微波加热在冶金中的应用进展
微波加热技术在冶金领域的应用
微波加热技术在冶金领域的应用随着科技的不断进步和经济的不断发展，人类对于金属材料的需求也越来越大。
作为一种重要的工业原料，金属材料的生产过程一直是冶金行业的重点研究领域。
而在冶金领域中，微波加热技术作为一种新兴的加热方法，正受到越来越多的重视和应用。
本文将对微波加热技术在冶金领域的应用做一个简要的介绍和分析。
一、微波加热技术的基本原理微波加热技术是利用微波在加热介质中吸收并转化为热能的一种加热方法。
微波是一种高频电磁波，其波长一般在1mm-1m之间。
加热介质在电磁场中受到的电磁力和摩擦力作用下，可使分子、离子或电子发生相应的运动和变化，吸收微波能量并转化为热能。
由此可见，微波加热技术与传统的火焰、电阻和对流等加热方式相比，具有快速、节能、环境友好等特点。
二、微波加热技术在冶金领域的应用1、金属材料的加热微波加热技术可以用于金属材料的加热和热处理，这不仅可以提高材料的温度均匀性和加热速度，还可以节约能源和减少污染。
例如，利用微波加热技术对金属板材进行快速加热，可以缩短加热时间、提高生产效率和降低生产成本。
同时，微波加热技术还可以用于金属热处理过程中的表面淬火、退火、时效等过程，这些都可以使得材料的性能得到改善和优化。
2、冶金矿物的加热微波加热技术同样可以用于冶金矿物的加热和热处理。
在矿石的冶炼过程中，微波加热技术可以有效地加快矿石的加热速度，减少能源消耗和排放的废气，从而实现矿石快速加热和高温热处理。
此外，微波加热技术还可以用于有色金属和钢铁等冶金领域的矿物加热和提取过程中，可以提高提取率和处理效率，并能减少环境污染和能源浪费。
三、微波加热技术的发展前景当前，微波加热技术已经普遍应用于食品加热、医疗治疗等领域，而在未来的冶金领域中，微波加热技术的应用前景也是非常广阔的。
不仅如此，作为一种基于清洁能源的绿色加热技术，微波加热技术将成为冶金领域和其他领域发展的重要方向之一。
随着技术不断的推进和优化，相信微波加热技术在冶金领域中的应用会越来越广泛，并且会对冶金工业的发展和环保做出重要的贡献。
微波加热在冶金碳热还原中的应用研究现状
热
微波
匿
ｐＰ ｃ＿ 】 ｏＡ ＋ｅ沁 一ຫໍສະໝຸດ 微 波 趟而产生热
ａ 加 热前 物料 分子 的分布
ｂ 微波加热时物料分子的分布 ｃ 物料极性 分子随微波场变化
图１ 微波加热原理示意 图
Ｆ ｇ ｉｇ ａ ｉ．１ Ｄ ａ ｒ ｍｍａ ｉ ｓ ｅｃ ｆｍｉ ｒｗａ ｅ ｒ ｄ ａｉ ｎ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｔ ｋ ｔｈ ｏ ｃｏ ｖ ａ ｉｔ ｒｎ ｉ ｌ ｃ ｏ
料分子的极化有密切关系 ，只要微波能透过材料并
被吸收就能达到加热的 目的【。 微波加热物料， 在物料中可能产生电子极化、 原
子极 化 、 偶极 子转 向极 化及 界 面极化 ， 由于后两 种极
化的时间与微波频率相吻合 ，因此对物料的加热 起主要作用。 电介质的分子在无外电场作用时 ， 偶极 矩在各个方 向的几率相等 ，宏观偶极矩为零 （ 见图 ｌ） ａ 。在微波场 中， 物料的偶极子受 电场作用产生转 矩， 宏观偶极矩不再为零 ， 产生偶极转向极化 （ 见图
Ｔ ６２３ １ Ｆ ４ ． ．
ＣＵＲＲＥＮＴ Ｉ Ｓ ＴＵＡＴＩ ＯＮ ＴＵＤＹ ＯＦ Ｓ ＯＮ ＴＨＥ Ｉ Ｍ ＣＲＯＷ ＡＶＥ ＲＡＤＩ ＡＴＩ ＯＮ Ｎ ＥＴＡＬＬＵＲＧＩ Ｉ Ｍ ＣＡＬ ＣＡＲＢＯＮ—
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维普资讯
２０ ０６年第 ６期 总第 １ １ ９ 期
铁
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Ｆ ＥＲＲＯ． ＡＬＬ０ＹＳ
２ ０ ＮＯ ６ Ｏ６ ． Ｔｏ ． ９ ｔ１ １
微波加热在 冶金碳 热还原 中的应 用研 究现状
宋耀 欣 储 少 军
微波加热在矿冶方面的应用研究现状
２ 微 波加 热在破 碎 、 矿及 矿 物解 离方 面 的 磨
研 究
矿石 中有 用 矿 物 （ 含 卤 化 物 ） 要 分 为 两 大 不 主
类 ： 化矿 和氧 化 矿 。前 人 的研 究 结果 表 明 ， 多数 硫 大 硫 化矿 物 和部分 氧 化 矿 物在 微 波场 中 的升 温 速 率很
于微 波 加热 技术 在 矿冶 方 面 的研 究 与开发 ， 获得 了 并 许 多科 研成 果 。笔 者 主要 介 绍 了微 波 加 热 在 矿 冶 方
