微波在選礦行業(yè)中的應(yīng)用

2022-12-12 00:00:00

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詳細介紹：

一、微波加熱在礦業(yè)中能節(jié)能增效的原理

1、在選礦行業(yè)中，礦物的粉碎所消耗的能量占整個加工能量消耗的50～70％，粉碎改變礦物的物理特性（礦物的粒度和礦物的濃度）以提高整個加工的經(jīng)濟效益。

2、對礦物進行加熱能引起材料的微裂紋和脆性，將有更加高效的粉碎和研磨效果，因為礦物在長時間的加熱或增加熱能會引起相或者化學(xué)變化，這樣產(chǎn)生更多的內(nèi)部應(yīng)力并改善了粉碎和研磨效果。而微波輻射是提高礦物粉碎的一種有效方法，因為微波增加了礦物的穿晶與沿晶斷裂。

3、微波在礦業(yè)粉碎加工中能降低能源消耗，表現(xiàn)在粉碎、研磨過程中微波將很容易、高效地減少25％的研磨、粉碎能源費用。

二、微波在選礦和礦物加工中的幾種應(yīng)用

1、烘干：烘干是微波能應(yīng)用中最簡單的，也是更經(jīng)濟實惠的。烘干的目的就是脫水，包含脫游離水和結(jié)構(gòu)水，而水是吸收微波能力最強的，并且控制溫度在100℃～300℃左右即可完全烘干游離水和結(jié)構(gòu)水，同時對部分吸波能力好的礦物進行了一定的加熱裂解，改善了后續(xù)礦物破碎、研磨工藝。

2、浮選：微波輻射加熱能有效地改善鈦鐵礦的表面特性提高礦物的浮選能力。

例如：鈦鐵礦，即鈦和鐵的金屬氧化物，它在2.45GHz的微波爐中具有很快的加熱特性。研究發(fā)現(xiàn)2600W功率輻射時，鈦鐵礦塊體樣品在10秒內(nèi)即達到180℃，1分鐘后達到720℃；石英和長石則只有很小的微波加熱性能，相應(yīng)地在1分鐘后僅能達到53℃和65℃。在微波輻射后，鈦鐵礦回收增加20％以上。鈦鐵礦樣品局部表面區(qū)域隨著微波輻射，出現(xiàn)了有價值地變化，同時觀察到新相的出現(xiàn)。當(dāng)鈦鐵礦（鐵鈦，FeTiO3）在空氣中會出現(xiàn)氧化，Fe+2氧化成Fe＋3，在室溫時，這種氧化速度很慢，但隨著溫度的提高而加快。微波選擇性加熱特性加速了鈦鐵礦表面Fe的氧化，氧化增強了浮選－反應(yīng)物的吸波性能，從而提高浮選速度。

研究結(jié)果顯示微波輻射10秒鈦鐵礦的回收提高10％，隨著微波輻射時間的增加鈦鐵礦的回收增加大約64％，zui高可到87％。微波輻射還可減少油酸鈉用量，鈦鐵礦浮選回收率達到60％時，油酸鈉用量2×10－4摩爾；對于微波處理的鈦鐵礦，油酸鈉用量是7×10－5摩爾，回收率達到65％。

3、煅燒：微波高溫加熱應(yīng)用于難熔礦物及其冶煉。

例如：典型的難熔含砷黃鐵礦－黃鐵含金礦需要煅燒、高壓、過濾來提煉金，高壓和煅燒時間長能耗大。利用微波的選擇性加熱原理僅讓礦物中部分與微波起作用，這樣會節(jié)約能量，同時避免某些難處理副產(chǎn)品的出現(xiàn)并滯留在生產(chǎn)線上。

4、金的冶煉：包裹金礦物，采用傳統(tǒng)方法加工，其金的析出率只有60%多，如先采用微波加熱，利用微波的選擇性加熱特性，使包裹金中的氧化物首先被加熱并放出熱量膨脹，而使包裹體炸裂。這樣，后續(xù)析出工藝可使金的析出率提高至90%左右。

5、黃銅礦的冶煉：采用金的冶煉同樣的方法微波熔融冶煉銅。通過有效地控制加熱速度和氧含量，氣體逸出時產(chǎn)生酸。研究證實微波加熱工藝能有效地氧化硫。在酸中溶解的銅的回收率超過99％。

6、含碳的礦物：含碳的礦物中的有機物很適合微波加工，微波加熱升溫快速，其選擇性加熱特性能激發(fā)有機物的裂解并產(chǎn)生放熱反應(yīng)，減少能量消耗。

7、微波處理礦物尾渣：應(yīng)用微波加工的礦物尾渣料，它們包括針鐵礦、方解石、石英和黃鉀鐵礬，其中含有與針鐵礦結(jié)合的金和銀，接近50％的金不能用CN（氰）濾取。微波預(yù)處理尾渣料，再采用CN濾取方解石得到很高的金的回收率。

8、微波處理赤泥，磷石膏：通過微波煅燒將廢渣磷石膏和赤泥中的CaO-SiO₂ -Al₂O₃重組，獲取有用的硫酸H₂SO₄ ，氧化鋁Al₂O₃，工程建材原料CaO·SiO₂；做到“以渣治渣”、“吃干榨凈”。采用微波加熱焙燒，降低燒成溫度，擴大燒成溫度范圍，提高熟料質(zhì)量和窯產(chǎn)能，新工藝中不再大量添加其它物質(zhì)，不會產(chǎn)生新的污染。