目录 1
第一篇 萃取 1
1 萃取基础和萃取剂 1
1.1 溶液 1
1.1.1 水溶液 1
1.1.2 有机溶剂和有机溶液 2
1.2 金属离子的配位化合物 3
1.2.1 金属离子的水合过程 3
1.2.2 金属离子配合物的形成 5
1.2.3 金属离子配位化合物的结构 6
1.2.4 金属配位化合物的稳定性 7
1.2.5 金属的螯合物 9
1.3 酸性萃取剂 9
1.3.1 萃取剂概述 9
1.3.2 有机磷酸萃取剂 10
1.3.3 羧基酸萃取剂 16
1.3.4 其他酸性萃取剂 19
1.4 中性萃取剂 22
1.4.1 碳氧中性萃取剂 22
1.4.2 磷氧中性萃取剂 23
1.4.3 含硫中性萃取剂 23
1.4.4 取代酰胺萃取剂 24
1.5 胺类萃取剂 25
1.6 螯合萃取剂 28
1.6.1 羟肟 28
1.6.2 取代8-羟基喹啉 29
1.6.3 β-二酮 29
1.6.4 吡啶羧酸酯 30
1.6.5 冠醚 31
1.7 工业萃取剂的特点 32
参考文献 33
2 金属萃取的反应原理（一） 34
2.1 酸性萃取剂的萃取反应 35
2.1.1 萃取配合物的生成反应 35
2.1.2 pH值对平衡的影响 36
2.1.3 金属离子的萃取顺序 38
2.1.4 萃取剂性质的影响 41
2.2 中性萃取剂的萃取反应 48
2.2.1 中性萃取剂的萃取反应 49
2.2.2 溶剂和溶剂化萃取 53
2.2.3 影响中性萃取剂萃取的因素 54
2.3 金属阴离子配合物萃取 56
2.3.1 阴离子交换 56
2.3.2 季铵硫氰酸盐萃取 57
2.3.3 离子缔合体萃取 57
2.3.4 胺类萃取剂结构与性能的关系 62
2.3.6 第三相的生成和防止 67
2.3.5 稀释剂的效应 67
2.4 螯合萃取 69
2.4.1 螯合萃取剂的选择性 69
2.4.2 含有OH基的螯合萃取剂 71
2.4.3 配体交换萃取 72
2.5 物理萃取 73
2.6 氨—铵盐溶液中的萃取 74
2.6.1 氨—铵盐溶液中的萃取平衡 74
2.6.2 一般酸性萃取剂从氨溶液中萃取 75
2.6.3 螯合萃取剂从氨溶液中萃取铜 75
2.6.4 氨的共萃取问题 77
参考文献 78
3 金属萃取的反应原理（二） 79
3.1 亲水性和亲油性 79
3.1.1 亲水—亲油平衡数 79
3.1.2 萃取剂油溶性 80
3.1.3 表面过剩 81
3.2 萃取和反胶团 82
3.2.1 胶团和反胶团 82
3.2.2 萃合物聚合和反胶团 82
3.2.3 有机酸一价金属皂的反胶团 84
3.3 协同萃取 85
3.3.1 中性磷萃取剂和酸性萃取剂 86
3.3.2 肟与酸性萃取剂 88
3.3.3 螯合萃取剂和中性萃取剂 88
3.3.4 两种螯合萃取剂 89
3.3.5 其他协萃体系 89
3.4 酸碱萃取剂耦合萃取 90
3.4.1 萃取金属盐 90
3.4.2 萃取酸 91
3.5.1 酸性萃取剂的反萃 93
3.5 反萃的化学反应 93
3.5.2 金属阴配离子的反萃 94
3.5.3 螯合萃合物的反萃 97
3.6 水的萃取 99
3.6.1 水溶解于稀释剂或溶剂 99
3.6.2 水溶解于萃取剂 100
3.6.3 水与酸共萃 101
3.6.5 水与金属离子共萃 104
3.6.4 一价阳离子有机酸皂中的水 104
3.6.6 有机相夹带水 105
3.6.7 水的活度及其与萃取的关系 105
3.7 盐析作用 107
3.7.1 同离子效应 107
3.7.2 非同离子盐的盐析作用 109
3.7.3 盐析作用的定量处理 110
3.8 酸的萃取 110
3.8.2 萃取剂结合质子的能力 111
3.8.1 酸萃取反应的本质 111
