碳是一种很好的微波吸收物质，可在短时间内加热到1053-1556K，而且微波具有选择性加热物料的特点，因此，利用微波加热含碳矿物可以有效实现有用矿物的分离。金属氧化矿的微波碳热还原是一项非常有前途的冶金新技术，对直接炼铁等冶金工艺有重要的实际意义，不少专家学者在金属氧化矿碳热还原方面做了大量工作。

金属氧化物的碳热还原反应一般可以表示为：

MeO+C=Me+CO

式中，Me表示金属。

实际上金属氧化物的碳热还原反应是由两个反应组成的，即：

3MeO+C=2Me+CO₂

CO₂+C=2CO

反应（3）是很强的吸热反应（△H⁰₂₉₈=172KJ/molCO₂）

在碳热还原中，碳的气化反应即反应（3）是限速环节（即使用活性炭），原因就是传统加热不可能有效且及时地向球团内部快速提供能量，以弥补气化反应所耗热量，因此而产生“冷中心”问题。

N.Standish等人做了微波加热还原对比试验。将赤铁矿粉与焦粉和石灰粉按一定比例混合，然后放入坩埚并用手压实，分别进行微波加热和传统加热。传统加热是在马弗炉中进行的，温度为1273K。微波加热的频率是2.45GHz，功率为1.3kW，反应温度达1273K停止。用热重法测定加热还原过程中物质的失重量。实验表明，微波加热还原的反应速率比传统加热还原的反应速率快的多，微波加热与传统加热对比见下图。

微波加热与传统加热对比图

由图上可知，用马弗炉加热，在1000℃下加热10min，球团失重小于15%，加热50min，失重量低于0.4%，而用微波加热，加热10min球团失重就大于75%。由此可知，利用微波加热含碳铁氧化物，既可以解决“冷中心”问题，而且可明显提高反应速率。

微波加热在冶金铁合金行业的应用研究

铁合金行业历来是高耗能行业，我们知道，铁合金生产的主要目的就是将矿石中的有益氧化物还原成金属，而微波加热碳热还原就是利用碳对微波的良好吸收性能来还原氧化矿，从而得到有用的化合物或者金属。

与传统加热方法相比，微波加热缩短了加热时间，简化了工艺，综合耗能仅为传统电热法的30%-40%，大幅度降低了生产成本。

运用微波碳热还原技术在铁合金生产不仅对生产厂家降低能耗，而且，还能更好的满足铁合金产品用户的需求。

虽然微波碳热还原技术在铁合金领域应用还不够成熟，存在着很多问题，但沃特塞恩微波源相信，随着研究的深入开展，微波碳热还原这一节能降耗技术在铁合金领域势必广泛应用。