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1　湿法冶金热力学基础1

1.1　热力学的基础知识1

1.1.1 内能1

1.1.2 焓2

1.1.3　热容2

1.1.4　物质的摩尔焓和反应热2

1.1.5 熵和自由能3

1.1.6 偏摩尔量4

1.1.7 相对摩尔量5

1.1.8 混合热力学性质5

1.1.9　化学势5

1.1.10　过剩函数6

1.1.11 标准溶解自由能及相互作用系数7

1.2　水溶液热力学8

1.2.1 电解质的离解8

1.2.2　金属盐溶液11

1.2.3　溶解热和冲淡热12

1.2.4　水溶液中的反应热12

1.2.5　水溶液中离子的生成热13

1.2.6 离子的标准生成自由焓14

1.2.7 离子的标准熵及离子熵的对应原理17

1.2.8 半电池反应及电子的热力学性质20

1.2.9 在有离子参与时反应△G？的求法21

1.3　水溶液中溶解物质的活度系数22

1.3.1 单一电解质溶液的渗透系数及活度系数22

1.3.2 混合电解质溶液活度系数的计算33

1.3.3　单个离子的活度系数51

参考文献53

2　热力学平衡图55

2.1　二元系的p-T（压强-温度）图55

2.2　金属化合物的标准生成自由能与温度的关系图61

2.2.1　MgO的△fG？-T线62

2.2.2 氧化物的△fG？-T图63

2.2.3　专用标尺的作用65

2.3　优势图67

2.4　电位-pH图72

2.4.1 电位-pH图说明72

2.4.2 电位-pH图的结构原理与方法74

2.4.3　Cu-H2O系电位-pH图75

2.4.4 Cu-NH3-H2O系电位-pH图78

2.4.5 绘制同时平衡电位-pH图的新方法83

2.4.6　相律对电位-pH图的应用88

2.5　高温下的电位-pH图88

2.5.1 高温下水溶液体系热力学性质的计算89

2.5.2 高温下Ni-H2O系的电位-pH图93

2.6　热力学平衡图拓扑学97

2.6.1 热力学平衡图的分类98

2.6.2　含有假二元相的三元系100

参考文献103

3　化学平衡106

3.1　化学反应的等温方程式106

3.2　质量作用定律及平衡常数107

3.3　单相化学反应平衡计算109

3.4　复杂体系的化学平衡110

3.4.1 反应进度及转化率110

3.4.2　反应条件对反应进度的影响112

3.4.3 同时平衡115

3.4.4　原子矩阵116

3.4.5 化学计量系数矩阵120

3.4.6　迭代法计算化学平衡124

3.4.7　最小自由能法计算化学平衡129

参考文献137

4　基础动力学139

4.1　反应速度及其测定139

4.2　浓度及温度对反应速度的影响140

4.2.1 浓度对反应速度的影响140

4.2.2 温度对反应速度的影响142

4.3　反应级数及其测定144

4.3.1 一级反应144

4.3.2　二级反应146

4.3.3 三级反应147

4.3.4　反应级数的测定148

4.3.5　复杂反应149

4.4　绝对反应速度及催化作用152

4.4.1　绝对反应速度152

4.4.2　催化作用153

4.5　宏观反应动力学模型159

4.5.1　界面反应模型160

4.5.2 区域反应模型176

4.5.3　微粒模型186

4.5.4 隙模型193

参考文献204

5　溶解度206

5.1　溶度积206

5.1.1　溶度积常数206

5.1.2　溶度积和溶解度的换算207

5.1.3 溶度积规则208

5.2　金属化合物在水中的溶解度209

5.3　难溶电解质的溶解度274

5.3.1 难溶物质在复杂溶液中溶解度的计算方法274

5.3.2　氧化物及氢氧化物的溶解度276

5.3.3　氯化物的溶解度278

5.3.4　硫化物的溶解度284

5.3.5　砷酸盐的溶解度289

