製備低硫鐵粉的系統的製作方法
2023-06-09 15:18:06
本實用新型屬於資源再生利用技術領域，具體而言，本實用新型涉及製備低硫鐵粉的系統。
背景技術：
我國鐵礦資源主要具有「貧」、「細」、「雜」的特點，平均鐵品位32％，比世界平均鐵品位低11個百分點。鐵礦石作為鋼鐵行業的主要原料，通常需要經過選礦富集後才能進入高爐冶煉。隨著鋼鐵工業的快速發展，一些易選鐵礦和鐵品位較高的富礦不斷消耗。因此如何有效開發利用一些低品位難選鐵礦如鋁土礦、高磷鮞狀赤鐵礦等和一些工業固體廢棄物如拜耳法赤泥、銅渣、鎳渣、鉛鋅冶煉渣等含鐵資源成為主要的研究方向。
經過檢索現有文獻和專利，已有通過隧道窯、迴轉窯、豎爐或轉底爐處理上述含鐵資源生產金屬化球團，進而磨礦磁選生產金屬鐵粉的工藝。這些從金屬化球團中還原焙燒-磁選回收鐵的技術的一個缺點是由於原料中本身含有硫，且硫的成分複雜不易通過浮選或其他的方式在源頭上去除，而在還原過程中又需要加入含硫的煤炭作為還原劑，因此導致該流程得到的金屬鐵粉含硫較高，產品質量較差，不能直接作為產品出售；另一個缺點是得到的鐵粉產品品位和回收率不高，不能對鐵元素進行充分的回收利用。
因此，現有處理含鐵資源的技術有待進一步改進。
技術實現要素：
本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在於提出一種製備低硫鐵粉的系統，採用該系統對金屬化球團進行處理可以得到低硫鐵粉(硫含量可降至0.1％左右)，提高產品的質量，從而在拓寬含鐵資源充分利用的同時實現鐵元素和硫元素的充分回收利用(鐵品位和回收率可達90％)。
在本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種製備低硫鐵粉的系統。根據本實用新型的實施例，所述系統包括：
微波預處理裝置，所述微波預處理裝置具有金屬化球團入口和微波預處理球團出口；
破碎裝置，所述破碎裝置具有微波預處理球團入口和破碎料出口，所述微波預處理球團入口與所述微波預處理球團出口相連；
磨礦-磁選單元，所述磨礦-磁選單元具有破碎料入口、含硫金屬鐵粉出口和尾礦出口，所述破碎料入口與所述破碎料出口相連；
浮選裝置，所述浮選裝置具有含硫金屬鐵粉入口、pH調整劑入口、捕收劑入口、起泡劑入口、低硫鐵粉出口和硫化亞鐵出口，所述含硫金屬鐵粉入口與所述含硫金屬鐵粉出口相連。
由此，根據本實用新型實施例的製備低硫鐵粉的系統通過採用微波預處理裝置對金屬化球團進行預處理，一方面微波照射金屬化球團可以使金屬化球團的溫度升高，由於金屬化球團中的鐵和其他脈石礦物的導熱率不同，導致因溫度梯度產生的熱應力引起的熱衝擊破壞也不同，從而使金屬化球團可以實現選擇性破碎；另一方面，微波輻射的能量可以使含硫礦物中的Fe—S鍵獲得能量，從而使含硫礦物的反應活性增強，有利於後續浮選流程的進行，由此通過將金屬化球團供給至微波預處理裝置中進行預處理既促進了礦物的單體解離，從而提高後續磨礦效率，又提高了含硫礦物的可浮性，使得後續浮選流程中不需使用活化劑，降低了成本，然後依次對微波預處理球團進行破碎以及磨礦-磁選處理，使得微波預處理球團中礦物單體充分解離，從而可以將其中的含硫金屬鐵粉充分選出，有利於含鐵資源的回收和後續降硫處理，然後將所得含硫金屬鐵粉、pH調整劑、捕收劑和起泡劑進行浮選處理，因含硫金屬鐵粉在水中混合均勻後，pH調整劑可將溶液調整至合適的酸鹼度，而捕收劑由於其選擇性吸附，會吸附在含硫礦物表面，從而改變含硫礦物的表面活性，起泡劑可以使含硫礦物在氣泡的作用下被帶出來，從而實現金屬鐵和含硫礦物的充分分離，進而不僅可以獲得含硫較低的金屬鐵粉，而且可以充分回收含硫金屬鐵粉中的硫資源。由此，採用該系統對金屬化球團進行處理可以得到低硫鐵粉(硫含量可降至0.1％左右)，提高產品的質量，從而在拓寬含鐵資源充分利用的同時實現鐵元素和硫元素的充分回收利用(鐵品位和回收率可達90％)。
另外，根據本實用新型上述實施例的製備低硫鐵粉的系統還可以具有如下附加的技術特徵：
任選的，所述磨礦-磁選單元包括依次相連的一段磨礦裝置、一段磁選裝置、二段磨礦裝置和二段磁選裝置。由此，可以顯著提高金屬化球團中鐵元素和硫元素回收率。
任選的，所述一段磨礦裝置和二段磨礦裝置分別獨立地為棒磨機或球磨機。由此，可以進一步提高金屬化球團中鐵元素和硫元素回收率。
任選的，所述一段磁選裝置和二段磁選裝置分別獨立地為磁選機或磁選管。由此，可以進一步提高金屬化球團中鐵元素和硫元素回收率。
本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
附圖說明
本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1是根據本實用新型一個實施例的製備低硫鐵粉的系統結構示意圖；
圖2是根據本實用新型再一個實施例的製備低硫鐵粉的系統結構示意圖；
