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第一章 绪论 1

1.1 分离科学与技术概况 1

1.1.1 分离技术的产生 1

1.1.2 分离科学与工程 1

1.2 分离过程的能耗 2

1.2.1 分离与混合 2

1.2.2 分离过程的理论耗能量 3

1.3 分离方法 4

1.3.1 分离依据 4

1.3.2 冶金工艺中的分离方法 5

1.4 冶金分离科学与工程 8

1.4.1 学科产生背景 8

1.4.2 冶金分离科学与工程学科的研究内容 9

参考文献 10

第二章 溶剂萃取 11

2.1 基础知识 11

2.1.1 萃取体系与萃取过程 11

2.1.2 溶解度规律 13

2.1.3 萃取剂、稀释剂与相调节剂 16

2.1.4 萃取平衡 18

2.2 萃取过程的基本规律 22

2.2.1 萃取体系的分类 22

2.2.2 萃取过程的影响因素 32

2.3 萃取过程动力学 38

2.3.1 分类 38

2.3.2 不同萃取体系的动力学特征 39

2.3.3 影响萃取速度的因素 40

2.3.4 铜萃取的动力学研究 43

2.3.5 动力学分离 45

2.4 稀释剂与相调节剂 47

2.4.1 稀释剂对萃取过程的影响 47

2.4.2 三相的生成与相调节剂 55

2.4.3 稀释剂与相调节剂的选择 59

2.5 萃取过程的界面化学与胶体化学问题 60

2.5.1 萃取体系的界面性质 60

2.5.2 界面活性在认识溶剂萃取过程中的作用 63

2.5.3 界面现象与传质 66

2.5.4 乳化 67

2.5.5 萃取体系中胶体组织的生成及影响 74

2.6 工程技术基础 90

2.6.1 萃取串级工艺 90

2.6.2 萃取设备 100

2.7 溶剂萃取在提取冶金中的应用与发展 110

2.7.1 概况 110

2.7.2 典型应用 110

2.8 小结 126

参考文献 126

第三章 离子交换与吸附法 130

3.1 概述 130

3.2 离子交换平衡 130

3.2.1 基本概念 130

3.2.2 平衡等温线与平衡图 133

3.2.3 道南平衡膜理论 135

3.3 离子交换动力学 137

3.3.1 交换反应机理 137

3.3.2 控制步骤的判断 137

3.3.3 交换速率的影响因素 139

3.4 柱过程 141

3.4.1 流出曲线 141

3.4.2 交换区计算 144

3.5 离子交换设备 146

3.5.1 概述 146

3.5.2 典型的离子交换设备 147

3.5.3 离子交换设备的计算 149

3.6 树脂中毒及树脂选择 154

3.6.1 树脂中毒及处理 154

3.6.2 树脂选用 156

3.7 非水溶剂中的离子交换 158

3.7.1 树脂在水中的溶胀 158

3.7.2 溶剂化作用与离子交换反应的关系 159

3.7.3 非水溶剂中离子交换工艺 161

3.7.4 非水溶剂中离子交换的影响因素 163

3.8 吸附剂吸附 166

3.8.1 概述 166

3.8.2 基本原理 169

3.9 离子交换与吸附法在冶金中的应用 171

3.9.1 概述 171

3.9.2 离子交换吸附法的应用 171

3.9.3 非水溶液中离子交换的应用 175

3.9.4 无机离子交换剂及其应用 177

3.9.5 吸附树脂与活性炭的应用 180

3.10 小结 182

参考文献 183

第四章 色层分离法 184

4.1 概述 184

4.2 基本概念 185

4.2.1 分配平衡 185

4.2.2 色谱图 185

4.2.3 保留值 187

4.2.4 相对保留值与选择性系数 189

4.3 基本理论 189

4.3.1 平衡塔板理论（Martin塔板理论） 189

4.3.2 色层分离理论 195

4.4 离子交换色层 199

4.4.1 分配容量 199

4.4.2 流动相 200

4.4.3 前沿色层法制取纯（NH4）2WO4溶液 200

4.4.4 排代色层法分离稀土元素 202

4.4.5 密实移动床-流化床连续离子交换系统的应用 205

4.5 萃取色层 211

4.5.1 萃取色层与溶剂萃取的关系 211

4.5.2 萃取色层技术 213

4.5.3 萃取色层法分离稀土元素 213

4.5.4 与离子交换色层法分离稀土的比较 215

4.6 小结 216

参考文献 217

第五章 压力驱动膜过程 218

5.1 膜分离基本概念 218

5.1.1 膜及膜过程 218

5.1.2 膜分离过程的优缺点 219

