溶液中金属及其他有用成分的提取PDF电子书下载

目录 1

第一篇 总论 1

第一章 绪论 3

一、提取技术在湿法冶金及其他领域中的作用 3

二、提取技术发展简史 4

三、提取技术的现状与发展趋势 6

第二章 含金属溶液 9

一、金属溶液的来源 9

（一）浸矿工艺溶液 9

（二）天然含金属溶液 9

（三）含金属废水 9

二、金属溶液的类型 10

（一）酸性金属溶液 10

（二）碱性金属溶液 10

（三）中性盐及酸性盐溶液 10

（二）稀有金属溶液 11

（一）有色金属溶液 11

三、金属溶液的组成 11

（三）放射性金属溶液 12

（四）贵金属溶液 12

第三章 提取技术及其在湿法冶金中的应用 14

一、离子交换与吸附 14

二、溶剂萃取 15

三、膜分离技术 17

四、化学沉淀与结晶 17

（一）分步水解法 18

（二）络合水解法 18

（三）难溶盐沉淀法 18

（四）结晶纯化法 19

五、还原沉积 19

第四章 提取技术在其他领域的应用 21

一、水纯化 21

二、酸碱盐的提取与纯化 21

四、制药工业中的应用 22

三、废水处理与利用 22

五、食品工业中的应用 23

六、在分析化学中的应用 23

七、作催化剂载体 24

第五章 各种提取技术的组合应用 25

一、浸出－离子交换－沉淀工艺 25

二、浸出－吸附－电积工艺 25

三、浸出－溶剂萃取－电积工艺 25

四、吸附浸出－解吸－电积工艺 26

五、膜分离－离子交换工艺 27

六、无废物排放生产工艺 27

第六章 各种提取技术比较与选用原则 28

一、一般原则 28

二、从经济上考虑 28

三、从富集及纯化手段考虑 29

参考文献 29

（一）离子交换剂的种类 33

一、离子交换剂 33

第一章 绪论 33

第二篇 离子交换与吸附 33

（二）离子交换树脂的结构及特性 34

二、吸附剂 37

（一）吸附剂种类 37

（二）吸附剂的结构及特性 38

三、离子交换剂及吸附剂在分离提取应用中的分类 40

一、吸附平衡 41

一）描述吸附平衡的方法 41

第二章 吸附平衡与吸附动力学概述 41

（二）离子交换平衡及离子交换树脂的选择性 42

二、吸附动力学基础 44

（一）吸附过程中的传质与扩散 44

（二）离子交换树脂的交换速度 45

第三章 离子交换与吸附技术及设备 47

一、离子交换与吸附技术 47

（一）固定床吸附及解吸特性 48

（二）常规离子交换与吸附技术 49

（三）往复流动矮床离子交换技术 50

（四）强化分离法 51

（五）有机溶剂萃取直接洗脱负载树脂 52

二、离子交换与吸附的设备类型及其特点 52

（一）密实填充床离子交换系统 54

（二）密实移动床离子交换系统 54

（三）硫化床离子交换系统 55

（四）多槽串联搅拌床吸附系统 60

（一）提铀工艺 62

一、铀的提取 62

第四铀及稀土元素的提取与分离 62

（二）离子交换法提铀实践 65

（三）离子交换法提铀工艺发展前景 71

二、稀土元素的分离纯化 72

（一）离子交换螯合排代色谱法制备单一稀土氧化物 72

（二）离子交换色谱法分离稀土的新发展 74

第五章 贵金属的提取与分离 76

一、金银的提取 76

（一）树脂法从氰化介质中提取金银 77

（二）活性炭法从氰化介质中提取金银 85

（三）树脂法与活性炭法提取金银的简要对比 89

二、铂族金属的提取与分离 92

（一）强碱性树脂从氯化物溶液中提取分离铂族金属 92

（二）弱碱性树脂吸附铂族金属 93

（三）萃淋树脂吸附回收及分离铂族金属 93

（四）Monivex树脂提取铂族金属 94

（一）钨的提取 96

一、稀有难熔金属的提取与分离 96

第六章 稀有金属的提取与分离 96

（二）钼的提取 100

（三）钒的提取 102

（四）其他稀有难熔金属的提取与分离 103

二、稀有分散金属的提取 104

（一）镓的提取 104

（二）铟的提取 105

（四）锗的提取 106

（三）铊的提取 106

（五）铼的提取 107

三、稀有轻金属锂的提取 109

（一）阳离子树脂从锂矿石及其制品中提取锂 109