圖3是採用本實用新型一個實施例的製備低硫鐵粉的系統製備低硫鐵粉的方法流程示意圖；
圖4是採用本實用新型再一個實施例的製備低硫鐵粉的系統製備低硫鐵粉的方法流程示意圖；
圖5是根據本實用新型又一個實施例的製備低硫鐵粉的系統結構示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本實用新型的描述中，「多個」的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係，除非另有明確的限定。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
在本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種製備低硫鐵粉的系統。根據本實用新型的實施例，參考圖1，該系統包括：微波預處理裝置100、破碎裝置200、磨礦-磁選單元300和浮選裝置400。
根據本實用新型的實施例，微波預處理裝置100具有金屬化球團入口101和微波預處理球團出口102，且適於將金屬化球團進行預處理，以便得到微波預處理球團。發明人發現，採用微波預處理裝置對金屬化球團進行預處理，一方面微波照射金屬化球團可以使金屬化球團的溫度升高，由於金屬化球團中的鐵和其他脈石礦物的導熱率不同，導致因溫度梯度產生的熱應力引起的熱衝擊破壞也不同，從而使金屬化球團可以實現選擇性破碎；另一方面，微波輻射的能量可以使含硫礦物中的Fe—S鍵獲得能量，從而使含硫礦物的反應活性增強，有利於後續浮選流程的進行，由此通過將金屬化球團供給至微波預處理裝置中進行預處理既促進了礦物的單體解離，從而提高後續磨礦效率，又提高了含硫礦物的可浮性，使得後續浮選流程中不需使用活化劑，降低了成本。
根據本實用新型的一個實施例，金屬化球團的來源並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，金屬化球團可以是採用焙燒裝置處理鋁土礦、高磷鮞狀赤鐵礦、赤泥、銅渣、鎳渣和鉛鋅冶煉渣中的至少一種得到的。由此，可以顯著提高資源利用率。具體的，焙燒裝置可以為隧道窯、迴轉窯、豎爐或轉底爐。
根據本實用新型的又一個實施例，金屬化球團的金屬化率並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，金屬化球團的金屬化率可以為80～95％。由此，可以顯著提高所得低硫鐵粉的品位。
根據本實用新型的又一個實施例，金屬化球團中全鐵質量分數可以為25～60％，金屬鐵質量分數可以為20～57％，氧化鋁質量分數可以為15～25％，氧化矽質量分數可以為13～27％，氧化鈣質量分數可以為5～15％，硫質量分數可以為2～5％。由此，可以在拓寬含鐵資源充分利用的同時實現鐵元素和硫元素的充分回收利用(鐵品位和回收率可達90％)。
根據本實用新型的又一個實施例，預處理過程中條件並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，預處理過程中微波頻率可以為300MHz～300GHz，微波功率可以為300～700W，處理時間可以為10～30min。發明人發現，當微波頻率、微波功率和處理時間三者過低時，在預處理過程中無法對所處理的金屬化球團起到選擇性破碎以及對其中的含硫礦物起到活化的作用；而當微波頻率過高時，相應的波長越短，微波的穿透能力越強，導致能量損失越大；當微波功率過高時，導致能量消耗較大，造成資源浪費；當處理時間過長時，會使得金屬化球團中鐵礦物和脈石礦物的熱應力沒有差別，從而無法實現選擇性破碎，進而影響後續磨礦-磁選效果。
根據本實用新型的實施例，破碎裝置200具有微波預處理球團入口201和破碎料出口202，微波預處理球團入口201與微波預處理球團出口102相連，且適於將上述得到的微波預處理球團進行破碎處理，以便得到破碎料。發明人發現，通過採用破碎裝置將微波預處理球團進行破碎處理，破碎後金屬化球團的粒徑較小，從而可以顯著提高後續磨礦-磁選的效率。
根據本實用新型的一個實施例，破碎料的粒徑並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，破碎料的粒徑可以為不高於2mm。由此，可以顯著提高後續磨礦-磁選的效率。
根據本實用新型的實施例，磨礦-磁選單元300具有破碎料入口301、含硫金屬鐵粉出口302和尾礦出口303，破碎料入口301與破碎料出口202相連，且適於將破碎料進行磨礦-磁選處理，以便得到含硫金屬鐵粉和尾礦。具體的，根據磨礦的細度不同，選擇不同的磁場強度，可使得微波預處理球團的單體充分解離，從而將其中的含硫金屬鐵粉充分選出，有利於含鐵資源的回收和後續降硫處理。
