1 微波加热简介
微波是频率在13~300GHz,即波长在0.1~100cm之间的电磁波,微波加热常用的频率为915MHz,2450MHz。与常规加热不同,微波加热不需要由表及里的热传导,而是通过微波在物料内部的能量耗散来直接加热物料,根据物料电磁特性的不同,可及时有效地在整个物料内部产生热量。微波通过在物料内部的介电损耗直接将化学反应所需要的能量传递给反应的分子或原子,这种原位能量转换方式可促进化学反应和扩散过程快速进行。
根据材料和微波相互作用情况可以将材料分为微波透过体、微波反射体、微波吸收体和混合体四大类。一般冶金矿物都属于第四类,矿物中FeTiO3、Fe、Fe3O4、FeS2、CuCl、MnO2和木炭等物质均为微波吸收体,属于高活性材料,在微波场中的升温速率非常快:而矿物CaO,CaCO3和SiO2等物质都是微波透过体属于惰性材料,不能被微波加热。利用微波选择性加热矿物组分的特点,向矿石中配入适当的组分,可以有效地实现有用组分从矿物中的分离。
2 微波技术在矿物冶金中的应用
2.1 微波助磨
微波技术在煤矿、铁矿以及其它矿物加工中的研究已取得较好进展,如微波技术可使煤矿和铁矿石的功指数分别降低50%和90%以上,使黄铁矿磨耗降低5/6。微波处理钛铁矿时,不但降低能耗、提高磨矿效率和产量,而且对提高下游浮选和磁分离等过程的回收率非常有利。研究表明,微波磨矿克服了传统磨矿中能耗大、能效低的缺点,从而大幅降低磨矿成本、提高产量。但是,使用中要考虑可磨性的改善程度与矿石种类、粒径以及组分的分散程度的关系,根据情况选择合适的微波频率、强度和加热时间。
2.2 微波助浸
微波技术在处理含砷、硫、碳的难处理金精矿,以及铂钯的铜镍精矿和红土矿等方面研究较多。如微波处理含砷、硫、碳的难浸金精矿后,金氰化浸出率从40.63%提至68.63~97.90%以上。而微波处理时如加入NaOH,还可将矿石中的S和As分别转化为Na2O4和Na3AsO3,避免了As2O3和SO2等污染环境,微波技术处理难浸黄铁矿和砷黄铁矿型金矿时,不但使金的回收率从30%提至90%以上,而且没有SO2产生,副产品硫磺可出售,另外,微波预处理含碳的微细金矿和铂钯的铜镍精矿后金的氰化浸出率由几乎为0和50%分别提至86.53%和87.00%以上,而且大幅降低能耗和作业时间。研究表
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