試析微波技術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，已經難以滿足人們日益增長的需求。微波技術的出現(xiàn)有效解決了上述問題，不僅提高了冶金的效率，同時也為金屬質量的提升奠定了基礎。將該技術拓展應用到冶金行業(yè)中，對行業(yè)整體成本的降低，及經濟效益的提高，具有重要價值。本文從微波技術的概念入手，分析了微波技術在冶金工程的萃取、浸出、干燥以及碳熱還原中的運用，并對微波技術的的應用前景進行了展望，意在促進微波技術的進一步應用，促進冶金工程的進一步發(fā)展。

關鍵詞：微波技術；冶金工程；運用

1微波技術的簡要分析

微波技術源于上個世紀初始時期，在種類繁多的冶金技術中，微波技術作為新型的技術在發(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注。因為微波技術具有穩(wěn)定性等特點，其選擇性加熱的特征逐漸獲得重視，在后期技術的發(fā)展階段和均勻加熱、內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，冶金工程在生產期間不能夠沒有微波技術的融入，在冶金工程中受到一定程度的重視。

2微波技術在冶金工程中的運用

2.1微波技術在萃取中的應用

萃取為微波技術在冶金工程中應用方式的一種。微波場中，離子可以定向的方式流動，產生離子電流，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。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。將微波技術代替?zhèn)鹘y(tǒng)技術應用到萃取過程中，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)的分析產生干擾。對該問題加以控制通常較為關鍵。（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，能夠有效提高萃取率。冶金行業(yè)應根據(jù)該特點，采用微波技術完成萃取的過程。

2.2微波技術在浸出中的應用

我國一直在進行金屬資源的開采，會出現(xiàn)很多低質量的金屬資源。相關研究學者進行了如下研究：他們對質量比較低，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，變成了結構較為稀松的氧化物，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，微波技術在冶金工程浸出中的應用能夠有效提高浸出率。與此同時，有關研究學者也將微波技術應用于三氯化鐵浸出硫化銅精礦的實驗中，實驗結果顯示，微波技術能夠有效提升浸出的速度，而且液體中的各個物質之間反應的速度也有了增加，進一步說明了微波技術在冶金工程浸出工序中應用的有效性。

2.3微波技術在干燥中的應用

在微波技術的處理階段，因為微波技術本身存在許多特殊性質，在干燥處理過程中成為不可缺失的一項重要階段。微波技術能夠被水吸收，在干燥處理時常會觸及到輻射等各個領域。根據(jù)微波技術自身情況開說，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實現(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的干燥處理中，是非常成功的。

2.4微波技術在碳熱還原中的應用

微波技術還可應用到冶金工程的碳熱還原過程中，確保還原反應能夠有效實現(xiàn)。碳為微波吸收物質的一種，根據(jù)該特點，將微波技術應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化學式為：

MeO+C=Me+CO

在上述化學式中，Me代表金屬。將化學式分解，可得到：

2MeO+C=2Me+CO2

CO2+C=2CO

兩項化學式中，CO2+C=2CO即為碳熱還原的化學方程式。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。可見，采用微波技術完成含碳的礦物的碳熱還原過程，優(yōu)勢顯著。

3微波技術在冶金工程中的應用前景

雖然微波技術已經在冶金工程中受到了廣泛的應用，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。在未來的微波技術運用中，需要與其他外場技術相結合，比如，超聲波技術，該技術可以在冶金工程中發(fā)生空化反應，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。但是外場技術的應用還不是很成熟，需要進一步研究。就目前的冶金工程發(fā)展趨勢看來，外場技術的應用是必然的。因此，冶金企業(yè)需要加大相關內容的研發(fā)力度，突破技術的瓶頸，促進冶金技術的進一步發(fā)展。

4結語

目前，微波技術已經被應用到了冶金行業(yè)中，與傳統(tǒng)技術相比，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，影響微波技術的干燥、浸出及萃取效果的因素較多。時間的長短、礦產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)對微波技術的應用水平。

參考文獻：

[1]微波能技術在貴金屬領域的應用與發(fā)展[J].崔維，王仕興，彭金輝，張耕瑋.稀有金屬.2015（07）

[2]微波技術原理及其發(fā)展與應用[J].謝文彬.科技資訊.2017（36）

[3]微波技術在分析中樣品消解與萃取的應用進展[J].劉玲，王思琪，賀怡欣，門倩妮，賈小梅，盧青，高鳳莉，張爭京.廣東化工.2016（22）

[4]冶金工程設計的發(fā)展現(xiàn)狀及展望分析[J].王佳賓.世界有色金屬.2018（07）