（二）吸附提取锂的无机吸附剂 109

（三）吸附－离子交换两步法从卤水中提取锂 109

第七章 有色重金属的提取 111

一、铜的提取 111

（一）清液吸附法提取铜 111

（二）树脂矿浆法提取铜的半工业试验 112

（三）从其他物料中回收副产铜 113

二、镍钴的提取与分离纯化 114

（一）从矿石及其加工产物中提取镍和钴 114

（二）镍钴电解液的净化处理 115

三、其他有色重金属的提取 117

（一）锌的提取与纯化 117

（三）铋的提取 119

（二）镉的提取 119

第八章 其他方面的应用 121

一、制药工业中的应用 121

（一）抗生素的提取与纯化 121

（二）维生素B12的吸附法提取 125

（三）从天然蛋白质的水解液中提取氨基酸 126

二、食品工业中的应用 128

（一）制糖业中的应用 128

（二）从发酵液中提取食用氨基酸 131

三、无机物生产中的应用 133

（一）硝酸钠的生产 133

（二）澳、碘的提取 133

四、有机物纯化中的应用 135

五、水处理中的应用 135

（一）水处理中树脂的选择及基本高子交换反应 136

（二）水处理工艺 137

（三）脱盐新工艺 140

（一）提取技术的选择 143

第九章 技术经济分析及新技术的发展趋势 143

一、技术经济分析 143

（二）离子交换与吸附技术的经济分析 144

二、离子交换与吸附新技术的发展趋势 150

（一）新型离子交换剂及吸附剂的研制和应用 151

（二）新型提取工艺及设备的研究 151

（三）天然资源的开发利用 151

参考文献 156

一、溶剂萃取的特点 161

二、溶剂萃取的应用现状 161

第一章 绪论 161

第三篇 溶剂萃取 161

三、萃取体系类型 162

四、萃取的基本术语与指标控制 165

（一）基本术语 165

（二）指标控制 166

（二）分配定律 168

（一）萃取自由能 168

一、萃取自由能与分配定律 168

第二章 萃取的理化基础 168

二、络合物逐级平衡理论 169

（）无机配位体络合物的形成 170

（二）有机配位体铬合物的形成 171

三、溶解度规律与溶剂分类 172

（一）溶解度规律 172

（二）溶剂的分类 172

（三）溶剂的互溶 173

四、萃取平衡 175

（一）萃取平衡类型 175

（二）影响萃取平衡的因素 177

第三章 萃取工艺与萃取等温线 186

一、工业萃取剂的选择 186

（一）溶剂萃取中的硬软酸碱规则 186

（二）工业萃取剂的种类 187

（二）多级萃取过程模拟 195

二、萃取等温线 195

（一）萃取等温线的绘制 195

（三）模拟萃取级数与实际级数的关系 201

三、过程的乳化与第三相 201

（一）萃取过程的乳化与第三相 201

（二）反萃取过程的乳化 203

四、液膜萃取 203

（一）概述 203

（二）液膜的分类 203

（三）液膜萃取机理 204

（四）液膜萃取过程 204

（五）乳化液膜的性能 205

（六）液膜萃取在金属提取中的应用 206

第四章 萃取设备及设计 208

一、萃取设备的基本要求 208

二、萃取设备的分类 209

（一）混合澄清器 210

（二）萃取塔 214

（三）离心萃取器 216

三、工业萃取设备的选择 216

四、萃取设备的设计 219

第五章 铀、钍、稀土的萃取 222

一、铀的萃取 222

（一）概述 222

（二）胺类萃取 222

（三）磷类萃取 224

（四）协同萃取 226

二、钍的萃取 227

三、稀土的萃取 228

（一）概述 228

（二）磷类萃取 228

（三）环烷酸萃取 232

（四）季铵盐萃取 233

（二）胺类萃取 236

（一）概述 236

第六章 稀有难熔金属的萃取 236

一、钨的萃取 236

（三）钨钼萃取分离 238

二、钼的萃取 241

（一）概述 241

（二）胺类萃取 241

（三）磷类萃取 245

（四）钼铼萃取分离 246

（五）钼铜萃取分离 247

三、钒的萃取 247

（一）概述 247

（二）胺类萃取 248

（三）磷类萃取 250