参考文献298

6　预处理的理论299

6.1　焙烧299

6.1.1 焙烧产物与温度的关系300

6.1.2　焙烧产物与金属原子结构的关系303

6.1.3 焙烧产物与炉气成分及压力的关系305

6.2　机械活化处理306

6.2.1　概述306

6.2.2　基本原理308

6.2.3　碱法热球磨工业实践中几个问题的理论分析314

6.3　其他活化方法318

6.3.1　超声波活化318

6.3.2　热活化318

6.3.3　辐射线活化319

6.3.4　催化活化320

参考文献320

7　浸出过程的原理321

7.1　浸出的分类及作用321

7.1.1 浸出的分类321

7.1.2　浸出的作用323

7.2　浸出过程的动力学分析325

7.2.1 浸出过程的历程及其速度的一般方程325

7.2.2　浸出化学反应控制327

7.2.3　外扩散控制331

7.2.4　内扩散控制332

7.2.5 两种浸出剂参加反应的扩散控制过程336

7.2.6　混合控制337

7.2.7 浸出过程控制步骤的判别338

7.2.8　有气体参加的浸出过程340

7.3　浸出过程的热力学分析342

7.3.1 浸出反应的标准吉布斯自由能变化342

7.3.2 浸出反应的平衡常数和表观平衡常数345

7.3.3 电势-pH图在浸出过程热力学中的作用352

7.3.4　三元体系溶解度图在浸出过程热力学分析中的作用365

7.3.5　选择性浸出367

7.4　浸出中液固反应过程的模型369

7.4.1 收缩核心模型370

7.4.2　均匀模型372

参考文献376

8　液固分离的原理378

8.1　综述378

8.2　重力沉降379

8.2.1 单个颗粒的重力沉降380

8.2.2　流体中颗粒群的沉降运动381

8.2.3　凝聚与絮凝382

8.3　离心沉降385

8.3.1 厚液层沉降分离386

8.3.2　薄液层离心沉降分离388

8.3.3　∑概念及其应用389

8.3.4　离心沉降设备392

8.3.5　旋流器397

8.4　滤饼过滤397

8.4.1 过滤推动力与过滤操作历程398

8.4.2　滤饼形成、结构与阻力399

8.4.3 滤饼过滤的理论计算400

8.4.4　滤饼洗涤403

8.4.5　滤饼的脱水405

8.4.6 滤饼过滤性能的测试及改善406

8.4.7　过滤介质与助滤剂409

8.5　深层过滤412

8.5.1　理论412

8.5.2　实际应用412

8.6　增浓过滤413

8.6.1　增浓过滤方式413

8.6.2　增浓过滤装置415

参考文献415

9　浸出液脱铁、脱硅的原理417

9.1　酸性浸出液中除铁417

9.1.1　黄（钾）铁矾法除铁417

9.1.2　针铁矿法沉淀除铁428

9.1.3　赤铁矿法除铁435

9.1.4　其他沉淀法442

9.2　酸性及碱性浸出液中除硅448

9.2.1　酸性浸出液中除硅448

9.2.2　碱性浸出液中除硅453

参考文献462

10　溶剂萃取465

10.1　溶剂萃取原理465

10.1.1　基本概念465

10.1.2　萃取过程的物理化学472

10.1.3 影响萃取过程的因素476

10.2　常用萃取剂及其萃取原理479

10.2.1　萃取体系分类479

10.2.2　萃取剂的选择原则483

10.2.3　酸性萃取剂492

10.2.4 阴离子交换萃取剂495

10.2.5　溶剂化萃取剂497

10.3　萃取热力学499

10.3.1 萃取相平衡原理499

10.3.2 非电解质溶液的活度系数503

10.3.3 电解质溶液的活度系数516

10.4　伴有化学反应的萃取动力学516

10.4.1 伴有化学反应萃取的相平衡516

10.4.2 反应速率对萃取速率的影响518

10.4.3 混合溶剂萃取与协同萃取523

10.4.4　金属萃取的速率526