根據本實用新型的一個實施例，參考圖2，磨礦-磁選單元300可以包括依次相連的一段磨礦裝置31、一段磁選裝置32、二段磨礦裝置33和二段磁選裝置34。
根據本實用新型的一個具體實施例，破碎料入301設置在一段磨礦裝置31上，並且一段磨礦裝置31上還可以設置有一段磨礦料出口311，且適於將破碎裝置得到的破碎料進行一段磨礦處理，以便得到一段磨礦料。由此，可以保證後續過程中鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的一個實施例，一段磨礦料的粒徑並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，一段磨礦料中粒徑不高於0.074mm的可以佔70～80％。發明人發現，若一段磨礦料中粒徑不高於0.074mm佔比過低時，無法實現礦物的單體解離，而過高則造成能量浪費，且礦物粒度過細不利於後續一段磁選處理。
根據本實用新型的再一個具體實施例，一段磁選裝置32上可以設置有一段磨礦料入口321、一段含硫金屬鐵粉出口322和尾礦出口303，一段磨礦料入口321與一段磨礦料出口311相連，且適於將上述一段磨礦裝置31得到的一段磨礦料進行一段磁選處理，以便得到一段含硫金屬鐵粉和尾礦。由此，可以進一步保證後續過程中鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的一個實施例，一段磁選處理的條件並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，一段磁選處理的磁場強度可以為1600～1800Oe。發明人發現，一段磁選處理的磁場強度過高會導致所得精礦品位較低，而過低則無法有效回收鐵元素。
根據本實用新型的又一個具體實施例，二段磨礦裝置33上可以設置有一段含硫金屬鐵粉入口331和二段磨礦料出口332，一段含硫金屬鐵粉入口331與一段含硫金屬鐵粉出口322相連，且適於將一段磁選裝置中得到的一段含硫金屬鐵粉進行二段磨礦處理，以便得到二段磨礦料。由此，可以進一步保證後續過程中鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的一個實施例，二段磨礦料的粒徑並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，二段磨礦料中粒徑不高於0.074mm的佔80～95％。發明人發現，若二段磨礦料中粒徑不高於0.074mm佔比過低時，則無法實現礦物的單體解離，從而導致後續所得低硫鐵粉的品位較低，而過高則造成能量浪費，且礦物粒度過細不利於後續二段磁選處理。
根據本實用新型的又一個具體實施例，含硫金屬鐵粉出口302和尾礦出口303可以設置在二段磁選裝置34上，並且二段磁選裝置34上可以設置有二段磨礦料入口341，二段磨礦料入口341與二段磨礦料出口332相連，且適於將上述二段磨礦裝置中得到的二段磨礦料進行二段磁選處理，以便得到含硫金屬鐵粉和尾礦。由此，可以進一步保證後續過程中鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的又一個實施例，二段磁選處理的條件並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，二段磁選處理的磁場強度可以為800～1200Oe。發明人發現，二段磁選處理的磁場強度過高會導致所得精礦品位較低，而過低則無法有效回收鐵元素；並且發明人通過大量實驗意外發現，一段磁選處理的目的是儘可能回收金屬化球團中的鐵元素，而二段磁選處理的目的是獲得鐵品位較高的精礦，而正是發明人認識到這一點通過大膽嘗試發現，當二段磁選處理的磁場強度低於一段磁選處理的磁場強度時，可以有效避免硫鐵資源的浪費，從而為後續浮選過程中實現鐵元素和硫元素的充分回收利用奠定基礎。
根據本實用新型的再一個實施例，一段磨礦裝置31和二段磨礦裝置33的具體類型並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，一段磨礦裝置31和二段磨礦裝置33可以分別獨立地為棒磨機或球磨機。由此，可以進一步保證後續過程中鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的又一個實施例，一段磁選裝置32和二段磁選裝置34的具體類型並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，一段磁選裝置32和二段磁選裝置34可以分別獨立地為磁選機或磁選管。由此，可以進一步保證後續過程中鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的實施例，浮選裝置400具有含硫金屬鐵粉入口401、pH調整劑入口402、捕收劑入口403、起泡劑入口404、低硫鐵粉出口405和硫化亞鐵出口406，含硫金屬鐵粉入口401與含硫金屬鐵粉出口302相連，且適於將含硫金屬鐵粉、pH調整劑、捕收劑和起泡劑進行浮選處理，以便分別得到低硫鐵粉和硫化亞鐵。發明人發現，將上述所得含硫金屬鐵粉與pH調整劑、捕收劑和起泡劑進行浮選處理，因含硫金屬鐵粉在水中混合均勻後，pH調整劑可將溶液調整至合適的酸鹼度，而捕收劑由於其選擇性吸附，會吸附在含硫礦物表面，從而改變含硫礦物的表面活性，起泡劑可以使含硫礦物在氣泡的作用下被帶出來，從而實現金屬鐵和含硫礦物的充分分離，進而不僅可以獲得含硫較低的金屬鐵粉(硫含量可降至0.1％左右)，而且可以充分回收含硫金屬鐵粉中的硫資源。