面 的研 究与 应用 现状 。
快 ， 二氧 化硅 等 脉石矿 物 在微 波场 中的升温 速率 均 而
较慢 ， 甚至 不升 温 。根据 微 波 的选 择 性加热 和 快速加 热 的特 点 ， 对矿 石进 行微 波处 理 ， 由于加热 的不 均匀 ，
择恰 当的微 波频 率 、 度 和 加 热 时 间 ， 波 的能 量 不 强 微
率， 其次为微波 辐射 时间和物料质量。最佳条件为 ：
微 波 功率 ７ ０ 、 烧 时 间 ９ ｓ 物 料 质量 １ ｇ ０Ｗ 煅 ０、 ０ 。在 最
能太大 ， 也不能太小。为计算出用微波加热不同类型
矿石 的最佳技术组 合 ， 研究人 员使用计算机进 行模 拟 ， 望采用 这 种微 波 破 碎 技 术 ， 矿 石 中 回收 的有 希 从
范围内， 正交 试验 结 果 表 明 ： 主要 影 响 因 素 为微 波功
来研究如何用微波来加热矿 石。他发现用微 波加热 矿石可 以像用电力磨碎矿石那样粉碎矿石 ， 但却可节 约一 半 的 电力 。各种 矿石 对微 波 的反应 不 同 ， 因此 应
针对 不 同类 型 的矿石选 择 不 同的微 波参 数 。例如 ： ห้องสมุดไป่ตู้
试论微波技术在冶金工程中的运用
在此过程 中 ，分子极 性的大小 ，是决定热能释放 量的主要因素 ， 原反应能够 有效 实现 。碳 为 微波 吸收 物质 的一 种 ，根据 该特
两者呈正相关 。强化该过程 ，是增强热 量 ，缩 短萃取时 间 ，提 高 点 ，将微波技术应用 到含碳 的矿 物的冶炼 过程 中，将会 使冶炼
萃取效率的主要手段。传统的冶金萃取过程 中，能量向萃取剂 的效率，得到极大程度 的提升 。金属氧化物 的碳 热还原反应化
出、干燥及还原 过程 中，对 冶金效率 的提 高 ，能够起 到一定的促 功率设置为 ７２０Ｗ ，脱水时间设 置为 ９０ｓ，取钛精矿 １０ｇ脱水 ，当
进作用。
达到 ６．６８２％ 的脱水率时 ，用 时仅 ９０ｓ。将其与传统 的干燥技术
２微 波技 术在 冶金工程中的运用方法
对 比发 现 ，为 达 到 ６．６８２％ 的脱水 率 ，传 统 技术 的用 时 长 达
传递的过程 ，具有无规则性，相对散乱，因此萃取效果较差。将 学式为 ：
微波技术代替传统技术应用 到萃取 过程 中 ，能够通 过里外 同时
ＭｅＯ ＋Ｃ ＝Ｍｅ＋Ｃ０
加热的途径，实现选择性的加热。将热量集中至某一区域 ，增
在上述化学式中 ，Ｍｅ代表金属 。将化学式分解 ，可得到 ：
强热量，以达到萃取的目的。萃取剂、萃取温度及时间，是影响
求。微波技术的出现有效解决了上述问题 ，不仅提高了冶金的 更 佳 。
效率，同时也为金属质量的提升奠定了基础。将该技术拓展应
２．３微 波 干 燥
用到冶金行业中，对行业整体成本的降低 ，及经济效益的提高，
与传统的干燥技术相 比，微波干燥具有 加热均匀 、速度快 、
具有重要价值 。
微波在冶金中的应用研究
1. 微波在火法冶金中的应用 碳是一种较易吸收微波的物质，可
在 短 时 间 内 升 温 到 1050~1155K，同 时 微波具有选择性加热物料的特点，因此 利用微波加热含碳矿物可以有效实现有 效矿物的分离。金属氧化矿的微波碳热 还原是一项非常有前途的冶金新技术， 对冶金炼铁和有色金属的冶炼等冶金工 艺都有重要的实际意义，很多人在这方 面都做了相关的研究工作。
微波在粉末冶金中的应用
由于微波同固态物质间的交替影 响，要将微波成功地应用到陶瓷氧化物 和硬质合金等粉末冶金产品的烧结中需 要不同的工艺方法。微波烧结产品与传 统烧结产品相比可自由地选择更多的参 数，因而这种烧结方法更有潜力，它不仅 降低了一般材料的生产成本，如硬质合 金系列，而且对发展和优化陶瓷结构也 有相当明显的作用。目前微波技术在世
表 锰氧化物在微波场中的升温特性
时间 t/ min
0
温度 T/K
△ T/ △ K (K/min)
MnO2 298
Mn3O4 298
MnO2 -
Mn3O4 -
1
920
305
220
7
2
1050
312
112
7
3
1000
320
76
8
5
1123
335
22
7.5
7
1250
348
0
6.5
11
1170
372
-30
6
