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微波对冶金还原焙烧过程的影响
来源:湖南长仪微波科技有限公司作者:长仪微波网址:http://www.changemw.com
文章附图

微波可以选择性加热物料,升温速率快,加热效率高,具有催化作用。在冶金工程中微波技术主要应用于矿物的微波加热还原、金属氧化物的微波加热还原、矿石的微波辐射处理等领域。

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例如,在微波还原焙烧—硫酸浸出低品位氧化锌矿的工艺具有锌浸出率高、酸耗与能耗低、浸出时间短等优点。

微波还原焙烧的试验中,系统维持耗散结构的能量要靠持续的微波辐照来供给。加入的还原剂活性炭有很强的微波吸收能力,同时原矿中的Fe2O3、H2O分子等物质也可以吸收微波,微波被吸收后,引起矿物内部分子的激烈振动摩擦生热而迅速升温。因此,微波既是一种能量,又可以看成是反应的高效催化剂。以ZnO为例,当系统温度达到并超过C还原ZnO的最低温度时,系统平衡被打破,变得不稳定。随着活性炭等物质对微波的持续吸收,微波加热的非线性相互作用被迅速放大,温度持续升高,ZnO被活性炭还原为Zn单质,活性炭转化为CO与CO2,系统逐步过渡到稳定有序的新状态,反应前在系统中加入了熵值较小的固体活性炭,而系统在反应过程中向环境排放出了高熵的气体分子物质CO与CO2,并向环境放出了大量的热,这种过程可以使系统内部从环境中“摄入负熵流”,使系统演化到新的时空有序结构,达到新的平衡态。在特定的高温还原系统中,金属以单质形态存在比以氧化物形态存在更稳定。在高温系统中,Zn、Fe、Pb等金属被还原出来,经过高温熔化在坩埚底部形成坚硬的合金状物质,使化学与物理性质相近的金属物质较多地集中在一起,与非金属物质在一定程度上分离开来;低熔点物质与高熔点物质相对分离开来。

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