3.9 氰化物的萃取回收 120
3.10 提高反萃液酸富集比的途径 121
3.10.1 提高酸萃取率 121
3.10.2 提高酸的反萃率 122
3.11 氢氧化钠的萃取 124
3.12 由萃取衍生的新分离技术 125
3.12.1 液膜萃取 125
3.12.2 超临界萃取 127
3.12.3 双水相萃取 132
3.13 萃取和反应的耦合过程 135
3.13.1 由氯化钾制取硝酸钾 135
3.13.2 用二氧化碳沉淀碳酸锶 135
3.13.3 N235-硝酸锶—二氧化碳的反应—萃取耦合过程 138
3.13.4 传质与动力学机理分析 142
3.13.5 温度对反应的影响和反应的热力学参数 144
参考文献 145
4 金属萃取平衡 147
4.1 萃取反应式和表征平衡的参数 147
4.1.1 萃取反应式 147
4.1.2 萃取平衡常数和其他表达平衡的方式 147
4.1.3 各种平衡表达式之间的关系 154
4.1.4 萃取平衡方程的分解 156
4.1.5 其他萃取反应的平衡常数 159
4.1.6 萃取平衡的热力学处理 159
4.2 测定萃取平衡的实验方法 163
4.2.1 萃取平衡常数的测定方法 163
4.2.2 其他测定方法 166
4.2.3 萃取平衡实验 167
4.3 平衡数据的表达 170
4.3.1 萃取平衡等温线 170
4.3.2 萃取平衡在等温线上的表达 172
4.3.4 金属分离时的平衡线 173
4.3.3 其他萃取平衡图 173
4.4 温度对萃取平衡的影响 174
4.4.1 对水相反应的影响 175
4.4.2 对萃合物在有机相溶解度的影响 175
4.4.3 对萃合物构型的影响 175
4.5 萃取中的稀释剂 177
4.5.1 溶剂和稀释剂 177
4.5.2 稀释剂对萃取剂性质的影响 177
4.5.3 稀释剂对萃取的影响 179
4.5.4 工业稀释剂 179
参考文献 181
5.1.1 研究萃取动力学的目的 182
5.1.2 影响萃取动力学的因素 182
5.1 概述 182
5 金属萃取动力学 182
5.2 萃取过程中的传质 183
5.2.1 分子扩散 184
5.2.2 传质系数 184
5.2.3 双膜模型 185
5.3 金属萃取动力学 187
5.3.1 萃取剂的表面活性 187
5.3.2 两相界面构造 188
5.3.3 反应区 189
5.3.4 扩散控制或反应控制 189
5.3.5 反应的控制步骤 191
5.4 萃取动力学实验方法 191
5.4.1 工程动力学数据测定 191
5.4.2 萃取动力学实验装置 192
5.5 萃取动力学模型 195
5.5.1 非稳态模型 195
5.5.2 稳态模型 196
5.6 影响萃取动力学的化学因素 197
5.6.1 萃取剂的结构与反应活性 198
5.6.2 羟肟萃取剂结构与动力学行为 201
5.6.3 动力协萃现象 203
5.6.4 金属离子性质与萃取速度 203
5.6.5 影响萃取速度的其他因素 204
5.6.6 羟肟萃取剂萃取铜的动力学 205
参考文献 206
6 连续流动萃取和计算 207
6.1 连续流动萃取 207
6.2 错流萃取及其计算 208
6.3 逆流萃取及其计算 209
6.3.1 逆流萃取的迭代求解法 209
6.3.2 联立方程求解法 211
6.3.3 多成分料液逆流萃取的计算 212
6.4.2 阶梯作图法及其应用 216
6.4 逆流萃取的图解方法 216
6.4.1 多级逆流萃取的平衡线和操作线 216
6.5 逆流萃取流程 220
6.5.1 萃取—反萃流程及计算 220
6.5.2 萃取—洗涤—反萃流程 221
