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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