内容简介

本书旨在介绍湿法冶金的基本原理与其在实际体系中的应用。顾名思义，湿法冶金是在液相环境下对矿物进行冶炼以得到金属的方法。相较于能耗高、污染大的火法冶金，湿法冶金有着能耗低、不产生有害气体以及能够有效处理低品位矿石等优点。作为火法冶金的有效替代方法，湿法冶金得到了越来越多的关注。目前，已有众多的研究者发表了有关湿法冶金的论文和专著。但是，这些文献中尚无对湿法冶金基础理论及其相关学科的系统性阐述。为了让读者更好的理解湿法冶金过程，本书结合大量计算案例与实际工业应用，围绕着湿法冶金的基本化学原理、主要步骤、环境问题、工艺流程设计、经济学与统计学等方面进行了详细的阐述。本书详细阐述了湿法冶金过程的基本原理、化学过程、物种形成与平衡、反应热力学及动力学、金属的回收与利用、环境问题、工艺流程及经济学与统计学知识等。本书可供从事矿物加工工程、环境科学与工程、材料科学与工程、化学工程等领域的科技人员阅读参考，也可作为本科生和研究生相关课程的教学用书或参考教材。

前言概述

本书旨在介绍湿法冶金的基本原理及其实际应用。与火法冶金相比，湿法冶金具有能耗低、污染少，并能有效处理低品位矿石等优点，受到了越来越多的关注。为了让读者更好地理解湿法冶金过程，本书结合大量计算案例与实际工业应用，围绕湿法冶金的基本化学原理、主要步骤、环境问题、工艺流程设计、经济学与统计学等方面进行了详细的阐述。本书内容共计十二章，第一章为简介，对金属的重要性、金属的来源、水的重要性以及湿法冶金的基本原理进行了阐述。第二、三、四章结合计算案例，简明介绍了湿法冶金涉及的化学过程、物种形成与平衡、反应动力学等基础理论。第五、六、七、八章结合计算案例与大量实际工业应用，对金属的提取、富集、回收与利用等主要步骤进行了详细介绍。第九章介绍了湿法冶金过程中的环境问题及解决方案。第十章为湿法冶金工艺流程的基本设计原则。第十一、十二章为湿法冶金相关的经济学与统计学。同时，在每个章节均设有思考练习题，帮助读者更好地巩固所学的理论知识。随着资源的不断开发利用，矿石品位日趋降低，而当今社会对能耗、环境等的要求越来越高，湿法冶金工艺必将得到更多的发展与应用。译者希望通过本书能够让读者结合计算案例与实际工业应用，清晰明了地理解有关湿法冶金的化学、环境学、设计学、经济学与统计学等学科的基础理论，帮助读者更全面、更深入地理解整个湿法冶金过程，可供矿物加工工程、环境科学与工程、化学工程、材料科学与工程等领域的科研技术人员参考，也可作为本科生及研究生教学用书或参考教材。本书得到了国家自然科学基金的资助（51604205、51774223、51974215）以及湖北省自然科学基金的资助（No.2016CFB268）。此外，也获得了湖北省“楚天学者计划”、武汉理工大学“青年拔尖人才”计划的资助。在此一并表示感谢。另外还要感谢魏桢伦博士，傅佳丽、王志杰、杨旭、肖蕲航、柯春云等硕士在本书翻译、录入及校订过程中的贡献。由于译者水平所限，错误或不足之处在所难免，敬请读者批评指正。

作者简介

李育彪，武汉理工大学教授，长期从事湿法冶金、硫化矿物浸出方向的科研和教学工作。主持和参与多项国家、省部级课题。

目录

第1章简介

1.1金属的重要性

1.2矿物沉积

1.3水的重要性

1.4金属的液相加工与使用

1.5基本原理和应用概述

参考文献

思考练习题

第2章湿法冶金的化学基础

2.1常规反应

2.2化学势

2.3自由能和标准条件

2.4自由能和非标准状态

2.5平衡

2.6溶度积

2.7K、pK、pKa和pH之间的关系

2.8自由能和非标准温度

2.9反应产生的热量

2.10自由能和非标准压强

2.11平衡浓度的确定

2.12活度和活度系数

2.13求解实际平衡问题

2.14电化学反应原理

2.15平衡和电化学方程

参考文献

思考练习题

第3章物种图和相图

3.1物种(或离子分布)图

3.2金属配体物种图

3.3相稳定图

参考文献

思考练习题

第4章速率过程

4.1化学反应动力学

4.2生物化学反应动力学

4.3电化学反应动力学

4.4传质

4.5传质和反应动力学的组合

4.6颗粒反应模型

4.7传质和电化学组合动力学

4.8结晶动力学

4.9表面反应动力学概述

参考文献

思考练习题

第5章金属提取

5.1一般原则与术语

5.2细菌浸出/细菌氧化

5.3贵金属浸出应用

5.4精矿提取

参考文献

思考练习题

第6章溶解金属的分离

6.1液-液或溶剂萃取

6.2离子交换

6.3活性炭吸附

6.4超过滤或反渗透

6.5沉淀

6.6工艺及废水处理

参考文献

思考练习题

第7章金属回收工艺

7.1电解沉积

7.2电解精炼

7.3置换沉淀与接触还原

7.4使用溶解的还原剂回收金属

参考文献

思考练习题

第8章金属的应用

8.1简介

8.2电池

8.3燃料电池

8.4化学镀

8.5电镀涂层

8.6电铸

8.7电化学加工

8.8腐蚀

参考文献

思考练习题

第9章环境问题

9.1简介

9.2美国环境政策问题

9.3金属去除与环境修复问题

参考文献

思考练习题

第10章流程设计原则

10.1确定总体目标

10.2基本流程环节的确定

10.3具体环节选择的调查

10.4整体流程图

10.5附加信息的获得

10.6工艺流程图示例

参考文献

思考练习题

第11章一般工程经济学

11.1时间与利息的影响

11.2投资收益ROR

11.3成本估算

11.4现金流量折现经济分析

11.5等价转换

11.6净现值分析

11.7评估风险的财务影响

11.8工程经济术语

参考文献

思考练习题

第12章一般工程统计学

12.1不确定度

12.2基本统计学术语和概念

12.3正态分布

12.4概率与置信度

12.5线性回归与相关内容

12.6选择合适的统计函数

12.7假设检验

12.8方差分析（ANOVA）

12.9因素设计与实验分析

12.10田口法

参考文献

思考练习题

附录

附录A 化学元素相对原子质量

附录B 其他常量

附录C 换算系数

附录D 自由能数据表

附录E 实验室计算

附录F 选定离子种类数据

附录G 标准半电池电位

附录H 通用术语

附录I 常见的筛网尺寸

附录J 金属和矿物

参考文献