根據本實用新型的一個實施例，pH調整劑的用量並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，pH調整劑的用量以保持含有含硫金屬鐵粉、捕收劑和起泡劑的礦漿的pH為5～6。發明人發現，當pH調整劑的用量使得含有含硫金屬鐵粉、捕收劑和起泡劑的礦漿的pH值過高或過低時，其中的捕收劑都無法有效吸附在含硫礦物表面以改變含硫礦物的表面活性，從而不利於低硫鐵粉的浮選處理，進而無法實現含鐵礦物中鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的再一個實施例，基於每噸含硫金屬鐵粉，捕收劑的用量和起泡劑的用量並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，基於每噸含硫金屬鐵粉，捕收劑的用量可以為200～250g，起泡劑的用量可以為20～50g。發明人發現，當捕收劑的用量過高時，會使得低硫鐵粉在浮選處理時其中的捕收劑不僅吸附於含硫礦物表面也會吸附於脈石礦物表面，從而無法實現將含硫礦物從低硫鐵粉中分離出來；而當捕收劑的用量過低時，無法充分改變含硫礦物的表面活性，影響浮選效果。當起泡劑的用量過高時，會出現跑漕現象，影響浮選效果；而當起泡劑的用量過低時，無法實現金屬鐵和含硫礦物的充分分離。
根據本實用新型的又一個實施例，pH調整劑的具體類型並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，pH調整劑可以為選自硫酸和鹽酸中的至少一種。發明人發現，採用該類pH調整劑可以顯著優於其他類型保證鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的又一個實施例，捕收劑的具體類型並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，捕收劑可以為選自異丁基黃藥、二烴基二硫代磷酸鹽和二烴基二硫代氨基甲酸鹽中的至少一種。發明人發現，採用該類捕收劑可以顯著優於其他類型保證鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的又一個實施例，起泡劑並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，起泡劑可以為選自2#油、4#油和甲基異丁基甲醇中的至少一種。發明人發現，採用該類起泡劑可以顯著優於其他類型保證鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型實施例的製備低硫鐵粉的系統通過採用微波預處理裝置對金屬化球團進行預處理，一方面微波照射金屬化球團可以使金屬化球團的溫度升高，由於金屬化球團中的鐵和其他脈石礦物的導熱率不同，導致因溫度梯度產生的熱應力引起的熱衝擊破壞也不同，從而使金屬化球團可以實現選擇性破碎；另一方面，微波輻射的能量可以使含硫礦物中的Fe—S鍵獲得能量，從而使含硫礦物的反應活性增強，有利於後續浮選流程的進行，由此通過將金屬化球團供給至微波預處理裝置中進行預處理既促進了礦物的單體解離，從而提高後續磨礦效率，又提高了含硫礦物的可浮性，使得後續浮選流程中不需使用活化劑，降低了成本，然後依次對微波預處理球團進行破碎以及磨礦-磁選處理，使得微波預處理球團中礦物單體充分解離，從而可以將其中的含硫金屬鐵粉充分選出，有利於含鐵資源的回收和後續降硫處理，然後將所得含硫金屬鐵粉、pH調整劑、捕收劑和起泡劑進行浮選處理，因含硫金屬鐵粉在水中混合均勻後，pH調整劑可將溶液調整至合適的酸鹼度，而捕收劑由於其選擇性吸附，會吸附在含硫礦物表面，從而改變含硫礦物的表面活性，起泡劑可以使含硫礦物在氣泡的作用下被帶出來，從而實現金屬鐵和含硫礦物的充分分離，進而不僅可以獲得含硫較低的金屬鐵粉，而且可以充分回收含硫金屬鐵粉中的硫資源。由此，採用該系統對金屬化球團進行處理可以得到低硫鐵粉(硫含量可降至0.1％左右)，提高產品的質量，從而在拓寬含鐵資源充分利用的同時實現鐵元素和硫元素的充分回收利用(鐵品位和回收率可達90％)。
