选矿工艺中的破碎是耗能高且能量利用率低的环节,如何在破碎作业时提高能量利用效率显得尤为重要。加拿大魁北克奥卡地区稀土矿的品位达到了工业开采的价值,但复杂的矿物组成及结构特点给传统的磨矿工作带来了较大的挑战。再加上传统的磨矿工艺和检测方法难以对稀土矿的赋存状态和粒度分布进行定量分析。因此,寻找新的磨矿工艺和检测方法,研究稀土矿物工艺学,为降低磨矿过程的能耗,提高磨矿产品质量提供重要的研究价值。本课题通过查阅国内外相关论文资料的条件下,针对加拿大魁北克奥卡地区稀土矿的化学组成、矿物组成和结构特点及加拿大的储存和资源利用现状,采用微波加热技术对稀土矿石进行处理,主要考察了微波对稀土矿石预处理的磨矿能耗及稀土矿样中主要矿物的解离度影响,探讨了矿石的微波辅助磨细机理,探索了影响微波辅助磨细效果的主要因素,可为稀土的综合开采和利用提供了一种切实有效的新方法。论文采用了矿物解离度分析仪（MLA）、X-射线衍射（XRD）、X-荧光衍射（XRF）、扫描电镜（SEM）和热重分析仪（TGA）技术进行工艺矿物学研究,探明稀土矿样中主要矿物的赋存状态、嵌布特征和嵌布粒度、粒度分布及其它有价元素的赋存状态及脉石矿物的种类和含量。试验研究以磨矿产品中-200目的质量百分含量和MLA中矿物单体解离含量为处理效果的评价指标,确定了影响矿石加热温度及辅助磨矿效果的主要因素是微波功率、微波加热时间和矿样粒度等,这些因素对后续的矿物解离和矿物的理论回收率也具有明显的影响。研究表明,品位REO（3.66%）的加拿大稀土矿,其主要稀土资源是氟碳铈矿（8.34%）和独居石（0.01%）,主要矿物是菱锶矿（1.77%）和针铁矿（22.91%）。脉石矿物主要为铁白云石、铁辉石、黑云母、钛闪石和方解石。氟碳铈矿与铁白云石、针铁矿、菱锶矿、黑云母和铁辉石相互穿插形成密切的嵌布关系,既相互连生又相互包裹。稀土矿中的Ce、La和Nd元素主要分布在氟碳铈矿中,Fe元素主要赋存在针铁矿中（Fe₂O₃）,其含量占57.76%,其它则赋存在脉石矿物铁白云石中,含量占40.08%。在稀土矿中,针铁矿解离效果最佳,氟碳铈矿次之,菱锶矿较差,独居石的解离效果最差。在本课题试验中,稀土矿样中的菱锶矿、针铁矿和主要脉石矿物铁白云石可以很好的吸收微波能量而被迅速加热。该矿样在较短加热时间处理后,可迅速升温至250℃以上,在额定微波功率为1.5 kW和微波加热时间为2.0 min的条件下,粒径为1-2 mm的100 g稀土矿样可以达到升温速率最大值。稀土矿石经微波加热预处理后,矿物之间可以形成较高的温度差,形成热应力,迫使矿石晶体内部产生裂纹,这些裂纹显著提高了矿石的磨矿效率,并且通过XRD和MLA检测得,矿物成分和矿物相在预处理前后没有发生改变。本试验在额定微波功率1.5 kW和微波加热时间2.0 min的条件下,粒度为1-2 mm的100 g矿样时可以达到最高的加热温度,此时也达到最佳的磨矿效果,矿样的-200目的质量百分含量达到93%,较未经微波预处理的提高了23%。稀土矿石经微波预处理后,矿石内部矿石晶体内部产生裂纹,这些裂纹显著提高了矿石解离程度,通过MLA检测可知,粒度为1-2 mm的100 g稀土矿样在微波功率为1.5 kW和微波加热时间为2.0 min的条件下进行预处理后,稀土矿样中的氟碳铈矿、独居石、针铁矿和菱锶矿的解离程度中,针铁矿>菱锶矿>氟碳铈矿>独居石,且氟碳铈矿、独居石、针铁矿和菱锶矿的解离程度在微波预处理条件下较常规处理的解离度要好。稀土矿主要矿物的粒径分布比常规处理的更窄,粒径为-7.4×10-5m的颗粒所占的比例最大。矿物的平均粒度d₅₀较未经微波处理的值要小。稀土矿物粒径106-150μm时,氟碳铈矿的解离程度最佳。微波处理的矿物比常规处理的矿物的解离程度都好。矿物的解离度影响着矿物的品位与理论回收率的关系,当矿物粒径为106-150μm,在相同的品位中,氟碳铈矿的理论回收率最佳。再者,微波处理的稀土矿比常规处理的稀土矿在相同的品位理论回收率要好。综上所述,用微波加热技术对加拿大魁北克奥卡地区稀土矿进行预处理,可以显著提高矿石的磨矿效率,对实现破碎作业时的节能降耗具有一定的指导意义。利用MLA这种先进的仪器进行检测,得到的工艺矿物学参数可为后续的浮选提供理论依据。