Теория гидрометаллургических процессов. 3 е л и К м а н А. Н., Вольдман Г. М., Беляевская Л. В. М., «Металлургия», 1975. 504 с. ,
На базе современных представлений физической химии рассматриваются теоретические основы (термодинамика, кинетика, механизм) гидрометаллургических процессов, широко используемых в производстве цветных и редких металлов: процессов выщелачивания металлов, окислов, сульфидов, ионного обмена и жидкостной экстракции, выделения металлов или их соединений методами осаждения, кристаллизации, автоклавного восстановления и цементации. Приводятся примеры расчета равновесий и обработки кинетических данных для различных случаев. В заключительном разделе изложены теоретические основы процессов отстаивания, фильтрации и промывки осадков.
Книга предназначена в качестве учебного пособия для студентов металлургических специальностей. Может быть полезна инженерно-техническим работникам заводов и сотрудникам научно-исследовательских институтов, работающих в области цветной металлур-
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие................... ?
Введение.....^ •.............
РАЗДЕЛ 1.
ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ,,,,....,., 21
Глава I
Необходимые сведения из термодинамики растворов электролитов ...'•'............... • • • • 21
§ 1. Определение понятия «раствор». Концентрация. , 21
§ 2. Химический потенциал............. 23
§ 3. Термодинамические свойства идеальных растворов................... 25
§ 4. Реальные растворы.* Активность........ 30
§ 5. Коэффициенты активности, электролитов и-их определение.................. 34
§ 6. Расчет коэффициентов активности электролитов в
разбавленных растворах........... 37
§ 7. Коэффициенты активности электролитов в растворах с высокой концентрацией......... 42
Список литературы............. 49
Глава II
Термодинамика простого растворения ......... 49
§ 1. Энергия кристаллической решетки. ....... 51
§ 2. Энергия гидратации ионов.......... 55
§ 3. Растворимость солей............. 65
Список литературы............. 69
Глава III
Термодинамика процессов выщелачивания, сопровождающихся химическими реакциями............... 69
§ 1. Связь между расходом реагента и константой равновесия................... 69
§ 2. Экспериментальное определение константы равновесия................... 70
§ 3. Методы расчета константы равновесия. ....... 72
§ 4. Диаграммы потенциал — рН (диаграммы Пурбэ). . 77 § 5. Некоторые конкретные примеры по термодинамике
процессов выщелачивания............ 87
Список литературы.............. 93
Глава IV .....
Теоретические основы кинетики выщелачивания ..... 94
§ 1. Общее уравнение потока выщелачивания. ..... §5
з I. Особенности процесса выщелачивания с участием
газообразного реагента........... 102
§ 3. Закономерности внешней диффузии.' . . . . . . 107
а
Стр.
§ 4. Закономерности внутренней диффузии...... 117
§ 5. Диффузионная кинетика с участием двух или более
растворенных реагентов........... 120
§ 6. Закономерности протекания процесса в кинетической области................ 123
§ 7. Методика исследования кинетики выщелачивания. . 133 § 8. Кинетика выщелачивания дисперсных твердых веществ. Роль геометрии зерна........ 149
§ 9. Влияние дефектов в кристаллической решетке на
кинетику реакций твердое — жидкость..... 153
§ 10. Способы активирования твердых тел..... 155
§ 11. Использование кинетических закономерностей для
расчетов аппаратов для выщелачивания .... 162
Список литературы............ 175
Глава V
Кинетика и механизм выщелачивания металлов, окислов
и сульфидов................... 176
§ 1. Выщелачивание металлов.......... 176
§ 2. Выщелачивание окислов.......... 185
§ 3. Кинетика и механизм выщелачивания сульфидов
в присутствии кислорода.......... 204
§ 4. Выщелачивание сульфидов растворами гипохлорита
натрия.................. 21?
§ 5. Бактериальное выщелачивание........ 219
Список литературы............ 224
РАЗДЕЛ 2.
ИОНООБМЕННЫЕ И ЭКСТРАКЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ...... 22f
Глава'VI '
Основы ионообменных процессов........... 22?
§ 1. Общие сведения............. 22?
§ 2. Понятие о составе и синтезе ионообменных смол 221
§ 3. Основные характеристики ионообменных смол . . 234
§ 4. Равновесие ионного обмена......... 23?
§ 5. .Ионный обмен как мембранное равновесие . . . 241
§ 6. Селективность ионного обмена....... 244
§ 7. Кинетика ионного обмена......... 25Е
§ 8. Ионный обмен в колоннах......... 26(
§ 9. Ионный обмен из пульп .......... 264
§ 10. Ионообменная хроматография........ 264
§ 11..Ионитовые мембраны, их использование в элек- $.
тродиализе................ 281
Список литературы............ 281
Глава VII ~ $
Основы экстракционных процессов........... 28
§ 1. Общие понятия и терминология процессов экстракции .................
Ъ 2. Основные типы экстпакиионных процессов . . .
Стр.