如上所述，根據本實用新型實施例的製備低硫鐵粉的系統可具有選自下列的優點至少之一：
根據本實用新型實施例的製備低硫鐵粉的系統可用於處理多種含鐵資源，應用範圍廣；
根據本實用新型實施例的製備低硫鐵粉的系統採用微波處理金屬化球團，既促進了礦物的單體解離，提高了磨礦效率，同時提高了含硫礦物的可浮性，使得後續浮選流程中不需使用活化劑，降低了成本；
根據本實用新型實施例的製備低硫鐵粉的系統利用轉底爐-磨礦磁選流程與浮選流程結合，有效降低了金屬鐵粉中的硫，提高了產品的質量；
根據本實用新型實施例的製備低硫鐵粉的系統處理過程中工藝簡單，易於操作，易於規模生產，有很高的實用價值。
為了方便理解，下面參考圖3對採用本實用新型實施例的製備低硫鐵粉的系統處理低硫鐵粉的方法進行詳細描述。根據本實用新型的實施例，該方法包括：
S100：將金屬化球團供給至微波預處理裝置中進行預處理
該步驟中，將金屬化球團供給至微波預處理裝置中進行預處理，以便得到微波預處理球團。發明人發現，採用微波預處理裝置對金屬化球團進行預處理，一方面微波照射金屬化球團可以使金屬化球團的溫度升高，由於金屬化球團中的鐵和其他脈石礦物的導熱率不同，導致因溫度梯度產生的熱應力引起的熱衝擊破壞也不同，從而使金屬化球團可以實現選擇性破碎；另一方面，微波輻射的能量可以使含硫礦物中的Fe—S鍵獲得能量，從而使含硫礦物的反應活性增強，有利於後續浮選流程的進行，由此通過將金屬化球團供給至微波預處理裝置中進行預處理既促進了礦物的單體解離，從而提高後續磨礦效率，又提高了含硫礦物的可浮性，使得後續浮選流程中不需使用活化劑，降低了成本。
根據本實用新型的一個實施例，金屬化球團的來源並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，金屬化球團可以是採用焙燒裝置處理鋁土礦、高磷鮞狀赤鐵礦、赤泥、銅渣、鎳渣和鉛鋅冶煉渣中的至少一種得到的。由此，可以顯著提高資源利用率。具體的，焙燒裝置可以為隧道窯、迴轉窯、豎爐或轉底爐。
根據本實用新型的又一個實施例，金屬化球團的金屬化率並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，金屬化球團的金屬化率可以為80～95％。由此，可以顯著提高所得低硫鐵粉的品位。
根據本實用新型的又一個實施例，金屬化球團中全鐵質量分數可以為25～60％，金屬鐵質量分數可以為20～57％，氧化鋁質量分數可以為15～25％，氧化矽質量分數可以為13～27％，氧化鈣質量分數可以為5～15％，硫質量分數可以為2～5％。由此，可以在拓寬含鐵資源充分利用的同時實現鐵元素和硫元素的充分回收利用(鐵品位和回收率可達90％)。
根據本實用新型的又一個實施例，預處理過程中條件並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，預處理過程中微波頻率可以為300MHz～300GHz，微波功率可以為300～700W，處理時間可以為10～30min。發明人發現，當微波頻率、微波功率和處理時間三者過低時，在預處理過程中無法對所處理的金屬化球團起到選擇性破碎以及對其中的含硫礦物起到活化的作用；而當微波頻率過高時，相應的波長越短，微波的穿透能力越強，導致能量損失越大；當微波功率過高時，導致能量消耗較大，造成資源浪費；當處理時間過長時，會使得金屬化球團中鐵礦物和脈石礦物的熱應力沒有差別，從而無法實現選擇性破碎，進而影響後續磨礦-磁選效果。
S200：將微波預處理球團供給至破碎裝置中進行破碎處理
該步驟中，將微波預處理球團供給至破碎裝置中進行破碎處理，以便得到破碎料。發明人發現，通過採用破碎裝置將微波預處理球團進行破碎處理，破碎後金屬化球團的粒徑較小，從而可以顯著提高後續磨礦-磁選的效率。
根據本實用新型的一個實施例，破碎料的粒徑並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，破碎料的粒徑可以為不高於2mm。由此，可以顯著提高後續磨礦-磁選的效率。
S300：將破碎料供給至磨礦-磁選裝置中進行磨礦-磁選處理
該步驟中，將破碎料供給至磨礦-磁選裝置中進行磨礦-磁選處理，以便得到含硫金屬鐵粉和尾礦。具體的，根據磨礦的細度不同，選擇不同的磁場強度，可使得微波預處理球團的單體充分解離，從而將其中的含硫金屬鐵粉充分選出，有利於含鐵資源的回收和後續降硫處理。
根據本實用新型的一個實施例，參考圖4，磨礦-磁選處理可以按照下列步驟進行：
S310：將破碎料供給至一段磨礦裝置中進行一段磨礦處理
