微波照射下矿物颗粒温度分布及影响因素分析.pdf

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1、第35卷第3期矿冶工程V0l-35№32015年06月MININGANDMETALLURGICALENG玎EERGJune2O15微波照射下矿物颗粒温度分布及影响因素分析①秦立科，戴俊(西安科技大学建筑与土木工程学院，陕西西安710054)摘要：以黄铁矿和方解石组成的矿物颗粒为研究对象，利用ABAQUS有限元软件建立了三维数值计算模型，分析了微波场矿物颗粒的温度分布及演化特征，并考虑了微波照射时间、功率密度及矿物晶体尺寸的影响作用。结果表明：微波场中矿物中心温度最高，黄铁矿内部温差较低，方解石内部温差较大，不同微波照射时间下温度分布相似；

2、矿物颗粒的中心温度、表面温度、内外温差及升温速率都与功率密度呈线性增长关系，与黄铁矿晶体大小呈指数增长关系。关键词：微波加热；辅助选矿；黄铁矿；温度特性中图分类号：O319．56文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．0253—6099．2015．03．026文章编号：0253—6099(2015)03—0096一D3TemperatureDistributionandInfluentialFactorsforOreParticlesunderMicrowaveIrradiationQINLi—ke，DAIJun(Colleg

3、eofArchitectureandCivilEngineering，XianUniversityofScienceandTechnology，Xiart710054，Shaanxi，China)Abstract：Withoreparticlescomposedofpyriteandcalciteasstudyobject．athree-dimensionalmodelwasestablishedbasedonABAQUSfiniteelementsoftwaretoanalyzethetemperaturedistilbutionand

4、evolutioncharacteristicsoftheoreparticlesinmicrowavefield．Theeffectsofii-radiationtime．powerdensityandcrystalsizewereinvestigated．TheresultsshowthatthehighesttemperatureiSinthecenteroftheoreparticleinthemicrowavefield．Thetemperaturevariesgreatlyincalcitebutlittleinpyrite．

5、Thetemperaturedistributionsaresimilarundertheconditionofdifferentirradiationtime．Thecenterandsurfacetemperature．insideandoutsidetemperaturedifferenceandtheheatingrateoftheoreparticlesriseslinearlywiththepowerdensitybutexponentiallywiththecrystalsizeofpyrite．Keywords：micro

6、waveheating；auxiliarybeneficiation；pyrite；temperaturecharacteristics微波加热作为一种新型加热方法，可用于矿物的部温度分布特性及主要因素对温度变化的影响，以期进磨矿和选矿。由于矿石中的一些组分，特别是方一步弄清矿物在微波照射下的温度分布及演化特性。解石、石英等一些脉石成分几乎不能被微波加热，而其1计算模型余成分可被迅速加热，不同成分的不均匀膨胀在颗粒边界产生很大的边界应力导致边界断裂形成微裂纹，1．1计算原理从而促进矿物的解离，提高碎矿和磨矿效率。微波照射物体能产生的热量主

7、要取决于微波的频微波辅助法的实质是加热法，温度提高是矿物产率和电场强度，单位体积内物质能产生的热量可以通生膨胀、形成热应力并导致矿物产生微裂纹的根本原过如下公式进行计算：因。所以，有必要对矿物在微波照射下的温度分布、升Pd=2,rrfe。”，(1)温特性及影响因素等进行研究。已有的研究主要式中P为微波的功率密度，／m，即微波转化为热能针对微波场中矿物表面的温度变化特性，而对矿物内的功率为微波的发散频率，Hz；。为真空介电系数，部温度分布及影响因素的研究涉及较少。由于矿物内为8．854x10F／m；”为介质的介电损耗因子；E。为部温度很难通

8、过试验直接测定，为此，本文以黄铁矿为电场有效值，V／m。例，采用有限元法对矿物温度场进行计算，研究矿物内在有限元计算中，能量平衡可用如下公式表示：①收稿日期：2015—01—1O基金项目：国家