中国粉体网讯 近年来，矿业工程中开始引入微波技术，该技术具有节能、环保等优点，不仅可以有效辅助破碎和浸出，还能用于焙烧、干燥、加热还原、材料合成等技术过程。
微波的分波段划分
1、微波在矿业中的应用
（1）微波辅助破磨
微波辐射可大幅度提升矿石中组分颗粒的断裂效果，甚至可能促使一些矿石的功指数快速下降到90%以上。在微波辅助磨矿中，矿石的粒径较大，分散度比较差时，有利于形成更大的应力，强化断裂并形成更大的加热速率。因此，在运用微波技术辅助磨矿中，需要适当提升矿石的粒径，降低分散度，以提升应用效果。
常见矿物的微波辐照升温速率
（2）微波辅助浸出
微波预处理助浸与其他助浸方式相比，可以改变矿石的微观结构，提高浸出率，缩短浸出时间。微波预处理对化学反应具有催化作用，可以提高矿物反应活性并改善其浸出性能，还能降低反应过程中的能耗。
刘成龙等研究微波辅助与传统加热方式下煤矸石中铁、铝、钛的浸取率
（3）微波辅助浮选
微波技术可以使有用矿物与脉石矿物更容易解离，减少过磨和泥化。此外，微波技术可以为浮选药剂（捕收剂）提供更多的吸附位点，提高药剂的作用效率。
武靖轩等以油酸钠为捕收剂，对微波作用前后重晶石纯矿物的浮选吸附机理和浮选动力学进行深入探讨。纯矿物浮选试验表明，重晶石、去离子水经微波处理后浮选，回收率分别提高了2.67%、3.35%，而矿浆和加药剂矿的浆微波作用后分别降低了2.90%、8.51%。
（4）微波焙烧
微波焙烧因其热效率高、吸波物质温升极为迅速，逐渐发展成为一种有潜力的焙烧方法。与常规焙烧相比，微波焙烧可以节约能耗，降低生产成本，因此微波焙烧在矿业中的重大作用越来越引起重视。
（5）微波干燥
微波能作为干燥的能源应用在矿产品的干燥工艺中，由于其独特的加热方式使得微波干燥具有热效率高、节约能源、干燥的产品质量高、干燥时间较短及工业污染小等优点。经微波处理后，矿物的结构和性质还能得到明显改善。
（6）微波加热还原
微波能是一种新型的加热能源，它可以实现对粉状物料的快速选择性加热和还原，避免传统加热方式带来的物料传热传质不均匀的现象。利用微波选择性加热特点，可以使含金属氧化物快速升温，在矿物强吸波组元和还原剂内部可产生微区温度极高的“热点”，从而实现快速还原。
2、微波在材料加工中的应用
（1）硅碳负极材料
Kap-SeungYang等通过微波诱导的碳热冲击过程，将约50纳米尺寸的纳米硅（n-Si）粒子锚定在天然石墨粒子上。在碳热冲击过程中，石墨的温度迅速升高，导致约4微米尺寸的微米硅（m-Si）粒子因快速热膨胀而产生应力断裂，进而在石墨粒子上形成丰富的n-Si粒子。
随后，通过湿法涂覆和煤焦沥青的热分解过程引入了一层薄的非晶碳壳。所得到的n-Si@G-C负极展现出高可逆容量（500.8mAhg–1）以及快速充电特性。当与商业化的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料配置成全电池时，它实现了显著的充电时间缩短（大约10.1分钟达到80%的充电状态）。
（2）陶瓷材料
与传统烧结相比，微波烧结技术基于材料分子或离子与微波的相互作用而产生介电损耗对材料进行烧结，所得烧结材料晶粒尺寸均匀、致密度高，而且其具有烧结时间短、加热均匀、属于清洁烧结等特点。目前已知适合微波工艺的先进陶瓷材料主要有以下几类，氮/碳化物：TiN、AIN、VN、Si3N4、TiC、SiC、WC、VC、B4C、TiCN、BN；硼化物：TiB2、ZrB2；氧化物：ZrO、TiO2、ZnO、CeO2；介质材料：Al2O3、YO、SiC等。
（3）稀土材料
微波技术主要用于辅助制备稀土材料前驱体和功能材料：在制备前驱体过程中，能起到加速反应进程、优化产物形貌和结构的作用；在制备功能材料过程中，能起到进一步改善材料性能作用，如提高功能材料的热稳定性、机械强度和比表面积等关键指标。
结语
微波技术可贯穿矿石开采、预处理、选别、元素分析、材料合成、干燥等全流程，显著提升生产效率。
参考文献：
赵莹：微波技术在冶金工程中的应用探析，山东钢铁股份有限公司莱芜分公司
喻清：微波辐照技术在矿业中的应用现状及发展趋势，中南大学
郑梦可：微波加热活化对高岭土和石英的矿物晶体学特性影响研究，辽宁科技大学
寇青军：微波技术在矿石粉碎中应用的研究进展，昆明理工大学
刘成龙：微波技术在煤矸石资源化应用的研究进展，宁夏师范学院
Kap-Seung Yang：Facile Synthesis of Nano-Si/Graphite-Carbon Anode through Microwave-Induced Carbothermal Shock for Lithium-Ion Batteries，韩国庆熙大学
马爱元：微波技术在材料制备与矿物冶金中的应用，六盘水师范学院
武靖轩：微波作用下重晶石纯矿物的吸附机理研究，内蒙古科技大学
马升峰：微波技术在稀土领域中的应用研究进展，兰州理工大学
(中国粉体网编辑整理/昧光)
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