該步驟中，將破碎料供給至一段磨礦裝置中進行一段磨礦處理，以便得到一段磨礦料。由此，可以保證後續過程中鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的一個實施例，一段磨礦料的粒徑並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，一段磨礦料中粒徑不高於0.074mm的可以佔70～80％。發明人發現，若一段磨礦料中粒徑不高於0.074mm佔比過低時，無法實現礦物的單體解離，而過高則造成能量浪費，且礦物粒度過細不利於後續一段磁選處理。
S320：將一段磨礦料供給至一段磁選裝置中進行一段磁選處理
該步驟中，將一段磨礦料供給至一段磁選裝置中進行一段磁選處理，以便得到一段含硫金屬鐵粉和尾礦。由此，可以進一步保證後續過程中鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的一個實施例，一段磁選處理的條件並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，一段磁選處理的磁場強度可以為1600～1800Oe。發明人發現，一段磁選處理的磁場強度過高會導致所得精礦品位較低，而過低則無法有效回收鐵元素。
S330：將一段含硫金屬鐵粉供給至二段磨礦裝置中進行二段磨礦處理
該步驟中，將一段含硫金屬鐵粉供給至二段磨礦裝置中進行二段磨礦處理，以便得到二段磨礦料。由此，可以進一步保證後續過程中鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的一個實施例，二段磨礦料的粒徑並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，二段磨礦料中粒徑不高於0.074mm的佔80～95％。發明人發現，若二段磨礦料中粒徑不高於0.074mm佔比過低時，則無法實現礦物的單體解離，從而導致後續所得低硫鐵粉的品位較低，而過高則造成能量浪費，且礦物粒度過細不利於後續二段磁選處理。
S340：將二段磨礦料供給至二段磁選裝置中進行二段磁選處理
該步驟中，將二段磨礦料供給至二段磁選裝置中進行二段磁選處理，以便得到含硫金屬鐵粉和尾礦。由此，可以進一步保證後續過程中鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的又一個實施例，二段磁選處理的條件並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，二段磁選處理的磁場強度可以為800～1200Oe。發明人發現，二段磁選處理的磁場強度過高會導致所得精礦品位較低，而過低則無法有效回收鐵元素；並且發明人通過大量實驗意外發現，一段磁選處理的目的是儘可能回收金屬化球團中的鐵元素，而二段磁選處理的目的是獲得鐵品位較高的精礦，而正是發明人認識到這一點通過大膽嘗試發現，當二段磁選處理的磁場強度低於一段磁選處理的磁場強度時，可以有效避免硫鐵資源的浪費，從而為後續浮選過程中實現鐵元素和硫元素的充分回收利用奠定基礎。
根據本實用新型的再一個實施例，一段磨礦裝置和二段磨礦裝置的具體類型並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，一段磨礦裝置31和二段磨礦裝置33可以分別獨立地為棒磨機或球磨機。由此，可以進一步保證後續過程中鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的又一個實施例，一段磁選裝置和二段磁選裝置的具體類型並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，一段磁選裝置32和二段磁選裝置34可以分別獨立地為磁選機或磁選管。由此，可以進一步保證後續過程中鐵元素和硫元素的充分回收利用。
S400：將含硫金屬鐵粉、pH調整劑、捕收劑和起泡劑供給至浮選裝置中進行浮選處理
該步驟中，將含硫金屬鐵粉、pH調整劑、捕收劑和起泡劑供給至浮選裝置中進行浮選處理，以便分別得到低硫鐵粉和硫化亞鐵。發明人發現，將上述所得含硫金屬鐵粉與pH調整劑、捕收劑和起泡劑進行浮選處理，因含硫金屬鐵粉在水中混合均勻後，pH調整劑可將溶液調整至合適的酸鹼度，而捕收劑由於其選擇性吸附，會吸附在含硫礦物表面，從而改變含硫礦物的表面活性，起泡劑可以使含硫礦物在氣泡的作用下被帶出來，從而實現金屬鐵和含硫礦物的充分分離，進而不僅可以獲得含硫較低的金屬鐵粉(硫含量可降至0.1％左右)，而且可以充分回收含硫金屬鐵粉中的硫資源。