6.5.3 分流及回流萃取流程 221
参考文献 223
7 萃取设备 224
7.1 混合—澄清槽 224
7.1.1 基本结构 224
7.1.2 混合室的设计和改进 225
7.1.3 澄清槽的设计和改进 228
7.2 克若布斯混合—澄清槽 231
7.3 垂直平稳流的混合—澄清槽 231
7.4.1 填料塔 237
7.4 萃取塔 237
7.4.2 转盘塔和振动板塔 238
7.4.3 脉冲塔 239
7.4.4 萃取塔的计算和放大 241
7.4.5 萃取塔的放大计算 242
7.5 工业萃取的运行 243
7.5.1 连续相的选择 243
7.5.2 减少夹带 244
7.6 相间污物的产生和处理 245
7.6.1 相间污物和乳化 245
7.6.2 相间污物的组成 245
7.6.3 相间污物的处理方法 246
7.6.4 减少相间污物的途径 247
7.7 水相除油和萃取剂回收 248
7.8.2 有机相的再生 252
7.8.1 有机相夹带水的去除 252
7.8 有机相的除水和再生 252
参考文献 254
8 铜、钴、镍的萃取及应用 255
8.1 铜的萃取化学 255
8.1.1 一般酸性萃取剂萃取铜 255
8.1.2 螯合萃取剂萃取铜 256
8.2 羟肟萃取剂 257
8.2.1 羟肟萃取剂的主要类型 257
8.2.2 羟肟萃取剂的萃取化学 260
8.2.3 羟肟萃取铜的动力学和机理 262
8.2.4 工业羟肟萃取剂的性质 263
8.3 羟肟萃取剂的工业应用 268
8.3.1 现代铜湿法冶金工业概貌 268
8.3.2 工业萃取过程设计 270
8.3.3 工业萃取的运行 274
8.3.4 典型铜萃取厂 275
8.4 氯化物体系中铜的湿法冶金及萃取 277
8.4.1 氯化物体系中硫化铜矿的浸取 277
8.4.2 氯化物体系中铜的萃取 277
8.5 氨—铵盐溶液中铜的湿法冶金及萃取 279
8.5.1 氨—铵盐溶液中铜的浸取 279
8.5.2 氨—铵盐溶液中铜的萃取 280
8.6 钴、镍萃取分离概述 281
8.7 硫酸盐溶液中分离钴、镍 282
8.7.1 硫酸盐溶液中钴、镍的萃取化学 282
8.7.2 硫酸盐溶液中钴、镍的工业萃取过程 283
8.8 氨—铵盐溶液中萃取分离钴、镍 292
8.8.1 酸性萃取剂在氨—铵盐溶液中的应用 292
8.8.2 羟肟螯合萃取剂在氨溶液中的应用 293
8.9 氯化物溶液中萃取分离钴、镍 295
8.9.1 含氧萃取剂在氯化物中萃取钴、镍 295
8.9.2 胺类萃取剂在氯化物中分离钴、镍 296
8.9.3 氯化物体系的钴、镍工业萃取过程 297
8.9.4 季铵盐萃取剂分离钴、镍 302
8.9.5 氯化物体系中萃取分离钴、镍的几个问题 304
8.10 硫氰酸盐与钴、镍的萃取 307
8.10.1 硫氰酸盐溶液中萃取钴、镍 307
8.10.2 季铵硫氰酸盐萃取分离钴、镍 308
参考文献 310
9 贵金属萃取 312
9.1 水溶液化学 312
9.1.1 氧化态 312
9.1.2 重要配位化合物 312
9.2 贵金属提取冶金 314
9.2.1 贵金属物料的富集 314
9.2.2 贵金属的工业萃取过程 315
9.3.1 卡必醇萃取金 318
9.3 金的萃取 318
9.3.2 甲基异丁基酮萃取金 319
9.3.3 醇类萃取金 320
9.4 钯的萃取 321
9.4.1 含硫萃取剂萃取钯 321
9.4.2 螯合萃取剂萃钯 323
9.4.3 取代氨基酸萃钯、铂 324
9.5 铂的萃取 324
9.5.1 叔胺萃取铂 324
9.5.2 磷氧中性萃取剂萃取铂 324
9.6 铱的萃取 325
9.7 铑的萃取 327
