随着汽车的报废和汽车催化剂的失效而产生大量的汽车废催化剂,汽车废催化剂因铂族金属含量高被称为“移动的铂族金属矿山”。从汽车废催化剂中回收铂族金属对于解决我国矿产资源匮乏、供需矛盾突出、发展绿色循环经济具有重要意义。微波冶金是一种新型绿色冶金技术,具有很多独特的优点,尤其是在微波焙烧汽车废催化剂回收铂族金属方面具有独特的优势。本文以汽车废催化剂作为研究对象,用TM0n0圆柱谐振腔法测量频率为2450 MHz从室温至800℃的介电性能,研究微波加热汽车废催化剂的规律、NaHSO4对微波焙烧汽车废催化剂的调控机制,模拟电磁场和温度场的分布规律,优化微波加热厚度,实现汽车废催化剂中钯和铑的高效浸出。主要研究内容及结论为:（1）汽车废催化剂从室温至800℃的介电性能和升温特征研究,结果表明微波加热汽车废催化剂的速度慢;德拜模型和介电损耗理论的计算结果揭示微波加热速度慢的原因是汽车废催化剂的偶极损耗和电导损耗都比较小。（2）NaHSO4对汽车废催化剂介电性能的调控机制研究。对汽车废催化剂和3～12 wt.%NaHSO4混合体系,NaHSO4能有效提升汽车废催化剂的吸波特征,其微观加热机理以电导损耗为主、偶极损耗次之的双损耗机制。采用经典混合法则求解了汽车废催化剂与NaHSO4质量比为1:6～1:14的混合体系从室温至800℃的介电性能,结果表明计算值在室温至250℃和测量值高度吻合。（3）采用COMSOL多物理场仿真软件建立了微波加热过程中电磁和热传导的三维耦合模型。采用动态电参数,精确模拟微波加热汽车废催化剂、微波焙烧汽车废催化剂和NaHSO4混合体系中电磁场和温度场的分布规律。结果表明,随着NaHSO4添加量的增加,混合物中电磁场分布的均匀性增加,混合物与微波的耦合能力增加,温度场分布的均匀性也增加。（4）基于微波在物料中传播的衰减原理构建了物理模型,提出一种微波加热厚度的优化方法。采用数值计算优化了微波加热汽车废催化剂、微波焙烧汽车废催化剂和NaHSO4混合体系的最佳加热厚度,且基于Lambert定律和平均穿透深度验证了该优化方法的可靠性。结果表明,随着NaHSO4添加量的增加,微波能量在混合体系中衰减得更快,最佳微波加热厚度逐渐降低;当汽车废催化剂与NaHSO4质量比为1:6、1:10和1:14时,最佳加热厚度分别为0.133 m、0.129 m和0.125 m,该最佳加热厚度能确保微波能量在混合体系中均匀分布。（5）开展了微波焙烧汽车废催化剂浸出Pd和Rh的研究。获得的最佳焙烧参数为:微波焙烧温度520℃、保温时间60min、汽车废催化剂与NaHSO4质量比1:10,此时Pd和Rh的浸出率分别为99.52%和95.03%。与常规相比,微波焙烧有效降低了焙烧温度、提高了Pd和Rh浸出率。这是由于NaHSO4促进了温度场的均匀分布、减小了加热厚度、打开了包裹体。本文研究表明添加NaHSO4不仅能与汽车废催化剂中铂族金属Pd和Rh反应,而且促进了温度场的均匀分布、减小了加热厚度,最终实现了汽车废催化剂中Pd和Rh的高效浸出。研究成果不仅阐明了微波焙烧汽车废催化剂提取Pd和Rh的基础理论,而且扩展了介电性能在微波加热中的应用范围,具有十分重要的意义。