(中南大學 資源加工與生物工程學院，湖南 長沙，410083)

　　1 前言

　　微波能作為一種新型的能源，通過在物料內(nèi)部的能量耗散選擇性加熱物料，具有加熱均勻、熱效率高、加熱速度快、清潔無污染等傳統(tǒng)加熱方式無法比擬的優(yōu)點，在提高生產(chǎn)效率和改善生產(chǎn)條件等方面具有明顯優(yōu)勢，因而在電子、食品加工、化工、醫(yī)藥、環(huán)境保護和家庭生活等領(lǐng)域得到了廣泛的應用[1]，作為一種發(fā)展迅猛的新型綠色冶金方法，微波加熱在磨礦、預處理、預還原、干燥、焙燒、金屬提取和煙塵等廢料的處理和利用等領(lǐng)域也受到了廣泛重視，某些研究成果正逐步轉(zhuǎn)入實用階段，初步顯示了在化學、冶金中應用的巨大潛力[2-5]。

　　對于常規(guī)法加熱含碳球團的礦相結(jié)構(gòu)，前人已進行了大量研究[6-7]。常規(guī)加熱屬由外向內(nèi)逐層加熱，與此同時隨著固定碳和鐵氧化物還原反應的進行，還原反應大量吸熱，易形成“冷中心”，使物料的還原反應速度變慢，金屬化率降低;如果進一步提高外界溫度，物料內(nèi)外溫度梯度進一步增大，球團表層容易產(chǎn)生渣化現(xiàn)象，惡化還原動力學條件，阻礙金屬化率快速提高。對于微波加熱含碳球團，研究表明， 礦粒和煤粒均具有良好的吸波性能，可在含碳球團內(nèi)部產(chǎn)生熱量，顯著改善還原動力學條件，降低反應的活化能，降低反應溫度，縮短還原時間，大幅度提高物料的金屬化率[8-12]。但是，關(guān)于微波加熱煤基直接還原氧化球團的研究還鮮有報道。本文將作重點研究微波加熱還原氧化球團礦相結(jié)構(gòu), 對探討微波加熱還原機理，研究微波加熱動力學過程具有重要意義。

　　2 試驗原料與研究方法

　　試驗采用某球團廠的鐵礦氧化球團為研究對象，其化學成分見表1。還原劑采用煤粉，其工業(yè)分析和粒度組成分別見表2和表3。

 　　表1 氧化球團礦主要化學成分/%

　　Table1.The chemical analysis of oxide pellets

　　Table2.The industrial analysis of anthracite

　　本試驗按照外配碳的方法，按配碳比(即團塊中的碳鐵比) 為0.345將氧化球團與煤粉混勻,放在工業(yè)微波豎爐[13]內(nèi)進行加熱。隨著物料溫度升高，氧化球團與煤粉發(fā)生還原反應。試驗樣品自然冷卻后烘干、切割、磨光、拋光、烘干，得到供礦相研究的光片。樣品的試驗條件與化學分析見表4，試驗流程見圖1。通過掃描電鏡、能譜分析儀，對不同溫度下氧化球團還原的顯微結(jié)構(gòu)和組織成分進行研究，以得出鐵晶粒形成與長大的機理。
 

　　3 試驗結(jié)果與討論
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