(工程硕士)微波冶金与材料作业

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1、昆明理工大学冶金工专业工程硕士试卷考试科目:微波冶金与材料冶能学院：冶金专业工程硕士考试时间:2013.6命题教师:夏洪应学生班级：2011级学生姓名:林安川学号:2011302018题号1234总分评分1、阐述微波加热的基本原理和特点。（25分）2、简述微波预处理应用现状，并进行原理分析。（25分）3、简述微波干燥的原理和发展动态。（25分）4、简述微波加热在冶金中应用现状，并阐述你的看法。（25分）答案见下页：41、阐述微波加热的基本原理和特点。（25分）答：微波是频率在300MHz~300GHz，即波长在100cm~1mm范围内的电磁波，是位于电磁波谱的红外

2、光谱和无线电波之间。目前，微波加热所采用的常用频率为915MHz、2450MHz，对应的波长为0.330米和0.122米。微波加热是一种将微波加热技术用于工业过程的新型加热方法，已发展成为一门引人注目的前沿交叉学科。微波加热与常规加热方式显著不同，它是通过微波在物料内部的介电损耗直接将反应所需要的能量传递给反应的分子或原子，在足够强的微波能量密度下，这种原位能量转换方式使得物料微区得到快速的能量累积。微波加热基本原理：加热机制一，偶极子极化加热在微波场中，一个极性偶极子分子总是试图随着迅速改变的电磁场方向调整其取向。极性分子取向的调整不可能与迅速改变的微波场的方向

3、（对2.45GHz频率，每秒改变2.45×109次）相匹配，因而使分子间的摩擦加剧，使之变热；加热机制二，离子导电加热对含有离子的溶液，微波场加速溶液中离子迁移的速率，增加了离子碰撞的几率，使动能转变成热能。导电作用大小与介质中离子的浓度和迁移率有关。因此，离子迁移产生的微波能量损失依赖于离子的大小、电荷量和导电性，并受离子与溶液分子之间相互作用的影响；微波与颗粒物料相互作用。微波加热过程在宏观上表现出如下优点：（1）选择性加热。选择性加热物料，升温速率快，加热效率高；（2）催化作用。对反应具有催化作用，能降低反应温度，缩短反应时间，促进节能降耗；（3）清洁生产。

4、其本身不产生任何气体，是实现清洁生产的有效途径之一；（4）自动控制。使物料在瞬间得到或失去热量来源，易于自动控制。微波加热优势：提升冶金产品深加工水平，完善产品结构；改造某些传统工艺；有可能开发出冶金新技术；实现冶金过程的高效、节能、环境友好。2、简述微波预处理应用现状，并进行原理分析。（25分）答：我国矿产资源具有品位低、有用矿物嵌布粒度细，矿物共生复杂等特点，复杂共伴生有色多金属矿的高效分离技术难度大。对于处理高附加值矿石，特别是贵金属的提取，微波预处理也可以改进矿石的粉碎性和有利于贵金属的释放。微波对难选金矿的预处理的过程中，相对于常规氰化浸出工艺可以缩短预

5、处理时间和得到较高的金浸出率。研究结果表明，微波预处理过程加热快而且均匀，处理时间短、成本低。微波预处理技术为难选矿石的矿预处理的提供有效技术之一。原理分析：微波通过在矿物内部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，由于有用矿物和脉石吸波特性差异显著造成多元多相复杂矿石体系的温度在微观上的不均匀分布，强化有用矿物与脉石的解离，形成一种非平衡态的反应条件，促进界面化学反应，促进矿石中有价元素的高效分离与提取。4应用现状：应用于难处理矿石微波预处理：（1）难浸金矿石的处理，指常规氰化法不能回收大部分金的矿石；难选冶金矿固体和矿浆微波预处理，有效改善了

6、金的浸出效果；微波处理难浸微细粒包裹金的试验，提高了金的氰化浸出率；（2）微波对闪锌矿的FeCl3-HCl浸出过程的影响，证明微波辐照加热方式较传统加热方式的浸出速率快；（3）微波预处理在钛铁矿矿石中的应用，钛铁矿矿石经微波预处理后，其浮选特性大大改善。开路浮选两次精选，TiO2的回收率由39.8%提高到74.8%，精矿品位由26.2%提高到29.9%；应用于矿石的微波助磨：（1）用大功率微波短时间预处理钛精矿在迅速产生应力、降低矿石强度和提高磨矿产量的同时，还强化了其组分的磁学性质，对提高下游磁选分离等选矿过程金属的回收率非常有效；（2）微波处理对磨矿效果可产生

7、明显的影响：部分矿样微波处理后出现明显爆裂，相同条件下磨细至-300目占80%左右时，在磨矿时间上，经微波处理矿物缩短约5s；相同磨矿时间，则微波情况下-300目含量可以提高5~7%。矿石粒度、处理时间、微波功率与矿物质量比等都对处理效果有着明显影响。3、简述微波干燥的原理和发展动态。（25分）答：干燥：从物体中除去水分的操作。传统干燥方法存在共性问题：干燥周期较长、能量利用率低、产品均匀性差、装备技术落后等。传统干燥属于高耗能、粗放型过程，需要对全部物料进行加热。通过对多种冶金物料的系统干燥，开发了微波选择性高效干燥技术。微波干燥是微波发生器中微波辐射到待干燥的

8、物料并穿透