根據本實用新型的一個實施例，pH調整劑的用量並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，pH調整劑的用量以保持含有含硫金屬鐵粉、捕收劑和起泡劑的礦漿的pH為5～6。發明人發現，當pH調整劑的用量使得含有含硫金屬鐵粉、捕收劑和起泡劑的礦漿的pH值過高或過低時，其中的捕收劑都無法有效吸附在含硫礦物表面以改變含硫礦物的表面活性，從而不利於低硫鐵粉的浮選處理，進而無法實現含鐵礦物中鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的再一個實施例，基於每噸含硫金屬鐵粉，捕收劑的用量和起泡劑的用量並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，基於每噸含硫金屬鐵粉，捕收劑的用量可以為200～250g，起泡劑的用量可以為20～50g。發明人發現，當捕收劑的用量過高時，會使得低硫鐵粉在浮選處理時其中的捕收劑不僅吸附於含硫礦物表面也會吸附於脈石礦物表面，從而無法實現將含硫礦物從低硫鐵粉中分離出來；而當捕收劑的用量過低時，無法充分改變含硫礦物的表面活性，影響浮選效果。當起泡劑的用量過高時，會出現跑漕現象，影響浮選效果；而當起泡劑的用量過低時，無法實現金屬鐵和含硫礦物的充分分離。
根據本實用新型的又一個實施例，pH調整劑的具體類型並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，pH調整劑可以為選自硫酸和鹽酸中的至少一種。發明人發現，採用該類pH調整劑可以顯著優於其他類型保證鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的又一個實施例，捕收劑的具體類型並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，捕收劑可以為選自異丁基黃藥、二烴基二硫代磷酸鹽和二烴基二硫代氨基甲酸鹽中的至少一種。發明人發現，採用該類捕收劑可以顯著優於其他類型保證鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型的又一個實施例，起泡劑並不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。根據本實用新型的一個具體實施例，起泡劑可以為選自2#油、4#油和甲基異丁基甲醇中的至少一種。發明人發現，採用該類起泡劑可以顯著優於其他類型保證鐵元素和硫元素的充分回收利用。
根據本實用新型實施例的製備低硫鐵粉的系統處理低硫鐵粉的方法通過採用微波預處理裝置對金屬化球團進行預處理，一方面微波照射金屬化球團可以使金屬化球團的溫度升高，由於金屬化球團中的鐵和其他脈石礦物的導熱率不同，導致因溫度梯度產生的熱應力引起的熱衝擊破壞也不同，從而使金屬化球團可以實現選擇性破碎；另一方面，微波輻射的能量可以使含硫礦物中的Fe—S鍵獲得能量，從而使含硫礦物的反應活性增強，有利於後續浮選流程的進行，由此通過將金屬化球團供給至微波預處理裝置中進行預處理既促進了礦物的單體解離，從而提高後續磨礦效率，又提高了含硫礦物的可浮性，使得後續浮選流程中不需使用活化劑，降低了成本，然後依次對微波預處理球團進行破碎以及磨礦-磁選處理，使得微波預處理球團中礦物單體充分解離，從而可以將其中的含硫金屬鐵粉充分選出，有利於含鐵資源的回收和後續降硫處理，然後將所得含硫金屬鐵粉、pH調整劑、捕收劑和起泡劑進行浮選處理，因含硫金屬鐵粉在水中混合均勻後，pH調整劑可將溶液調整至合適的酸鹼度，而捕收劑由於其選擇性吸附，會吸附在含硫礦物表面，從而改變含硫礦物的表面活性，起泡劑可以使含硫礦物在氣泡的作用下被帶出來，從而實現金屬鐵和含硫礦物的充分分離，進而不僅可以獲得含硫較低的金屬鐵粉，而且可以充分回收含硫金屬鐵粉中的硫資源。由此，採用該方法對金屬化球團進行處理可以得到低硫鐵粉(硫含量可降至0.1％左右)，提高產品的質量，從而在拓寬含鐵資源充分利用的同時實現鐵元素和硫元素的充分回收利用(鐵品位和回收率可達90％)。需要說明的是，上述針對製備低硫鐵粉的系統所描述的特徵和優點同樣適用於該製備低硫鐵粉的方法，此處不再贅述。
下面參考具體實施例，對本實用新型進行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本實用新型。
實施例1
銅渣金屬化球團的組成為：全鐵質量分數為25.91％，金屬鐵質量分數為22.51％，金屬化率為90.37％，Al2O3質量分數為20.11％，SiO2質量分數為26.73％，CaO質量分數為6.63％，S質量分數為2％。參考圖5，具體操作步驟如下：
(1)將銅渣金屬化球團供給至微波預處理裝置中進行預處理，得到微波預處理球團，其中，預處理過程中微波頻率為2.0GHz，微波功率為500W，處理時間為20min；
(2)將微波預處理球團供給至破碎裝置中進行破碎處理，以便得到破碎料，其中，破碎料的粒徑不高於2mm；
