試析微波技術(shù)在冶金工程中的運用

睢愛芹

摘要：隨著社會的不斷發(fā)展與進步，各行業(yè)對金屬資源量的需求越來越大。傳統(tǒng)的冶金方法，已經(jīng)難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。微波技術(shù)的出現(xiàn)有效解決了上述問題，不僅提高了冶金的效率，同時也為金屬質(zhì)量的提升奠定了基礎(chǔ)。將該技術(shù)拓展應(yīng)用到冶金行業(yè)中，對行業(yè)整體成本的降低，及經(jīng)濟效益的提高，具有重要價值。本文從微波技術(shù)的概念入手，分析了微波技術(shù)在冶金工程的萃取、浸出、干燥以及碳熱還原中的運用，并對微波技術(shù)的的應(yīng)用前景進行了展望，意在促進微波技術(shù)的進一步應(yīng)用，促進冶金工程的進一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：微波技術(shù)；冶金工程；運用

1微波技術(shù)的簡要分析

微波技術(shù)源于上個世紀初始時期，在種類繁多的冶金技術(shù)中，微波技術(shù)作為新型的技術(shù)在發(fā)展中獨占鰲頭，在市場中找到了前進的方向，并且得到社會各界的關(guān)注。因為微波技術(shù)具有穩(wěn)定性等特點，其選擇性加熱的特征逐漸獲得重視，在后期技術(shù)的發(fā)展階段和均勻加熱、內(nèi)部加熱以及快速加熱等方式逐漸被人們的發(fā)掘出來。所以在冶金工程的利用中，人們根據(jù)其自身的各種特征對礦物的浸出、煅燒等進行冶煉。所以說，冶金工程在生產(chǎn)期間不能夠沒有微波技術(shù)的融入，在冶金工程中受到一定程度的重視。

2微波技術(shù)在冶金工程中的運用

2.1微波技術(shù)在萃取中的應(yīng)用

萃取為微波技術(shù)在冶金工程中應(yīng)用方式的一種。微波場中，離子可以定向的方式流動，產(chǎn)生離子電流，進而釋放熱量。在此過程中，分子極性的大小，是決定熱能釋放量的主要因素，兩者呈正相關(guān)。強化該過程，是增強熱量，縮短萃取時間，提高萃取效率的主要手段。傳統(tǒng)的冶金萃取過程中，能量向萃取劑傳遞的過程，具有無規(guī)則性，相對散亂，因此萃取效果較差。將微波技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)技術(shù)應(yīng)用到萃取過程中，能夠通過里外同時加熱的途徑，實現(xiàn)選擇性的加熱。將熱量集中至某一區(qū)域，增強熱量，以達到萃取的目的。萃取劑、萃取溫度及時間，是影響微波萃取應(yīng)用效果的主要指標：（1）萃取劑：部分溶液無極性，采用微波無法實現(xiàn)內(nèi)部加熱。因此所選擇的萃取劑，必須具有極性。部分溶劑萃取殘留過多，容易對后續(xù)的分析產(chǎn)生干擾。對該問題加以控制通常較為關(guān)鍵。（2）萃取溫度與時間：將萃取的溫度控制在萃取劑的沸點以下，將萃取時間控制在10-15min之內(nèi)，能夠有效提高萃取率。冶金行業(yè)應(yīng)根據(jù)該特點，采用微波技術(shù)完成萃取的過程。

2.2微波技術(shù)在浸出中的應(yīng)用

我國一直在進行金屬資源的開采，會出現(xiàn)很多低質(zhì)量的金屬資源。相關(guān)研究學(xué)者進行了如下研究：他們對質(zhì)量比較低，而且比較難浸出的金礦使用了微波處理，處理的結(jié)果顯示，金礦中的總碳量減少了70%，金礦中含有的致密硫化物發(fā)生了氧化反應(yīng)，變成了結(jié)構(gòu)較為稀松的氧化物，將這種金礦采取浸出處理發(fā)現(xiàn)，金回收率高達95%，由此可以看出，微波技術(shù)在冶金工程浸出中的應(yīng)用能夠有效提高浸出率。與此同時，有關(guān)研究學(xué)者也將微波技術(shù)應(yīng)用于三氯化鐵浸出硫化銅精礦的實驗中，實驗結(jié)果顯示，微波技術(shù)能夠有效提升浸出的速度，而且液體中的各個物質(zhì)之間反應(yīng)的速度也有了增加，進一步說明了微波技術(shù)在冶金工程浸出工序中應(yīng)用的有效性。

