微波作为一种新型无污染能源已在工业、农业、医学以及家庭等领域内获得广泛应用。而微波技术与矿业工程相结合，解决产品脱水、干燥等问题，尚处于研究阶段，但其清洁、、无污染的特点，将可能使微波技术在矿业产品脱水领域中获得广泛应用。普通的干燥脱水仅能去除颗粒表面吸附的水分，不能脱除其结晶水，而采用微波干燥脱水却能脱除其分子中所含的结晶水。

据不*统计，江西省的褐铁矿占总铁矿资源的30%以上，这些褐铁矿资源大都还没有开发。

利用，原因是褐铁矿含结晶水（Fe₂O₃•nH₂O），使分选回收的褐铁矿含铁zui高约55%，而钢铁厂要求铁精矿含铁要达到62%以上。所以，目前褐铁矿分选将无法得到合格的铁精矿产品，致使褐铁矿资源无法开发利用。个别钢铁厂为了开发利用褐铁矿，采用焙烧脱水工艺，由于该工艺大都使用燃煤作燃料，导致工作环境差，污染环境，我国已明确禁止使用焙烧工艺干燥脱水。可见，目前一方面是大量褐铁矿资源悬置无法利用，另一方面是钢铁厂原料不够，靠大量进口外购。因此，研究褐铁矿干燥脱水技术，对我国铁矿资源的开发，缓解钢铁厂原料紧张问题具有非常重要的意义。

1 试验研究
1.1 试验矿样分析
本试验矿样来自某矿山，矿样呈黄褐色，平均粒度小于4mm，矿样通过分析测定其化学成分如表1所示。

 

 

1.2 试验仪器
试验采用YH-3HM 型小型试验用微波炉，其微波频率为2450±MHz，功率为700W；高温电炉。
1.3 试验方法
1.3.1 微波脱水
称取20g样品于坩埚中，然后置于微波炉内载物支架上，在zui大功率700W下辐射一定时间，停止辐射,并通过微波炉数显面板，读取物料温度数值，冷却后称重，计算样品的失重率R。
1.3.2常规脱水
称取20g样品于坩埚中，然后置于高温电炉中，在250℃恒温下加热干燥烘烤一定时间，停止烘烤后拿出冷却、称重，计算样品的失重率R。
2 试验结果与讨论
2.1 褐铁矿微波脱水研究
2.1.1 微波辐射时间对失重率的影响
取试验矿样20g，在微波辐射zui大功率700W条件下，改变辐射时间，研究辐射时间与矿样失重率的关系，并与常规方法干燥的结果进行比较，结果如表2 所示。

 

 

由表2可知，微波加热干燥脱水只须10min，其失重率已达5.0%，而此时250℃常规加热干燥脱水率只有1.2% ，250℃常规加热干燥60min时脱水率才达到微波加热干燥10min的脱水效果，由此可见微波加热脱水的动力学速率明显快于常规加热法。

 

2.1.2 微波辐射时间与温度关系
取试验样品20g，微波辐射功率为zui大功率700W，改变辐射时间，研究微波辐射时间与物料温度的关系，结果见表3。

 

 

从表3可知，随着微波辐射时间的增加，温度也在增加，而前6min物料温度上升较快，其后温度增加速度变缓，微波辐射时间10min后温度增加不明显，此时样品失重率达5.0%以上，由此可见，微波脱水过程不仅速率明显快于常规加热，而且提高生产效率，节约能源的作用也非常显著。
2.1.3 微波脱水与常规脱水方法比较
取试验样品20g，微波辐射功率为zui大功率700W，微波辐射时间为10min，对试验后的褐铁矿进行化学分析，分析结果表明，经微波加热干燥10min后，失重率达到5.0%以上，不仅脱去了游离水，而且样品中结晶水也脱去，褐铁矿中总铁量达到60%。因而利用微波加热干燥可制得低含水量褐铁矿。
本工艺与常规干燥方法进行比较表明，微波干燥工艺节约能源，改善工作环境及提高生产效率的作用十分显著。
2.2 褐铁矿微波脱水原理研究
为考察褐铁矿在微波加热过程中的脱水动力学原理，我们研究了微波辐射时间内物料的升温现象。通过上面的辐射时间试验以及表3的数据我们可以看出，微波辐射过程zui初几分钟，升温较快，随后，升温逐渐减慢，根据微波加热性能我们知道，物质对微波能的吸收与其介电损耗因子有关，对于多种组元组成的样品，其介电损耗因子可表示为:

其中Vi和ε"分别表示组元i 的体积分数和介电损耗因子。对于我们研究的褐铁矿体系，H2O具有较快的升温速率，即具有较大的ε"而对于其他的组分只能吸收少量的微波能，所以升温速率较低，也即ε"较小。因而随着水分子的不断脱去，较大组元H2O 减少，其升温速率会逐渐降低。
3 结论
对褐铁矿进行微波辐射脱水试验表明，在700W辐射功率下，与常规250℃加热干燥方法相比，微波技术脱水速率远远大于常规脱水速率，微波脱水不仅脱除了游离水，而且能脱除结合水，从而使总铁含量提高至60%。采用微波加热，温度均匀，表里一致，热能利用率高，在节约能源、提高生产效率方面有重大意义.