（四）异羟肟酸萃取 251

（一）概述 253

（二）胺类萃取 253

一、铼的萃取 253

第七章 稀散金属的萃取 253

（三）磷类萃取 257

二、锗的萃取 257

（一）概述 257

（二）羟肟酸萃取 257

（三）烷基磷酸萃取 258

（二）胺类萃取 259

（一）概述 259

三、镓的萃取 259

（四）叔胺萃取 259

（三）磷类萃取 260

（四）羟基喹啉类萃取 261

第八章 贵金属的萃取 263

一、金的萃取 263

（一）概述 263

（二）中性含氧类萃取 263

（三）磷类萃取 266

（四）胺类萃取 267

（五）含硫萃取剂萃取 268

二、银的萃取 269

三、铂族金属的萃取 270

（一）概述 270

（二）铂族金属的萃取分离 271

（三）溶剂萃取工艺流程 273

第九章 重金属的萃取 276

一、铜的萃取 276

（一）概述 276

（二）硫酸溶液中铜的萃取 277

（三）酸性氯化物溶液中铜的萃取 279

（四）氨性溶液中铜的萃取 279

二、镍钴的萃取 280

（一）概述 280

（二）胺类萃取 281

（三）磷类萃取 282

（四）羟肟类萃取 286

一、概述 289

第十章 溶剂萃取在其它领域中的应用 289

二、抗生素的萃取 290

（一）洁霉素的萃取 290

（二）去甲金霉素的萃取 292

（三）青霉素的萃取 294

三、有机酸的萃取 294

（一）羟酸的萃取 294

（三）衣康酸的萃取 295

（二）甲基丙烯酸的萃取 295

第十一章 萃取技术经济与发展趋势 296

一、技术经济分析 296

（一）影响萃取过程生产费用的因素 296

（二）铀的溶剂萃取与离子交换技术的经济比较 297

（三）金的溶剂萃取与电解精炼的经济比较 299

（四）铜的溶剂萃取与铁置换技术的经济比较 300

二、萃取技术发展趋势 301

参考文献 302

（二）超滤 311

（一）微滤 311

（三）反渗透 311

第一章 绪论 311

第四篇 膜分离技术 311

一、膜分离技术的分类 311

（七）膜蒸馏 312

（八）气体渗透 312

（九）有待研究和开发的膜分高技术 312

（六）渗透蒸发法 312

（五）扩散渗析 312

（四）电渗析 312

二、膜分离技术的应用范围 313

第二章 离子交换膜 314

一、膜结构和分类 314

（一）膜体结构 314

（二）膜的分类 315

二、离子交换膜的选择透过性 316

三、离子交换膜的制备 317

四、离子交换膜的性能 317

（一）离子交换膜的一般性能 318

（二）膜电导 320

（三）选择透过度 321

（四）实际迁移数 323

（五）极化与极限电流密度 323

第三章 电渗析 325

一、电渗析的基本原理 325

（一）两槽电渗析器 325

（三）多层电渗析器 326

（二）三槽电渗析器 326

二、电渗析器的构造 327

（一）主要部件 327

（二）组装方式 329

三、电渗析的主要过程 329

（一）膜堆极化 330

四、极化 330

（七）压差渗漏 330

（六）水的分解 330

（五）水的电渗透 330

（四）水的渗透 330

（三）电解质的浓差扩散 330

（二）同名离子迁移 330

（一）反离子迁移 330

（二）极区极化 333

五、电渗析运行的工艺参数 334

（一）脱盐率与浓缩系数 334

（二）电流密度 334

（三）最佳流速 334

（四）动力消耗 335

（五）电流效率 336

六、电渗析器的计算 336

（一）电渗析所需膜面积 337

（二）流程长度 337

（三）临界流速 337

（四）系统除盐级（段）数 337

（一）无机酸、碱或盐的精制 338

七、电渗析在化工冶金方面的应用 338

（二）同族元素的分离 339

（三）同位素分离 340

（四）放射性裂变元素的分离 341

（五）海水的综合利用 342

八、造成电渗析器发生故障的原因和排防措施 346

（一）电渗析器的改造 348

（二）高温电渗析 348

九、电渗析的发展方向 348

第四章 膜电解技术 350