5.1.3 膜分离技术在湿法冶金中的作用 219

5.2 压力驱动膜过程 220

5.2.1 概述 220

5.2.2 压力驱动膜 220

5.2.3 过程工艺参数 224

5.3 压力驱动膜组件（元件） 225

5.3.1 概述 225

5.3.2 管状类型膜组件 226

5.3.3 板状类膜组件 230

5.3.4 膜组件排布与连接 233

5.4 压力驱动膜过程的传质 238

5.4.1 膜内传质 238

5.4.2 膜组件中的传质阻力 240

5.4.3 污染控制与膜清洗 243

5.5 超滤与微滤 248

5.5.1 膜表征 248

5.5.2 UF膜与MF膜的比较 249

5.6 反渗透与纳滤 249

5.6.1 原理 249

5.6.2 膜 250

5.6.3 NF膜分离机理 251

5.6.4 RO膜与NF膜性能比较 252

5.7 特殊性能的压力驱动膜的开发 252

5.7.1 管式合成有机纳滤膜 252

5.7.2 特殊加工处理的合成有机膜 253

5.8 压力驱动膜过程在冶金工业中的应用 254

5.8.1 利用超滤膜进行油水分离 254

5.8.2 增强超滤用于金属离子回收分离 255

5.8.3 带吸附功能的微滤膜处理重金属废水 256

5.8.4 膨体聚四氟乙烯微滤膜处理各种冶金工业废水 257

5.8.5 纳滤或（和）反渗透浓缩金属离子的冶金新工艺 259

5.8.6 SIMS特种合成有机膜的应用 262

5.9 小结 269

参考文献 269

第六章 离子交换膜分离技术 271

6.1 离子交换膜 271

6.1.1 结构与分类 271

6.1.2 冶金工业中应用的离子交换膜 272

6.1.3 离子交换膜性能 275

6.1.4 离子交换膜的传质理论基础 282

6.1.5 膜中毒与膜污染 284

6.1.6 离子膜的应用方式 284

6.2 电渗析 285

6.2.1 电渗析过程 285

6.2.2 浓差极化及其影响 286

6.2.3 极限电流 288

6.2.4 电渗析器 290

6.2.5 电渗析运行 295

6.3 扩散渗析 300

6.3.1 概述 300

6.3.2 原理 301

6.3.3 扩散渗析过程 305

6.4 离子膜电解过程 307

6.4.1 概述 307

6.4.2 离子膜电解的基本原理 307

6.4.3 电解过程的影响因素 309

6.4.4 电解装置 312

6.4.5 电极 318

6.5 双极膜电解（电渗析） 322

6.6 离子交换膜分离技术在湿法冶金中的应用 323

6.6.1 扩散渗析的应用 323

6.6.2 电渗析与双极膜电渗析的应用 328

6.6.3 离子膜隔膜电解技术的应用 333

6.7 小结 344

参考文献 345

第七章 其他分离技术 347

7.1 混键晶体多孔膜的开发及应用 347

7.1.1 混键晶体多孔膜 347

7.1.2 易态公司混键晶体多孔膜的应用 348

7.2 膜蒸馏 351

7.2.1 概述 351

7.2.2 膜蒸馏原理 352

7.2.3 膜蒸馏在冶金工业中的应用前景 356

7.3 渗透汽化 360

7.4 膜生物反应器 362

7.4.1 膜生物反应器简介 362

7.4.2 MBR在冶金中应用的可能性 363

7.5 液膜萃取 364

7.5.1 概论 364

7.5.2 含有载体的液膜传质机理 365

7.5.3 支撑液膜萃取 367

7.5.4 静电准液膜 368

7.6 微孔固体隔膜萃取 370

7.6.1 概述 370

7.6.2 基本原理 370

7.6.3 膜萃取技术及其萃取金属离子的应用前景 372

7.7 硫代钼酸铵结晶法实现钨钼分离 374

7.8 小结 375

参考文献 376

第八章 现代分离技术对冶金工业的贡献 378

8.1 现代冶金分离技术的发展轨迹 378

8.2 重金属绿色冶金的开发与发展 379

8.2.1 铜湿法冶金技术的飞跃 379

8.2.2 红土镍矿提镍湿法工艺的变革和钴镍萃取技术的进步 381

8.2.3 全湿法提锌工艺的诞生及影响 387

8.3 稀土分离工艺的巨大变化 392

8.4 难熔金属工业的今昔 395

8.4.1 钨冶炼工艺的技术进步 395

8.4.2 钽铌湿法冶炼工艺的变革 403

8.4.3 石煤提钒工艺的变革 404

8.5 绚丽多彩的贵金属提取工艺 408

8.6 现代冶金分离技术促进了废弃资源综合利用行业的发展 411

8.6.1 概述 411

8.6.2 镍钴资源的回收利用 412

8.6.3 含钨废料的回收利用 417

8.7 总结 421

参考文献 424