正在加载图片...
.882 北京科技大学学报 第29卷 7min内温度可升至1100℃，升温速率为157.1 铁矿的介电损耗因子（ε）小于磁铁矿所致（见 ℃min-1;而含碳磁铁矿粉在l0min内温度仅升至 表5)；当温度高于350℃以上时，含碳铬铁矿粉升 1000℃，升温速率为100℃min1.结果表明，在 温速率明显高于含碳磁铁矿粉，说明铬铁矿的介电 微波场中，含碳铬铁矿粉的微波加热升温特性明显 性质发生了显著变化，为其介电损耗因子(e")迅速 优于含碳磁铁矿粉.在温度低于350℃时，含碳铬 增加所致 铁矿粉的升温速率小于含碳磁铁矿粉，这是由于铬 表5在2.450G业微波频率下铬铁矿和磁铁矿电磁参数对比 Table 5 Comparison of electromagnetic parameters between chromite ore fines and magnetite ore fines in a microwave frequency of 2.450GH 矿粉种类 e" tan Og tan Oy al(Q-1.cm-1) 铬铁矿粉 4.55 0.005 0.0011 1.055 -0.02 -0.01895 7.225×10-6 磁铁矿粉 9.92 0.11 0.0111 1.55 0.31 0.20005 1.540X10-4 铬铁矿主要成分为Fe0CrzO3([Fe,Mg]O· 在同样的条件下，配加5%的轻烧钙质石灰粉， [Cr,Al,Fe]203),磁铁矿主要成分为Fe0Fe203,它 然后变化含碳铬铁矿粉的配碳比(C:0物质的量比 们在微波场中的升温特性与其氧化物分子的性质有 近似为0.84,1.15,1.60).配加轻烧钙质石灰粉后， 关.铬的价电子层构型为3d下4s',由于s亚层和d亚 在低配碳比下，物料总体的升温速率有所下降：但随 层能量很接近，因此铬的最外层s电子和次外层d 着配碳比的提高，物料总体的升温速率随之提高（见 电子均可参与构成化学键，故铬呈现出多种氧化态： 图4)，物料加热到1100℃，升温速率分别为 +1,十2，十3，十4，十5和十6.铁的价电子层构型 68.75,73.33,91.66℃min-1 为3d42,氧化态较少，仅为十2和十3.随着温度的 1200 升高，铬铁矿中众多的铬离子价态易发生变化，导致 1000 其介电损耗因子(e)发生较大的变化；而铁离子的 800 价态相对较少，其介电损耗因子(”)的变化也相对 600 较小. 400 -■-C:0=0.842 ◆-C0=1.153 在微波（频率2.450GH业）加热功率10kW、含碳 200 -4-C0=1.595 铬铁矿粉质量1kg的条件下，变化物料的配碳比 46101214161820 (C:0物质的量比近似为0.86,0.95,1.12).随着配 加热时间min 碳比的提高，物料的升温速率随之有所提高（见图 图4不同配碳比（物质的量比）含碳铬铁矿粉微波加热升温速 3).加热到1200℃，升温速率分别为66.67,80.00， 率对比·微波加热功率10kW,混合物料质量1kg,配加5%轻烧 85.71℃min 钙质石灰 1400r Fig.4 Comparison of temperature-rising rate among chromite ore 1200 fines containing coal with different C:O mole ratios heated by mi- 1000 crowave when5%of lime was added.Microwave power 10kW.the 800 ore fines'mass 1kg 型 600 -■-C:0=0.8561 400 0-C:0=0.9527 从表6有关物质的相对介电常数测定值分析， -▲-C:0=1.1213 200 氧化钙的介电常数略大于铬铁矿的介电常数，由于 轻烧钙质石灰含有少量的碳酸根，其分解需要吸热， 8 12 16 20 加热时间min 对含碳铬铁矿粉的整体加热升温速率会产生一定影 响，但随着配碳比的提高，会减小其影响， 图3不同配碳比（物质的量比）含碳铬铁矿粉微波加热升温速 据金钦汉等3]研究的结果，用微波单独加热氧 率对比·微波加热功率10kW,混合物料质量1kg,未加入轻烧钙 化物，根据升温曲线可分为三种基本类型：(1)强极 质石灰 Fig.3 Comparison of temperature-rising rate among chromite ore 性物质，如MnO2、Ni203、CrO3、V205等，它们对微 fines containing coal with different C:O mole ratios heated by mi- 波的吸收能力极强，是一种高损耗物质；(2)中极性 crowave.Microwave power 10kW,the ore fines'mass Ikg 物质，初始时吸收微波的能力较弱，但经微波作用一7min内温度可升至1100℃升温速率为157∙1 ℃·min －1 ；而含碳磁铁矿粉在10min 内温度仅升至 1000℃升温速率为100℃·min －1．