本发明涉及一种微波干燥钛精矿的设备及应用，属于微波加热技术应用领域。结构包括三段微波加热装置，每段微波加热装置一字排列首尾相连呈阶梯式分布；每端微波加热装置包括皮带传送装置和微波加热腔体，皮带传送装置穿过微波加热腔体；最高阶梯的微波加热装置的一端有振动给料器，最低阶梯的微波加热装置有出料装置。应用是首先调整三段微波加热装置的皮带转速和抽风风管的抽风量、调整三阶段不同的微波功率，然后将钛精矿通过振动给料器铺送于皮带上，通过料层挡板调整钛精矿的厚度，最终从最低阶梯的微波加热装置的出料装置处得到含水率小于1wt%的干燥钛精矿。本设备及应用是一种长距离、高负荷、大流量条件下的高效、清洁干燥方法。