一、基本原理 350

二、离子膜电解槽的结构 350

（一）复极式离子膜电解槽 350

（二）单极式离子膜电解槽 351

三、离子膜电解技术在化工冶金方面的应用 352

（一）食盐电解 352

（二）工业碱的纯化 354

（三）过硫酸铵的制备 355

（四）从辉锑矿中提取锑 356

（五）铀的电解还原 357

（六）镍或铁的电解还原 358

第五章 扩散渗析 359

一、扩散渗析的原理 359

（三）漏泄率 360

三、多层渗析器的主要部件及组装方式 360

（五）水的渗透率 360

（四）分离系数 360

（二）扩散透过速度 360

（一）扩散回收率 360

二、渗析效率计算公式 360

四、扩散渗析在化工冶金中的应用 361

（一）钢铁酸洗废液的处理 361

（二）氢氧化钾的纯化 361

第六章 反渗透 363

一、反渗透脱盐的基本原理 363

二、反渗透膜 363

（二）反渗透膜的主要特性参数 364

（一）反渗透膜的脱盐机理 364

（三）反渗透膜的分类 365

三、反渗透装置及其流程 366

（一）平板（框）式 366

（二）螺旋卷式 366

（三）管式 367

（四）中空纤维式 367

（五）各式反渗透组件的比较 367

（一）由电镀废液中回收重金属 368

四、反渗透法在化工冶金方面的应用 368

（六）反渗透法的一级与多级流程 368

（二）回收利用冷却水中的铬 369

（三）含汞废水的处理 370

五、反渗透的新工艺——回流反渗透 370

第七章 膜分离技术在其它领域中的应用 372

一、在医药工业方面的应用 372

（一）谷氨酸发酵母液的脱盐 373

（三）头孢菌素C的提取 374

（二）从蛋白质水解液中分离氨基酸 374

二、在食品工业方面的应用 376

（一）牛乳脱盐 376

（二）乳清脱灰 377

三、在生物医学方面的应用 377

（一）人工肺 377

（二）人工角膜 378

（三）人工肾 379

四、在环保方面的应用 381

（一）含有酸、碱或盐的废水处理 382

（二）用反渗透法控制矿山排水的污染 383

五、在电池工业方面的应用 384

（一）有机高子交换膜燃料电池 384

（二）银－锌电池 385

第八章 膜分离技术的技术经济评价 386

一、反渗透法的经济效益 386

二、离子交换膜法制氯碱的新技术 388

（一）离子交换膜法的优点 388

参考文献 389

（二）生产能力及工厂规模 389

（三）技术经济比较 389

第五篇 化学沉淀与结晶 393

第一章 绪论 393

一、化学沉淀与结晶在金属提取过程中的作用 393

二、化学沉淀的过程特点与分类 393

三、结晶过程的特点与要求 394

第二章 基本原理 395

一、化学沉淀 395

（一）沉淀的形成过程 395

（二）晶形沉淀的沉淀条件 396

（三）非晶形沉淀的沉淀条件 396

（四）影响沉淀溶解度的因素 397

（五）影响沉淀纯度的因素 398

二、结晶 399

（一）晶体的形成过程 399

（二）过饱和度与结晶的关系 399

（三）溶解度与结晶方法的选择 400

（四）影响晶体成长速率的因素 402

（五）影响产品纯度的因素 402

第三章 主要设备 403

一、沉淀设备 403

（一）固体循环沉淀设备系统 403

（二）流化床沉淀设备 404

二、结晶设备 405

（一）冷却式结晶器 405

（二）蒸发式结晶器 407

（三）真空结晶器 408

第四章 无机沉淀剂沉淀 411

一、氢氧化物沉淀 411

（一）基本原理 411

（二）应用 413

二、硫化物沉淀 419

（一）基本原理 419

（二）应用 420

（一）碳酸锂 424

三、碳酸盐沉淀 424

（二）碳酸钡 426

四、磷酸盐沉淀 427

（一）磷酸钍 427

（二）磷酸铀 428

（三）磷酸铁 428

（四）磷酸铵镁 429

五、氟化物沉淀 429

（一）氟化钚 430

（二）四氟化铀 430

（三）氟化钍 430

六、过氧化物沉淀 431

（一）过氧化铀 431

（二）过氧化钚 432

（三）钍的过氧化物 432

