超细磨是增加物理选矿回收率的重要方法。但是超细磨存在能耗高的问题。目前,超细磨磨矿能耗太高已经成为制约超细磨广泛应用的制约因素。对矿石来说,有用矿物嵌布在脉石矿相中,企业不得不采用超细磨矿的方法以期使更多的有用矿物界面暴露出来。为了解决超细磨过程中能耗过高的问题,考虑到先对矿石进行预处理,降低矿石的硬度。因此,本文研究了微波短时间处理高品位矿物,使有用矿物与杂质矿物的界面上产生了裂纹,能够有效降低镍矿硬度提高镍矿的解离度,从而有望解决超细磨过程中的能量损耗和设备损耗问题。本研究原料来自甘肃某大型冶金企业提供的两种镍矿石。首先研究比较了这两种镍矿的介电特性。其中,第一种是低品位矿物,含镍约为0.5%的镍矿,通过对其进行化学成份分析、矿物组成分析,确定该矿的元素含量、矿石特性。测量了该矿料在室温到1000℃的介电特性。结果发现,该矿物吸波性能较弱,去除水分在初期阶段(200℃以下)和超高温度阶段(900℃以上)对介电特性的影响,其介电常数约在2～4,介电损耗处于0.1～0.2。第二种镍矿硬度很高,含镍约为2%,对其进行化学成份分析、矿物组成分析,确定了该矿的元素含量、矿石特性。该批矿石的介电性能较好,其介电常数随着温度和颗粒尺寸的不同大约在4.5～7.5之间。有利于微波加热。介电损耗随着温度和颗粒尺寸的不同大约在0.3～0.7之间。升温曲线与样品介电常数的变化比较吻合。选择吸波特性相对更好的高品位镍矿,采用微波能快速解离。解离实验所用的镍矿厚度范围分为:大约5×2×1cm,2×1×1cm,1×1×1cm的不规则块料,微波作用时间分别为:0s、15s、30s、45s、60s、75s,在2450MHz下3k W的微波马弗炉中进行处理。实验完成后,通过筛选取样,分别将上述样品进行镶样,用正置材料显微镜和光学显微镜进行对比观察。结果发现,随着微波作用时间的延长,颗粒内产生了越来越多的裂纹,而在微波作用30～45s之间时,其裂纹主要存在于黄铁矿物相与脉石物相的界面上。接着,为了测试微波作用前后高品位镍矿的强度变化情况。实验中取大块度高品位镍矿,采用切割机将其切成棱长为50mm正方块,在微波场中分别处理0s、15s、30s、45s、60s、75s,,测定了试样的强度性能指标,结果显示微波处理以后的矿石的抗压强度值为原矿的抗压强度的一半左右左右,分别为104.1 MN/m~2和54.8 MN/m~2。采用微机控制、变液伺服压力试验机测试了原矿和微波加热15s以后镍矿的试验力—变形曲线,结果发现原矿极限强度时微波处理以后的矿石的3倍,分别为105.9 MN/m~2和32.87 MN/m~2。最后通过软件对微波加热复合矿物过程进行了模拟。为了简化,将加热对象简化为一个内核为黄铁矿、外面包裹一层石英的球形,模拟过程中使用的微波频率为2.45GHz,功率为1k W,分析了物料被微波加热1s的情况。由研究结果可以看出微波可快速加热物料内部的黄铁矿,而吸波性能很差的脉石相温度很低。因此,可以推断正是由于微波作用过程中,黄铁矿快速升温膨胀而将低温的脆性的脉石相胀开而在它们之间的界面上产生了大量裂纹。