（2）在轻金属中的应用 郭先健等 [10] 研究了在微波作用下 一水硬铝石的拜耳法溶出过程，发现与 传统的拜耳法溶出工艺相比，在微波辐 射作用下，溶出温度低，溶出速率提高， 而且能消除钛结巴的危害，能较好地改 善一水硬铝石的溶出性能和降低氧化铝 的生产能耗。 （3）在稀有金属中的应用 近 年 在 国 外，将 微 波 用 于 钨 精 矿 的分解及黑钨精矿的微波苏打烧结 等 研 究 已 取 得 进 展。黑 钨 精 矿 和 苏 打 (20% ～ 40%) 的混合料能强烈吸收微波 能，在适宜微波场强度下，可在 15 ～ 20 分 钟 内 将 试 样 加 热 至 820 ℃ ～ 980 ℃， 保持 10 ～ 20 分钟即可完成烧结，获得 高质量的烧结块。研究结果表明 ：微波 烧结能激发被烧结物料的离子化和交互 置 换、氧 化、相 变 等 物 理 化 学 过 程，使 烧结反应完成时间缩短 。 [11] （4）在贵金属冶金中的应用 我国地质部矿产综合利用研究 所 的 研 究 表 明 ：难 处 理 金 矿 经 微 波 处 理 后，金 浸 出 率 可 大 于 90%。魏 明 安 等 [11] 研 究 难 浸 微 细 包 裹 金，在 料 层 固
微波技术在湿法冶金中的应用
研究生考试试卷评分考试科目：课程编号：专业：姓名:学号：目录微波技术在湿法冶金中的应用.............................................................. - 1 - 第1章绪论................................................................................................. - 1 -1.1微波加热原理............................................................................. - 1 -1.2微波加热优点............................................................................. - 2 - 第2章微波在湿法冶金冶金中的应用.............................................. - 3 -2.1微波强化浸出............................................................................. - 3 -2.2微波辅助萃取............................................................................. - 4 -2.3微波碳热还原............................................................................. - 4 -2.4微波干燥..................................................................................... - 5 -2.5微波烧结..................................................................................... - 5 -2.6微波辅助磨矿............................................................................. - 6 -2.7微波干燥和分解......................................................................... - 7 -2.8废物处理..................................................................................... - 7 - 第3章微波协同其他技术在冶金中的应用 .................................... - 9 -3.1微波与磁场协同在矿石浸出中的应用..................................... - 9 -3.2微波与超声波协同在蒸发结晶中的应用................................. - 9 - 第4章问题与展望................................................................................. - 11 - 参考文献...................................................................................................... - 13 -微波技术在湿法冶金中的应用摘要：介绍了微波加热原理及其优点，综述了微波技术在冶金过程中的应用状况，以及微波协同其他外场技术在冶金中的最新应用状况，展望了未来外场技术强化冶金过程的发展趋势与研究重点。
