属铁与含铜废液中铜离子的摩尔比为10：1，磨矿时间40min，含铜废液逐渐与镍铁合金颗粒发生置换反应生成海绵铜，并与未反应的镍铁合金颗粒、杂质等全部磨细至0.074mm以下占70％以上，得到粉磨料浆；
[3]将粉磨料浆进行沉淀分离，得到固体混合物和滤液，其中固体混合物为镍铁合金颗粒、海绵铜和尾矿组成，滤液为含有亚铁离子的溶液，滤液中铜离子的浓度低于0.1mg/L；
[4]将固体混合物进行磁选，得到镍品位为9.34％、铁品位为63.11％的高镍铁合金颗粒，以及含有海绵铜的一次尾矿；
[5]将一次尾矿进行浮选，得到海绵铜和二次尾矿；
[6]向滤液中加入生石灰，使铁离子生成氢氧化亚铁沉淀物，再经煅烧后得到氧化铁红产品。
实施例二
[1]将经“镍冶炼渣—配碳球团—转底炉直接还原”工艺处理后，得到富含低镍铁合金颗粒、金属化率为85％的金属化球团进行水淬，再将经水冷后的球团全部破碎至2mm以下，得到破碎物料；
[2]将破碎至2mm以下的破碎物料送入球磨机，并加入铜离子浓度为1g/L的含铜废液进行粉磨，使得低镍铁合金中的金属铁与含铜废液中铜离子的摩尔比为100：1，磨矿时间30min，含铜废液逐渐与镍铁合金颗粒发生置换反应生成海绵铜，并与未反应的镍铁合金颗粒、杂质等全部磨细至0.074mm以下占80％以上，得到粉磨料浆；
[3]将粉磨料浆进行沉淀分离，得到固体混合物和滤液，其中固体混合物为镍铁合金颗粒、海绵铜和尾矿组成，滤液为含有亚铁离子的溶液，滤液中铜离子的浓度低于0.1mg/L；
[4]将固体混合物进行磁选，得到TFe品位90.81％、镍含量1.72％的镍 铁合金颗粒，以及含有海绵铜的一次尾矿；
[5]将一次尾矿进行浮选，得到海绵铜和二次尾矿；
[6]向滤液中加入生石灰，使铁离子生成氢氧化亚铁沉淀物，再经煅烧后得到氧化铁红产品。
实施例三
[1]将经“铁精粉—配碳球团—转底炉直接还原”工艺处理后，得到富含金属铁颗粒、金属化率为90％的金属化球团进行水淬，再将经水冷后的球团全部破碎至1mm以下，得到破碎物料；
[2]将破碎至1mm以下的破碎物料送入球磨机，并加入铜离子浓度为10g/L的含铜废液进行粉磨，使得金属铁与含铜废液中铜离子的摩尔比为10：1，磨矿时间25min，含铜废液逐渐与金属铁颗粒发生置换反应生成海绵铜，并与未反应的金属铁颗粒、杂质等全部磨细至0.074mm以下占90％以上，得到粉磨后的料浆；
[3]将粉磨后的料浆进行沉淀分离，得到固体混合物和滤液，其中固体混合物为金属铁颗粒、海绵铜和尾矿组成，滤液为含有亚铁离子的溶液，滤液中铜离子的浓度低于0.1mg/L；
[4]将固体混合物进行磁选，得到TFe品位91％的金属铁颗粒，以及含有海绵铜的一次尾矿；
[5]将一次尾矿进行浮选，得到海绵铜和二次尾矿；
[6]向滤液中加入生石灰，生石灰的加入量按钙离子和亚铁离子的摩尔比按1：1加入，使铁离子生成氢氧化亚铁沉淀物，再经煅烧后得到氧化铁红产品。
实施例四
[1]将经“铁精粉—配碳球团—转底炉直接还原”工艺处理后，得到富 含金属铁颗粒、金属化率为95％的金属化球团进行水淬，再将经水冷后的球团全部破碎至1mm以下，得到破碎物料；
[2]将破碎至1mm以下的破碎物料送入球磨机，并加入铜离子浓度为0.3mg/L的含铜废液进行粉磨，使得金属铁与含铜废液中铜离子的摩尔比为1000：1，磨矿时间20min，含铜废液逐渐与金属铁颗粒发生置换反应生成海绵铜，并与未反应的金属铁颗粒、杂质等全部磨细至0.074mm以下占95％以上，得到粉磨后的料浆；
[3]将粉磨后的料浆进行沉淀分离，得到固体混合物和滤液，其中固体混合物为金属铁颗粒、海绵铜和尾矿组成，滤液为含有亚铁离子的溶液，滤液中铜离子的浓度低于0.1mg/L；
[4]将固体混合物进行磁选，得到TFe品位92％的金属铁颗粒，以及含有海绵铜的一次尾矿；
[5]将一次尾矿进行浮选，得到海绵铜和二次尾矿；
[6]向滤液中加入生石灰，生石灰的加入量按钙离子和亚铁离子的摩尔比按1：1加入，使铁离子生成氢氧化亚铁沉淀物，再经煅烧后得到氧化铁红产品。
对比试验一
将经“红土镍矿—配碳球团—转底炉直接还原”工艺处理后，得到金属化率为80％的热态金属化球团，经水淬后送入球磨机磨矿，磨矿时间50min，得到细度为0.074mm以下占70％以上的粉磨料浆，粉磨料浆经磁选分离，得到镍品位6.03％，铁品位65.57％的镍铁合金颗粒。
对比试验二
将经“镍冶炼渣—配碳球团—转底炉直接还原”工艺处理后，得到金属化率为85％的热态金属化球团，经水淬后送入球磨机磨矿，磨矿时间40min，得 到细度为0.074mm以下占70％以上的粉磨料浆，粉磨料浆经磁选分离，得到镍品位0.89％、铁品位92.35％的低镍铁合金颗粒。
对比试验三
将经“铁精矿—配碳球团—转底炉直接还原”工艺处理后，得到金属化率为90％的热态金属化球团，经水淬后送入球磨机磨矿，磨矿时间30min，得到细度为0.074mm以下占70％以上的粉磨料浆，粉磨料浆经磁选分离，得到铁品位92.86％的金属铁颗粒。