试析微波技术在冶金工程中的运用

睢爱芹

摘要：随着社会的不断发展与进步，各行业对金属资源量的需求越来越大。传统的冶金方法，已经难以满足人们日益增长的需求。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，具有重要价值。本文从微波技术的概念入手，分析了微波技术在冶金工程的萃取、浸出、干燥以及碳热还原中的运用，并对微波技术的的应用前景进行了展望，意在促进微波技术的进一步应用，促进冶金工程的进一步发展。

关键词：微波技术；冶金工程；运用

1微波技术的简要分析

微波技术源于上个世纪初始时期，在种类繁多的冶金技术中，微波技术作为新型的技术在发展中独占鳌头，在市场中找到了前进的方向，并且得到社会各界的关注。因为微波技术具有稳定性等特点，其选择性加热的特征逐渐获得重视，在后期技术的发展阶段和均匀加热、内部加热以及快速加热等方式逐渐被人们的发掘出来。所以在冶金工程的利用中，人们根据其自身的各种特征对矿物的浸出、煅烧等进行冶炼。所以说，冶金工程在生产期间不能够没有微波技术的融入，在冶金工程中受到一定程度的重视。

2微波技术在冶金工程中的运用

2.1微波技术在萃取中的应用

萃取为微波技术在冶金工程中应用方式的一种。微波场中，离子可以定向的方式流動，产生离子电流，进而释放热量。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，两者呈正相关。强化该过程，是增强热量，缩短萃取时间，提高萃取效率的主要手段。传统的冶金萃取过程中，能量向萃取剂传递的过程，具有无规则性，相对散乱，因此萃取效果较差。将微波技术代替传统技术应用到萃取过程中，能够通过里外同时加热的途径，实现选择性的加热。将热量集中至某一区域，增强热量，以达到萃取的目的。萃取剂、萃取温度及时间，是影响微波萃取应用效果的主要指标：（1）萃取剂：部分溶液无极性，采用微波无法实现内部加热。因此所选择的萃取剂，必须具有极性。部分溶剂萃取残留过多，容易对后续的分析产生干扰。对该问题加以控制通常较为关键。（2）萃取温度与时间：将萃取的温度控制在萃取剂的沸点以下，将萃取时间控制在10-15min之内，能够有效提高萃取率。冶金行业应根据该特点，采用微波技术完成萃取的过程。

2.2微波技术在浸出中的应用

我国一直在进行金属资源的开采，会出现很多低质量的金属资源。相关研究学者进行了如下研究：他们对质量比较低，而且比较难浸出的金矿使用了微波处理，处理的结果显示，金矿中的总碳量减少了70%，金矿中含有的致密硫化物发生了氧化反应，变成了结构较为稀松的氧化物，将这种金矿采取浸出处理发现，金回收率高达95%，由此可以看出，微波技术在冶金工程浸出中的应用能够有效提高浸出率。与此同时，有关研究学者也将微波技术应用于三氯化铁浸出硫化铜精矿的实验中，实验结果显示，微波技术能够有效提升浸出的速度，而且液体中的各个物质之间反应的速度也有了增加，进一步说明了微波技术在冶金工程浸出工序中应用的有效性。

2.3微波技术在干燥中的应用

在微波技术的处理阶段，因为微波技术本身存在许多特殊性质，在干燥处理过程中成为不可缺失的一项重要阶段。微波技术能够被水吸收，在干燥处理时常会触及到辐射等各个领域。根据微波技术自身情况开说，干燥水平不仅能够促进速率升高，在此期间也能够确保物品的完整性。在硼酸干燥的试验阶段，当微波技术的功率达到一定的范围时，实验对象在温度的变化中也会发生改变，虽说能够达到初始的目标，但是在下降中不能够实现水与实验对象的离析。在实验中硼酸的外表情况并未发生变化，就说明实验得到成功，同时意在表明在微波技术的干燥处理中，是非常成功的。

2.4微波技术在碳热还原中的应用

微波技术还可应用到冶金工程的碳热还原过程中，确保还原反应能够有效实现。碳为微波吸收物质的一种，根据该特点，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学式为：

MeO+C=Me+CO

在上述化学式中，Me代表金属。将化学式分解，可得到：

2MeO+C=2Me+CO2

CO2+C=2CO

两项化学式中，CO2+C=2CO即为碳热还原的化学方程式。与传统的加热方式相比，采用微波加热，能够进一步提高内部能量的聚集效率，缩短能量聚集的时间，进而弥补气化反应所消耗的热量，解决冶金行业中时常发生的“冷中心”问题。可见，采用微波技术完成含碳的矿物的碳热还原过程，优势显著。

3微波技术在冶金工程中的应用前景

虽然微波技术已经在冶金工程中受到了广泛的应用，提高了冶金工程的工作效率与金属的回收率，减少了冶金工程的能源消耗。但是微波技术能够发挥出更大的功效，具有较为广阔的发展空间。在未来的微波技术运用中，需要与其他外场技术相结合，比如，超声波技术，该技术可以在冶金工程中发生空化反应，从而将溶液中悬浮的团聚颗粒粉碎掉，以此来提高溶液吸收微波的性能。但是外场技术的应用还不是很成熟，需要进一步研究。就目前的冶金工程发展趋势看来，外场技术的应用是必然的。因此，冶金企业需要加大相关内容的研发力度，突破技术的瓶颈，促进冶金技术的进一步发展。

4结语

目前，微波技术已经被应用到了冶金行业中，与传统技术相比，在提高冶金效率、提高单位时间冶金量方面，体现出了极大的优势。但需注意的是，影响微波技术的干燥、浸出及萃取效果的因素较多。时间的长短、矿产资源的总量以及微波的功率等，均属于重要的因素。未来，冶金行业应通过实验，寻找各变量的最优解，以最大程度的提高冶金行业对微波技术的应用水平。

参考文献：

[1]微波能技术在贵金属领域的应用与发展[J].崔维，王仕兴，彭金辉，张耕玮.稀有金属.2015（07）

[2]微波技术原理及其发展与应用[J].谢文彬.科技资讯.2017（36）

[3]微波技术在分析中样品消解与萃取的应用进展[J].刘玲，王思琪，贺怡欣，门倩妮，贾小梅，卢青，高凤莉，张争京.广东化工.2016（22）

[4]冶金工程设计的发展现状及展望分析[J].王佳宾.世界有色金属.2018（07）