结果表明在 微波场中含碳铬铁矿粉的微波加热升温特性明显 优于含碳磁铁矿粉．在温度低于350℃时含碳铬 铁矿粉的升温速率小于含碳磁铁矿粉这是由于铬 铁矿的介电损耗因子 （ε″） 小于磁铁矿所致 （见 表5）；当温度高于350℃以上时含碳铬铁矿粉升 温速率明显高于含碳磁铁矿粉说明铬铁矿的介电 性质发生了显著变化为其介电损耗因子（ε″）迅速 增加所致． 表5 在2∙450GHz 微波频率下铬铁矿和磁铁矿电磁参数对比 Table5 Comparison of electromagnetic parameters between chromite ore fines and magnetite ore fines in a microwave frequency of2∙450GHz 矿粉种类 ε′ ε″ tanδE μ′ μ″ tanδM σ／（Ω－1·cm －1） 铬铁矿粉 4∙55 0∙005 0∙0011 1∙055 －0∙02 －0∙01895 7∙225×10－6 磁铁矿粉 9∙92 0∙11 0∙0111 1∙55 0∙31 0∙20005 1∙540×10－4 铬铁矿主要成分为 FeO·Cr2O3（［FeMg ］ O· ［CrAlFe］2O3）磁铁矿主要成分为 FeO·Fe2O3它 们在微波场中的升温特性与其氧化物分子的性质有 关．铬的价电子层构型为3d 54s 1由于 s 亚层和 d 亚 层能量很接近因此铬的最外层 s 电子和次外层 d 电子均可参与构成化学键故铬呈现出多种氧化态： ＋1＋2＋3＋4＋5和＋6．铁的价电子层构型 为3d 64s 2氧化态较少仅为＋2和＋3．随着温度的 升高铬铁矿中众多的铬离子价态易发生变化导致 其介电损耗因子（ε″）发生较大的变化；而铁离子的 价态相对较少其介电损耗因子（ε″）的变化也相对 较小． 在微波（频率2∙450GHz）加热功率10kW、含碳 铬铁矿粉质量1kg 的条件下变化物料的配碳比 （C∶O物质的量比近似为0∙860∙951∙12）．随着配 碳比的提高物料的升温速率随之有所提高（见图 3）．加热到1200℃升温速率分别为66∙6780∙00 85∙71℃·min －1． 图3 不同配碳比（物质的量比）含碳铬铁矿粉微波加热升温速 率对比．微波加热功率10kW混合物料质量1kg未加入轻烧钙 质石灰 Fig．3 Comparison of temperature-rising rate among chromite ore fines containing coal with different C∶O mole ratios heated by microwave．Microwave power10kWthe ore fines’mass1kg 在同样的条件下配加5％的轻烧钙质石灰粉 然后变化含碳铬铁矿粉的配碳比（C∶O 物质的量比 近似为0∙841∙151∙60）．配加轻烧钙质石灰粉后 在低配碳比下物料总体的升温速率有所下降；但随 着配碳比的提高物料总体的升温速率随之提高（见 图4）．物 料 加 热 到 1100℃升 温 速 率 分 别 为 68∙7573∙3391∙66℃·min －1． 图4 不同配碳比（物质的量比）含碳铬铁矿粉微波加热升温速 率对比．微波加热功率10kW混合物料质量1kg配加5％轻烧 钙质石灰 Fig．4 Comparison of temperature-rising rate among chromite ore fines containing coal with different C∶O mole ratios heated by microwave when5％ of lime was added．Microwave power10kWthe ore fines’mass1kg 从表6有关物质的相对介电常数测定值分析 氧化钙的介电常数略大于铬铁矿的介电常数由于 轻烧钙质石灰含有少量的碳酸根其分解需要吸热 对含碳铬铁矿粉的整体加热升温速率会产生一定影 响但随着配碳比的提高会减小其影响． 据金钦汉等［13］研究的结果用微波单独加热氧 化物根据升温曲线可分为三种基本类型：（1）强极 性物质如 MnO2、Ni2O3、CrO3、V2O5 等它们对微 波的吸收能力极强是一种高损耗物质；（2）中极性 物质初始时吸收微波的能力较弱但经微波作用一 ·882· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