微波冶金应用的原理
微波冶金应用的原理前言微波冶金是一种特殊而又高效的冶金加热方式，它利用微波能将物质内部迅速加热，从而实现温度控制和冶金过程的优化。
本文将介绍微波冶金的应用原理。
微波冶金的基本原理微波冶金利用微波的特殊性质，将能量直接传递到物质内部，从而实现加热。
其基本原理如下：1.微波加热效应: 微波是一种电磁波，具有频率高、波长短的特点。
当微波与物质相互作用时，会引起物质分子的振动和摩擦，从而产生热能。
相比传统的加热方式，微波加热更加高效和均匀。
2.微波选择性加热: 微波对物质的选择性加热是利用物质在微波场中的吸收特性。
不同物质对微波的吸收能力不同，对不同频率的微波有不同的响应。
通过选择合适的微波频率可以实现对特定物质的选择性加热。
3.冶金反应的促进: 微波加热能够促进冶金反应的进行。
微波场对金属内部的液相扩散能起到一定的促进作用，使液相扩散反应速率加快。
同时，微波还可以改变金属熔体的流动性和界面张力，促进金属的组织变化和相变反应。
微波冶金的应用领域微波冶金的应用领域非常广泛，以下是其主要应用领域的列举：•金属熔炼: 微波冶金在金属熔炼领域有着广泛的应用。
利用微波加热，可以实现金属熔融的快速、均匀和高效，有效提高了冶金效率和质量。
•合金制备: 微波冶金在合金制备领域也有着重要的应用。
通过微波加热可以实现对合金成分的精确控制和合金相变的调控，从而得到具有特定性能的合金材料。
•金属粉末冶金: 微波冶金在金属粉末冶金领域也有广泛的应用。
微波加热可以实现对金属粉末的高速和均匀加热，从而实现金属粉末的烧结和熔融。
这种加热方式能够提高金属粉末冶金的工艺效率和产品质量。
•金属材料热处理: 微波冶金在金属材料热处理领域也有重要的应用。
微波加热可以实现对金属材料的局部加热和快速冷却，在热处理过程中实现对材料性能的调控和优化。
•金属铸造: 微波冶金在金属铸造领域也有着重要的应用。
利用微波加热可以实现对金属熔体的快速、均匀和高效加热，从而实现金属铸造工艺的改进和优化。
微波加热技术在冶金工业中的应用
微波加热技术在冶金工业中的应用摘要：在简要介绍微波加热原理和微波加热优点的基础上，综述了微波加热技术在铁矿石预处理、碳热还原、冶金原料的升温特性、废气处理、钢渣处理等领域的研究成果和进展。
认为微波加热技术在冶金工业中具有广阔的应用前景。
关键词：微波加热；碳热还原；钢渣处理1.微波加热技术微波是频率在0.3 ～300GHz 范围内的电磁理。
在微波辐射时，矿物的复杂性可以导致矿石中矿物和杂质被加热至不同温度，矿石内部应力增加，从而使脉石发生破裂，对磨矿产生积极的影响。
对于不同的矿物，要选择合适的微波频率、强度和加热时间。
刘全军等[1] 以磨矿动力学系数和选择性破裂函数为依据，证明了微波的选择性加热可以促进磁鐵矿的磨细，而石英矿不受影响，从而达到使磁铁矿石选择性磨细的目的。
黄亚蕾等[2] 对铁矿石在微波热风烧结点火条件下进行试验研究，并通过计算不同烧结点火气流中氧气的含量分析了微波热风点火机理。
烧结点火试验结果表明，微波热风点火温度远远低于传统铁矿烧结点火温度，在微波输出功率8kW、点火1.5min、预热风温度350℃下可获得指标良好的烧结矿。
点火气流中氧气含量计算结果表明，微波热风点火气流中的氧气含量为21%，煤气点火气流中氧气含量为8.59%。
点火气流中氧气含量较高，能够使焦粉在较低的温度下点燃，并且燃烧完全，从而获得较好指标的烧结矿。
波。
微波加热的基本原理是：在高频电磁作用下，介质材料中的极性分子从原来的随机分布状态转向按电场的极性排列取向，取向运动以每秒数十亿的频率不断变化，从而造成分子剧烈运动与碰撞摩擦，产生热量，使介质温度不断升高。
微波加热具有以下优点：（1）非传导加热。
加热速度快，一般只需常规加热时间的几分之一或几十分之一。
（2）体加热。
加热均匀，不易产生外层结“壳” 而内层“夹生” 的加热现象。
（3）高效节能。
微波加热设备壳体金属材料是微波反射型材料，只能反射而不能吸收微波或极少吸收微波，且微波是内部“体热源”，它并不需要高温介质来传热，形成了微波能量利用的高效性。