七、铵盐沉淀 433

（一）钒酸铵 433

（二）重铀酸铵 434

八、铁的水解沉淀 436

（一）黄铁矾沉淀 436

（二）针铁矿沉淀 438

（三）赤铁矿沉淀 440

第五章 有机沉淀剂沉淀 442

一、概述 442

二、草酸盐沉淀 442

（一）草酸钍 442

（二）草酸稀土 443

（三）草酸钚 445

三、丹宁沉淀 446

第六章 生化沉淀 447

一、概述 447

二、基本原理 447

三、应用 448

（一）除铁 448

（二）用微细霉菌沉淀金 448

一、稀土分离 451

第七章 分步结晶法 451

二、锆铪分离 453

三、钽铌分离 454

第八章 硫酸盐结晶 456

一、硫酸铝 456

二、硫酸铜 457

三、硫酸镍 458

四、硫酸锰 459

第九章 铵盐结晶 461

一、仲钨酸铵 461

一）蒸发结晶法 461

（二）中和结晶法 462

二、仲钼酸铵 463

（一）蒸发结晶法 463

（二）中和法 464

第十章 用结晶法净化工艺废液并回收副产品 465

一、由电积锑阴极废液结晶硫化钠 465

二、由电积锑阳极废液结晶硫酸钠 467

三、由钢电解精炼净液结晶硫酸镍 468

四、由铀矿加工厂废液结晶硫酸钠 470

五、由钢铁酸洗废液结晶硫酸亚铁 472

第十一章 化学沉淀与结晶的技术经济分析 474

一、化学沉淀 474

二、结晶 474

参考文献 475

（三）其他影响 475

（二）结晶器操作的影响 475

（一）结晶器的影响 475

第六篇 还原沉积 479

第一章 绪论 479

一、金属从溶液中还原沉积的方法 479

二、方法选择的依据 479

三、还原沉积法的特点及其应用范围 479

（三）置换沉积法常用设备 482

（二）置换沉积法的应用范围 482

一、概述 482

（一）置换剂的选择依据 482

第二章 置换沉积法 482

一、置换沉积原理 483

三、置换沉积法的应用 485

（一）铂族金属的置换沉积 485

（二）稀散元素铟、铊、镓、锗和硒、碲的置换沉积 486

（三）重金属铜和汞、锑、砷、铅、铋、锡的置换沉积 488

（四）锌粉置换纯化铜和镉 490

（五）用还原剂置换沉积有价金属 491

（六）置换沉积在其它方面的应用 493

第三章 加压氢还原法 495

一、概述 495

（一）优点 495

（二）加压氢还原法的应用范围 495

（三）常用的加压设备 495

二、加压氢还原原理 496

（一）加压氢还原选择性沉积铜、镍、钴 497

三、加压氢还原法的应用 497

（二）自酸性硫脲溶液中加压氢还原金、银 501

（三）加压氢还原铂、钯和铑、铱的分离 503

（四）其他高压气体在还原金属中的应用 504

（五）加压氢还原在其他领域中的应用 505

二、金属电沉积原理 508

（一）水溶液电解的平衡 508

一、概述 508

第四章 电积法 508

（二）阴极过程 510

（三）阳极过程 515

（四）槽电压、电流效率、电能效率和电能消耗 518

三、电积法的应用 519

（一）贵金属金和银的电沉积 519

（二）稀散元素镓、碲、铊、铼的电积 522

（三）电积铜、锑、汞、镉、锰、镍和钴 525

（一）铜、铅、锡、锑、镍和钴的电解精炼 532

二、电解精炼的应用 532

一、概述 532

第五章 电精炼法 532

（二）镓、铟、碲的电解精炼 542

（三）金、铂的电解精炼 543

（四）电解过程在其他方面的应用 545

第六章 还原沉积法的进展 555

一、概述 555

二、还原沉积法的发展趋势 556

（一）简化流程新技术的研究 556

（二）价廉、耐用新材料的开发 561

（三）高效、低耗新设备的研制 562

三、降低消耗、提高经济效益——无电源电解 565

第七章 技术经济分析 568

一、概述 568

二、技术经济分析 569

（一）置换沉积过程的技术经济分析—锌自氰化物浸出液中置换沉积金和银 569

（二）电积过程的技术经济分析——硫酸锌浸出液电积锌 572

（三）可溶性阳极电解精炼过程的技术经济分析——银的电解精炼 577

参考文献 581