(3)將上述所得破碎料供給至一段磨礦裝置中進行一段磨礦處理，得到一段磨礦料；接著將一段磨礦料供給至一段磁選裝置中進行一段磁選處理，得到一段含硫金屬鐵粉和尾礦；然後將一段含硫金屬鐵粉供給至二段磨礦裝置中進行二段磨礦處理，得到二段磨礦料；最後將二段磨礦料供給至二段磁選裝置中進行二段磁選處理，得到含硫金屬鐵粉和尾礦，其中，一段磨礦裝置和二段磨礦裝置均為三輥四筒棒磨機，一段磁選裝置和二段磁選裝置均為磁選管，一段磨礦時間為20min，一段磨礦料中粒徑不高於0.074mm的佔74.81％，一段磁選處理的磁場強度為1800Oe；二段磨礦時間為20min，二段磨礦料中粒徑不高於0.074mm佔80.73％，一段磁選處理的磁場強度為1200Oe，所得的含硫金屬鐵粉的鐵品位和回收率為90％左右，其中含硫3wt％左右，殘留元素與有害雜質含量少。
(4)向上述所得到的含硫金屬鐵粉中先後加入pH調整劑硫酸、捕收劑異丁基黃藥和起泡劑2#油進行浮選，其中，硫酸用量要保持礦漿的pH值為5～6，捕收劑異丁基黃藥的用量為200g/t，2#油的用量為20g/t，經過浮選所得的低硫鐵粉的鐵品位在90％以上，含硫0.08wt％，殘留元素與有害雜質含量少。
實施例2
赤泥金屬化球團的組成為：全鐵質量分數為28.22％，金屬鐵質量分數為25.75％，金屬化率為91.26％，Al2O3質量分數為20.71％，SiO2質量分數為26.34％，CaO質量分數為7.45％，S質量分數為3％。參考圖5，具體操作步驟如下：
(1)將赤泥金屬化球團供給至微波預處理裝置中進行預處理，得到微波預處理球團，其中，預處理過程中微波頻率為2.5GHz，微波功率為500W，處理時間為20min；
(2)將微波預處理球團供給至破碎裝置中進行破碎處理，以便得到破碎料，其中，破碎料的粒徑不高於2mm；
(3)將上述所得破碎料供給至一段磨礦裝置中進行一段磨礦處理，得到一段磨礦料；接著將一段磨礦料供給至一段磁選裝置中進行一段磁選處理，得到一段含硫金屬鐵粉和尾礦；然後將一段含硫金屬鐵粉供給至二段磨礦裝置中進行二段磨礦處理，得到二段磨礦料；最後將二段磨礦料供給至二段磁選裝置中進行二段磁選處理，得到含硫金屬鐵粉和尾礦，其中，一段磨礦裝置和二段磨礦裝置均為三輥四筒棒磨機，一段磁選裝置和二段磁選裝置均為磁選管，一段磨礦時間為20min，一段磨礦料中粒徑不高於0.074mm的佔75.72％，一段磁選處理的磁場強度為1800Oe；二段磨礦時間為20min，二段磨礦料中粒徑不高於0.074mm佔81.58％，一段磁選處理的磁場強度為1200Oe，所得的含硫金屬鐵粉的鐵品位和回收率為90％左右，其中含硫4wt％左右，殘留元素與有害雜質含量少。
(4)向上述所得到的含硫金屬鐵粉中先後加入pH調整劑硫酸、捕收劑異丁基黃藥和起泡劑2#油進行浮選，其中，硫酸用量要保持礦漿的pH值為5～6，捕收劑異丁基黃藥的用量為230g/t，2#油的用量為30g/t，經過浮選所得的低硫鐵粉的鐵品位在90％以上，含硫0.09wt％，殘留元素與有害雜質含量少。
實施例3
鋅浸出渣金屬化球團的組成為：全鐵質量分數為26.32％，金屬鐵質量分數為23.76％，金屬化率為90.26％，Al2O3質量分數為20.52％，SiO2質量分數為25.20％，CaO質量分數為7.08％，S質量分數為2.5％。參考圖5，具體操作步驟如下：
(1)將鋅浸出渣金屬化球團供給至微波預處理裝置中進行預處理，得到微波預處理球團，其中，預處理過程中微波頻率為3.0GHz，微波功率為500W，處理時間為20min；
(2)將微波預處理球團供給至破碎裝置中進行破碎處理，以便得到破碎料，其中，破碎料的粒徑不高於2mm；
(3)將上述所得破碎料供給至一段磨礦裝置中進行一段磨礦處理，得到一段磨礦料；接著將一段磨礦料供給至一段磁選裝置中進行一段磁選處理，得到一段含硫金屬鐵粉和尾礦；然後將一段含硫金屬鐵粉供給至二段磨礦裝置中進行二段磨礦處理，得到二段磨礦料；最後將二段磨礦料供給至二段磁選裝置中進行二段磁選處理，得到含硫金屬鐵粉和尾礦，其中，一段磨礦裝置和二段磨礦裝置均為三輥四筒棒磨機，一段磁選裝置和二段磁選裝置均為磁選管，一段磨礦時間為20min，一段磨礦料中粒徑不高於0.074mm的佔75.10％，一段磁選處理的磁場強度為1800Oe；二段磨礦時間為20min，二段磨礦料中粒徑不高於0.074mm佔81.26％，一段磁選處理的磁場強度為1200Oe，所得的含硫金屬鐵粉的鐵品位和回收率為90％左右，其中含硫3.5wt％左右，殘留元素與有害雜質含量少。
(4)向上述所得到的含硫金屬鐵粉中先後加入pH調整劑硫酸、捕收劑異丁基黃藥和起泡劑2#油進行浮選，其中，硫酸用量要保持礦漿的pH值為5～6，捕收劑異丁基黃藥的用量為210g/t，2#油的用量為30g/t，經過浮選所得的低硫鐵粉的鐵品位在90％以上，含硫0.08wt％，殘留元素與有害雜質含量少。
在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
儘管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。