9.8 锇、钌的萃取 327
9.8.1 四氧化物的溶剂萃取 327
9.8.2 低价锇、钌的萃取 328
9.9.1 金的传统精炼方法 329
9.9 金的萃取精炼 329
9.9.2 明纳托流程 330
9.10 氰化液中金的萃取 332
9.10.1 季铵盐萃取金 332
9.10.2 胺—中性磷氧萃取金 332
9.10.3 中性磷萃取剂萃取金 333
9.10.4 胍类萃取剂的开发 333
参考文献 335
10 稀有及稀散元素的萃取分离 337
10.1 锆、铪的萃取 337
10.1.1 锆、铪的提取冶金 337
10.1.2 锆、铪阳离子的萃取 337
10.1.3 硫氰酸溶液中分离锆、铪 339
10.1.4 盐酸及硝酸溶液中锆、铪的萃取 339
10.1.5 硫酸体系中锆、铪的分离 342
10.1.6 萃取制取超细氧化锆 343
10.2 铌、钽的萃取分离 344
10.2.1 铌、钽的提取冶金 344
10.2.2 MIBK分离铌、钽 345
10.2.3 TBP分离铌、钽 347
10.2.4 矿浆萃取 348
10.2.5 醇类分离铌、钽 349
10.2.6 取代酰胺分离铌、钽 351
10.3 镓的提取冶金和萃取 351
10.3.1 镓的提取冶金 351
10.3.2 铝酸钠溶液中镓的萃取 354
10.3.3 盐酸溶液中镓的萃取 359
10.3.4 硫酸溶液中萃取镓 360
10.4 铟的萃取 363
10.4.1 铟的湿法冶金 363
10.4.2 酸性萃取剂萃取分离铟 364
10.4.3 铟的阴配离子萃取 368
10.5 铊的萃取 368
10.5.1 铊的资源和提取冶金 368
10.5.2 镓、铟、铊的溶液化学性质比较 368
10.5.3 酸性萃取剂分离铊 369
10.5.4 中性萃取剂萃取铊 370
10.6 锗的萃取 372
10.6.1 锗的资源和提取冶金 372
10.6.2 盐酸溶液中锗的萃取 373
10.6.3 螯合萃取剂萃取锗 374
10.6.4 锗的协同萃取 375
10.6.5 叔胺萃取锗 377
10.7 铍的萃取 377
10.7.1 铍的资源和提取冶金 377
10.7.2 有机磷酸萃取铍 378
10.7.3 中性有机磷萃取 380
10.8.1 铷、铯资源和提取冶金 381
10.8 铷、铯的萃取 381
10.8.2 铷、铯的分离萃取 382
参考文献 385
第二篇 离子交换 387
11 离子交换和交换树脂 387
11.1 离子交换反应 387
11.2 离子交换树脂的组成和结构 387
11.3 离子交换树脂的类别 389
11.4 合成交换树脂的基本性质 391
11.4.1 交换容量 392
11.4.3 树脂的孔洞 393
11.4.4 溶胀和含水量 393
11.4.2 交联度 393
11.4.5 密度 394
11.4.6 稳定性 396
11.5 合成树脂的型号 396
11.6 特殊合成树脂 397
11.6.1 螯合树脂 397
11.6.2 氧化还原树脂 400
11.6.3 无机离子交换剂 401
11.6.4 大孔树脂 404
11.7 离子交换膜 405
11.7.1 离子交换膜的类型 405
11.7.2 离子交换膜的性质 406
11.7.3 离子交换膜的应用 407
参考文献 410
12.1.1 平衡方程式 411
12.1.2 实用平衡参数 411
12 离子交换反应原理 411
12.1 交换平衡 411
12.1.3 交换平衡等温线 419
12.2 阳离子树脂的交换反应 420
12.2.1 不同酸性功能团的比较 420
12.2.2 影响阳离子交换能力的因素 423
12.3 阴离子树脂的交换反应 424