к 3 Равновесие катионообменной экстракции .... 305
I 4 Равновесие анионообменной экстракции .... 310 1 5 Равновесие при экстракции нейтральными экст-
рагентами................ 314
& 6 Синергетный эффект при использовании двух
экстрагентов ............... 318
§ 7 Методы исследования механизма экстракции . . лд)
1 8. Диаграммы распределения и разделения .... 322
1 9 Кинетика процессов экстракции....... 325
I ю! Осуществление процессов экстракции..... 328
I И Динамические методы экстракционного разделения 338
Список литературы............ 341
РАЗДЕЛ 3.
пгнпвы ПРОЦЕССОВ ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЛИ ИХ СОЕДИНЕНИИ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ............. 343
Глава VIII
Выделение труднорастворимых соединений........ 343
§ 1. Произведение растворимости......... 343
§ 2. Факторы, влияющие на растворимость солей . . 345
§ 3. Условия осаждения гидроокисей и основных солей 361
§ 4. Осаждение сульфидов металлов....... 367
§ 5. Разделение металлов осаждением труднорастворимых соединений. Закономерности соосаждения
примесей................. 373
Список литературы '............ 382
Глава IX
Основы процессов кристаллизации из растворов..... 383
§ 1. Термодинамика кристаллизации из растворов. Двух-компонентные и трехкомпонентные системы с участием воды............... 383
§ 2. Пересыщенные растворы.......... 399
§ 3. Механизмы и кинетика образования зародышей
кристаллов................ 405
§ 4. Рост кристаллов.............. 411
§ 5. Кинетика массовой кристаллизации...... 414
§ 6. Использование кристаллизации для очистки солей от примесей и разделения близких по свойствам
элементов................. 417
Список литературы ............ 423
Глава X
саждение металлов и окислов из растворов восстановлением
водородом и другими газами............. 424
1 2 Термодинамика восстановления водородом ... 424
1 Ч гГеханизм и кинетика восстановления водородом . 432 s J. выделение малорастворимых окислов низшей ва-
S 4 лентности................ 439
S 4. Восстановление другими газами ......'. 440
вписок литературы........... 443
Стр
Глава XI
Выделение металлов цементацией........... 4Ф
§ 1. Термодинамика процесса цементации.....
§ 2. Механизм и кинетика цементации....... 441
§ 3. Побочные процессы при цементации...... 4Й
§ 4. Способы и аппаратура проведения цементации . . 46
§ 5. Цементация на амальгамах......... 4&
Список литературы............ 461
р А з д Е л 4". ......
ПРОЦЕССЫ ОТСТАИВАНИЯ, ФИЛЬТРОВАНИЯ И ПРОМЫВКИ
В ГИДРОМЕТАЛЛУРГИИ................... 46|
Глава XII
Отстаивание...................46)
§ 1. Общие закономерности отстаивания...... 46!
§ 2. Применение коагулянтов и флокулянтов при от- ;
стаивании................ 475
§ 3. Аппараты для отстаивания и принципы их расчета
Список литературы ............ 47|
Глава XIII
Фильтрование . . ..'.,.. . .'.'.'........
§ 1. Классификация процессов фильтрования и типы аппаратов................. 47J
§ 2. Количественные закономерности фильтрования . . 4н
Список литературы ............ 49|
Глава XIV
Промывка осадков и пульп............. 49
Список литературы ............ 49
Предметный указатель ............... 5Q
ПРЕДИСЛОВИЕ
Многообразие процессов, используемых цветной металлургии, и быстрый научно-технический поогресс в этой отрасли обусловили необходимость усиления теоретической подготовки инженера-металлурга по цветным металлам.
Два теоретических курса учебного плана: «Теория пирометаллургических процессов» и «Теория гидроМе-таллургических процессов» должны явиться основными базовыми дисциплинами для подготовки металлурга широкого профиля по цветным металлам.
До недавнего времени содержание курса «Теория металлургических процессов» ограничивалось рассмотрением теории пиропроцессов. Между тем в последние два десятилетия резко возросла роль гидрометаллургии в современном производстве цветных, благородных и редких металлов, получили широкое использование новые эффективные ионообменные и экстракционные методы выделения и разделения металлов, автоклавные процессы и др. Все это вызвало необходимость дополнительного введения в учебные планы курса «Теория гидрометаллургических процессов».
Учебные руководства, соответствующие программе курса «Теория гидрометаллургических процессов», в советской и зарубежной литературе отсутствуют. Вышедшая в 1949 г. книга И. Н. Плаксина и Д. М. Юхтанова «Гидрометаллургия» явилась для своего времени ценным обобщением данных по теории и практике гидрометаллургии. Однако, естественно, как в теоретической, так и прикладной части она не отражает современного уровня. Некоторые аспекты теории гидрометаллургии содержатся в книге «Основы металлургии» т. 1, часть I, нян Гп'р^здел„<<ГидРометаллУРгия», авторы Л. Л. Роти-теппм Хейфец), а также в учебном руководстве по («м! металлУРгических процессов А. Д. Погорелого залаияаЛЛурГИЯ>>> 1971>- Ближе подходит к характеру и А. Р Б КУРСЗ вышедшая в Англии в 1966 г. монография сов» в КлтИНа» <<Химия гидрометаллургических процес-экстракиио °И> однако' мало освещены вопросы теории ет рассмотпЫХ И ионообменных процессов и отсутству-рение процессов кристаллизации, осаждения
Цена: 200руб.