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。本文针对微波技术在冶金工程中的运用进行了分析。
关键词：微波技术；冶金工程；运用；实践
引言
微波技术，作为一门上世纪初发展起来的新技术,在众多行业领域中都得到了认可。在冶金工程中,更是少不了微波技术的应用，由于微波技术具有选择性加热、均匀加热、内部加热、快速加热等特性,对于矿物浸出、微波煅烧、微波烧结、微波干燥等有非常显著的作用，因而受到冶金工程的重视。
一、微波技术
微波技术，是利用特殊的电磁波段而产生作用的一种技术，微波加热，由于是通过对象内部耗散从对象材料内部进行加热，因而其微波本身产生废渣、废气等有害物质的可能性不大。其电磁波段存在于无线电波和红外辐射之间，以产生方式、传播途径以及应用可将三者进行区分。另外，微波波长1mm~1m，微波相应频率300GHz~300MHz。在微波频率中，915MHz、2450MHz代表民用的微波频率。微波加热的工作原理，磁场环境中的物质的分子（发生极化）会随着微波场方向出现变化，而在运动过程中，极性分子在调整自身速率的过程中会致使自身旋转，但是原子弹性散射在阻碍极性分子旋转过程中会因能量耗散而将电磁能直接转化为热能，因此，微波技术就能对物质进行作用，从而进行加热升温。
二、微波技术在冶金工程中的有效利用
2.1萃取的有效利用
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动，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浸出的有效利用
微波技术可以应用到黄铜的冶炼过程中，将黄铜矿加入一定量的FeCl2中，采用微波辐射6min。待冷却后，将黄铜浸出，即能够得到一定量的黄铜。与传统的加热技术相比，采用微波技术浸出，黄铜的浸出率可提升至少19%。可见，将微波技术应用到冶金的浸出过程中，对金属金属率的提高，具有重要价值。
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锌主要来源于硅酸锌矿，传统的冶炼方法，以湿法冶炼为主。该方法的原理在于通过减少铁与硅的含量，使锌得以回收。同时，采用快速浸出的方法，完成金属的浸出过程。该方法具有回收率低的缺陷，目前已基本被淘汰。将微波技术应用到浸出过程中，能够使上述问题得以解决。实践研究发现，无微波加热的情况下，硅酸锌矿浸出的产物，主要为ZnSO4?nH2O。该浸出物中，n一般为6或7。采用微波技术加温，浸出15min后，浸出物ZnSO4?H2O的提取率达到了98．3%。通过对两种浸出方法的对比可以发现，采用微波技术浸出，效果更佳。
2.3干燥处理的有效进行
与传统的干燥技术相比，微波干燥具有加热均匀、速度快、透射能力强的优势，将其应用到冶金行业中，对干燥效率的提升，及冶金产量的增加较为有利。以硫酸铜中结晶水的测定为例，取硫酸铜样本2g，将微波功率控制在720W，加热时间控制为8min，硫酸铜的脱水率能够达到99．98%。如微波功率不足，脱水率通常会有有所下降。适当延长脱水时间，能够解决上述问题。有研究指出，与720W的微波下脱水8min相比，540W微波下脱水12min，可取得同样的脱水效果。除此之外，将微波技术应用到钛精矿的干燥过程中，同样能够达到提高脱水率的目的。在应用2450MHz的生活用微波的情况下，将微波功率设置为720W，脱水时间设置为90s，取钛精矿10g脱水，当达到6．682%的脱水率时，用时仅90s。将其与传统的干燥技术对比发现，为达到6．682%的脱水率，传统技术的用时长达105min。对比可以看出，采用微波技术脱水，效果更佳。
2.4热碳还原的有效利用
在利用微波技术进行冶金中，最重要的就是碳热的处理阶段，在进行处理时的工作原理是在高温的状态下可以吸收物质，在冶金过程中碳可以发挥出自身存在的微波状态下的反映状况，而实效高温的效果。在此阶段，碳可以根据还原剂作用将微波技术下放映出的物质吸收，这种方式就是微波碳热还原技术。现阶段主要运用的方式就是利用还原氧化物的形式来实现碳的吸收，在微波的作用中，可以冶炼出金属化合物。就微波技术而言，在加热时要尽量的防止冷中心问题，从而使得提炼能够达到最好状态。除此之外，微波技术自身的废渣处理也展现出其效果，特别是含有铁的废渣的处理中，可以把磁铁矿和碳进行同时处理，这样不但能够使原有的加热进程加快，也能将其中受到的铁进行回收利用。
三、结论
综上所述，在冶金工程中的应用中，微波技术的应用范围非常广泛。微波技术因其特有的优势（提升金属的回收率、降低冶金技术的能耗、减少工作时间等）得到更多行业的青睐。在此背景下，微波技术取得了良好的成绩。但是，社会生产的需求是在不断的发生变化的，因而加强微波技术与其他外场技术的结合则是之后微波技术在冶金工程中的发展方向，为此，相关的研究者和从业人员要继续努力，为推动冶金行业发展提供可靠依据。
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论文作者:吕志林
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/8
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