12.3.1 强碱性树脂 424
12.3.2 弱碱性树脂 428
12.4 离子交换机理和动力学 429
12.4.1 树脂的交换机理 429
12.4.2 阴、阳树脂的交换速度比较 431
12.4.3 不同金属配合物的动力学行为差异 431
参考文献 433
13.1 离子交换工艺 434
13.1.1 树脂的选用原则 434
13 离子交换工艺和设备 434
13.1.2 交换树脂使用前的处理 436
13.1.3 离子交换的操作程序 437
13.1.4 树脂中毒和消除 439
13.2 实验室的操作方法 441
13.2.1 静态法 441
13.2.2 小型交换柱 441
13.3.1 交换区和流出曲线 442
13.3 交换柱特性和流出曲线 442
13.3.2 流出曲线和交换柱工作状态 445
13.3 色层现象和流出曲线 450
13.3.1 交换柱的色层现象 450
13.3.2 离子的分离 451
13.3.3 色层柱的洗脱曲线 453
13.4 萃取色层法分离金属 454
13.4.1 萃淋树脂 454
13.4.2 萃取色层法 454
i3.5.1 柱体结构 456
13.5 工业离子树脂交换柱 456
13.5.2 布液装置 457
13.5.3 交换柱操作 458
13.5.4 固定床交换柱的放大 460
13.6 移动树脂床设备 463
13.7 流态化离子交换柱 466
13.8 槽型离子交换设备 468
13.8.1 槽型离子交换设备概况 468
13.8.2 装有空气提升器的交换槽 469
13.8.3 多槽串联 470
参考文献 471
14.1.1 氰化法提金 472
14.1.2 活性碳吸附回收金 472
14.1 氰化物体系中提取金 472
14 离子交换在黄金冶金中的应用 472
14.2 树脂筛选 473
14.2.1 Au（CN）？的交换行为 473
14.2.2 树脂的选择性 474
14.2.3 影响阴离子树脂选择性的因素 475
14.3 专用树脂的开发 476
14.3.1 双功能团树脂 476
14.3.2 大孔强阴离子树脂 478
14.3.3 胍基树脂 479
14.3.4 离子交换纤维 481
14.4 负载金的洗脱 481
14.4.1 酸性硫脲法 482
14.4.2 氰锌配合物溶液法 484
14.4.3 硫氰酸盐溶液洗脱法 485
14.5.1 置换金 487
14.5.2 电积金 487
14.5 洗脱液中金的回收 487
14.6 树脂在浆的工艺和流程 489
14.6.1 俄罗斯工艺 489
14.6.2 南非流程 490
14.6.3 东溪金矿流程 495
14.6.4 银坊的工艺流程 496
14.7 树脂法和活性碳法的比较 498
14.7.1 动力学行为比较 498
14.7.2 选择性比较 500
14.7.3 负荷能力 501
14.7.4 技术经济指标 504
14.7.5 树脂在浆的潜在问题 505
14.8 树脂在浸处理碳质金矿 505
14.8.1 碳质金矿 505
14.8.2 碳质金矿的冶炼方案 505
14.9.1 回收氰化物的传统方法 507
14.9 离子交换回收氰化物 507
14.9.2 早期树脂回收氰的方法 508
14.9.3 除氰树脂和流程筛选 508
参考文献 510
15 离子交换在铂族金属提取中的应用 512
15.1 铂族元素的化学分离方法 512
15.2 铂族离子的交换行为 513
15.2.1 阳离子交换 513
15.2.2 阴离子交换 515
15.2.3 专用树脂的研究 516
15.3 离子交换用于铂族金属精炼 520
15.3.1 隆若厂的萃取—离子交换混合流程 520