2.3微波技術(shù)在干燥中的應(yīng)用

在微波技術(shù)的處理階段，因為微波技術(shù)本身存在許多特殊性質(zhì)，在干燥處理過程中成為不可缺失的一項重要階段。微波技術(shù)能夠被水吸收，在干燥處理時常會觸及到輻射等各個領(lǐng)域。根據(jù)微波技術(shù)自身情況開說，干燥水平不僅能夠促進速率升高，在此期間也能夠確保物品的完整性。在硼酸干燥的試驗階段，當微波技術(shù)的功率達到一定的范圍時，實驗對象在溫度的變化中也會發(fā)生改變，雖說能夠達到初始的目標，但是在下降中不能夠?qū)崿F(xiàn)水與實驗對象的離析。在實驗中硼酸的外表情況并未發(fā)生變化，就說明實驗得到成功，同時意在表明在微波技術(shù)的干燥處理中，是非常成功的。

2.4微波技術(shù)在碳熱還原中的應(yīng)用

微波技術(shù)還可應(yīng)用到冶金工程的碳熱還原過程中，確保還原反應(yīng)能夠有效實現(xiàn)。碳為微波吸收物質(zhì)的一種，根據(jù)該特點，將微波技術(shù)應(yīng)用到含碳的礦物的冶煉過程中，將會使冶煉的效率，得到極大程度的提升。金屬氧化物的碳熱還原反應(yīng)化學(xué)式為：

MeO+C=Me+CO

在上述化學(xué)式中，Me代表金屬。將化學(xué)式分解，可得到：

2MeO+C=2Me+CO2

CO2+C=2CO

兩項化學(xué)式中，CO2+C=2CO即為碳熱還原的化學(xué)方程式。與傳統(tǒng)的加熱方式相比，采用微波加熱，能夠進一步提高內(nèi)部能量的聚集效率，縮短能量聚集的時間，進而彌補氣化反應(yīng)所消耗的熱量，解決冶金行業(yè)中時常發(fā)生的“冷中心”問題?？梢?，采用微波技術(shù)完成含碳的礦物的碳熱還原過程，優(yōu)勢顯著。

3微波技術(shù)在冶金工程中的應(yīng)用前景

雖然微波技術(shù)已經(jīng)在冶金工程中受到了廣泛的應(yīng)用，提高了冶金工程的工作效率與金屬的回收率，減少了冶金工程的能源消耗。但是微波技術(shù)能夠發(fā)揮出更大的功效，具有較為廣闊的發(fā)展空間。在未來的微波技術(shù)運用中，需要與其他外場技術(shù)相結(jié)合，比如，超聲波技術(shù)，該技術(shù)可以在冶金工程中發(fā)生空化反應(yīng)，從而將溶液中懸浮的團聚顆粒粉碎掉，以此來提高溶液吸收微波的性能。但是外場技術(shù)的應(yīng)用還不是很成熟，需要進一步研究。就目前的冶金工程發(fā)展趨勢看來，外場技術(shù)的應(yīng)用是必然的。因此，冶金企業(yè)需要加大相關(guān)內(nèi)容的研發(fā)力度，突破技術(shù)的瓶頸，促進冶金技術(shù)的進一步發(fā)展。

4結(jié)語

目前，微波技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到了冶金行業(yè)中，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，在提高冶金效率、提高單位時間冶金量方面，體現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢。但需注意的是，影響微波技術(shù)的干燥、浸出及萃取效果的因素較多。時間的長短、礦產(chǎn)資源的總量以及微波的功率等，均屬于重要的因素。未來，冶金行業(yè)應(yīng)通過實驗，尋找各變量的最優(yōu)解，以最大程度的提高冶金行業(yè)對微波技術(shù)的應(yīng)用水平。

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