15.3.2 其他萃取—离子交换混合流程 521
15.3.3 英派拉厂离子交换流程 522
参考文献 524
16.1.2 重要化合物 525
16.1.1 钨、钼的化学性质 525
16.1 钨钼化学 525
16 离子交换在钨钼冶金中的应用 525
16.1.3 钨、钼的资源和矿物 528
16.2 钨的冶炼流程 528
16.2.1 矿石分解 528
16.2.2 含钨料液的化学提纯法 530
16.2.3 钨粉制取 532
16.3 钨、钼离子交换和应用概况 532
16.3.1 钨酸根和钼酸根的交换能力 532
16.3.2 影响钨酸根交换能力的因素 532
16.3.3 应用概况 535
16.4 钨酸钠溶液的纯化 536
16.4.1 钨酸钠溶液的直接交换 536
16.4.2 负载钨的洗脱 537
16.4.3 硫代钼酸的交换 538
16.4.4 一步法净化钨酸盐溶液 539
16.4.5 硫代钼酸的生成 541
16.4.6 硫代钼酸根的洗脱 541
16.4.7 弱碱性树脂分离硫代钼酸根 542
16.4.8 其他杂质的硫化行为 543
16.5 其他钨酸盐溶液的纯化和提取 544
16.5.1 酸性溶液中回收钨 544
16.5.2 白钨矿碳酸钠浸取液的纯化 545
16.5.3 从钨酸铵结晶母液中回收钨 548
16.6 钼的冶炼流程 550
16.6.1 矿石分解和浸取 550
16.6.2 仲钼酸铵的制取 554
16.6.3 三氧化钼和金属钼粉的制取 555
16.7 钼（Ⅵ）的离子交换 555
16.7.1 溶液中钼酸的状态 555
16.7.2 钼（Ⅵ）的离子交换行为 556
16.7.3 碱性溶液中钼（Ⅵ）的交换 558
16.8 离子交换技术在钼冶金中的应用 559
16.8.1 净化钼酸铵溶液 559
16.8.2 净化钼酸钠溶液 559
16.8.3 酸浸料液的提纯 560
16.8.4 应用于酸沉淀母液和酸洗涤液 560
参考文献 562
附录 563
附录1 湿法冶金常用萃取剂及其应用 563
附表1-1 湿法冶金常用萃取剂 563
附表1-2 二（2-乙基己基）磷酸萃取各种金属 570
附表1-3 甲基异丁基酮萃取各种金属 571
附表1-4 二异丙基酮萃取各种金属 572
附表1-5 TBP在盐酸中萃取各种金属 573
附表1-6 TBP在硝酸中萃取各种金属 574
附表1-7 TBP在硫酸中萃取各种金属 575
附表1-8 5％三辛基氧化膦的甲苯溶液在硝酸中萃取各种金属 576
附表1-9 5％三辛基氧化膦的甲苯溶液在盐酸中萃取各种金属 577
附表1-10 0.28mol/L伯胺Primene JMT的甲苯溶液在盐酸中萃取各种金属 578
附表1-11 0.28mol/L伯胺Primene JMT的甲苯溶液在硫酸中萃取各种金属 579
附表1-12 0.20mol/L仲胺Amberlite LA-1的二甲苯溶液在盐酸中萃取各种金属 580
附表1-13 0.20mol/L仲胺Amberlite LA-1的二甲苯溶液在硫酸中萃取各种金属 581
附表1-14 0.11mol/L三异辛胺的二甲苯溶液在盐酸中萃取各种金属 582
附表1-15 0.11mol/L三异辛胺的二甲苯溶液在硫酸中萃取各种金属 583
附表1-16 0.1mol/L氯化苯甲基二甲基苯基季铵的氯仿溶液在盐酸中萃取各种金属 584
附表1-17 萃取工业常用稀释剂 585
附录2 萃取剂和交换树脂的网络资源 586
附2.1 萃取剂和交换树脂资料 586
附2.2 国内树脂生产商及网页示例 586
附2.3 国外重要树脂生产商及其网址 596
附2.4 萃取剂生产商及其网页 602
附2.5 网络搜寻方法简介 602
索引 603