10.5　萃取过程的相间传递速率528

10.5.1 传质系数和相间传质模型529

10.5.2　界面现象及对传质的影响535

参考文献540

11　离子交换543

11.1　离子交换的基本原理543

11.1.1　基本概念543

11.1.2 离子交换的反应过程547

11.1.3 离子交换的理论（学说）548

11.1.4 离子交换势及交换规律性551

11.2　离子交换的热力学556

11.2.1 离子交换体系的一般热力学特性556

11.2.2 交联聚电解质和水的热力学558

11.2.3 电解质在离子交换剂-溶液体系中的分布561

11.2.4 离子交换平衡方程561

11.2.5　树脂盐的活度系数和平衡常数563

11.2.6 离子交换的焓和熵568

11.2.7 非理想体系离子交换平衡的定量表述570

11.3　离子交换动力学574

11.3.1 离子交换机理的简述574

11.3.2　液-固界面的状态575

11.3.3 离子交换剂中的扩散576

11.3.4　控制速度577

11.3.5　模型和速度定律578

11.4　离子交换树脂结构与性能的关系588

11.4.1 离子交换树脂的种类588

11.4.2　树脂结构与性能的关系591

参考文献617

12　膜分离的理论618

12.1　压力驱动膜618

12.1.1 概述618

12.1.2　压力驱动膜的分类619

12.1.3　膜分离过程的基本参数622

12.1.4　压力驱动膜的传质623

12.1.5　超滤与微滤627

12.1.6　反渗透与纳滤628

12.2　离子交换膜630

12.2.1 离子交换膜的分类630

12.2.2　特种性能离子交换膜631

12.2.3 离子交换膜的物化及电化性能633

12.2.4 离子交换膜的传递639

12.2.5 膜电解的基本原理、应用及影响因素640

12.2.6　渗析、电渗析及膜蒸馏的基本原理647

12.3　液膜分离651

12.3.1 概述651

12.3.2　液膜分离机理651

12.3.3　液膜的构造653

12.3.4　液膜分离过程的热力学657

12.3.5 液膜分离过程的动力学658

12.3.6　液膜的选择性665

12.3.7　液膜分离的实践666

参考文献668

13　净化除杂和制取金属、金属粉体材料的原理668

13.1　沉淀与结晶670

13.1.1 溶度积及影响溶解度的因素671

13.1.2　过饱和溶液的沉淀或结晶678

13.1.3 沉淀法及其在湿法冶金中的作用687

13.1.4 结晶法及其在湿法冶金中的作用700

13.1.5　沉淀法制备粉体材料701

13.2　还原法制备金属及粉体材料709

13.2.1　置换法709

13.2.2　气体还原法720

13.2.3　有机物还原法728

13.2.4　用还原法制备冶金新材料的实例731

13.3　湿法制备超细（纳米）粉体材料的进展737

13.3.1 制备超细（纳米）粉体材料的方法737

13.3.2　超细（纳米）晶体粉末生长的理论742

13.3.3　超细粉体的团聚748

13.4　用药剂及其他方法除杂752

13.4.1 黄药、萘酚及亚硝酸钠除钴752

13.4.2 四氢硼酸钠还原除镍、钴754

13.4.3　除氟、氯754

13.4.4　净化除钙、镁758

参考文献759

14　微生物湿法冶金原理764

14.1　微生物吸附富集金属及微生物絮凝剂764

14.1.1 微生物吸附富集金属764

14.1.2　微生物吸附的机理分析768

14.1.3 微生物吸附等温线及其数学模型769

14.1.4　微生物吸附剂的固定化771

14.1.5 重金属的吸附772

14.1.6　稀贵金属的吸附780

14.1.7 放射性金属的吸附782

14.1.8　微生物絮凝剂785

14.2　细菌浸出788

14.2.1 浸矿用细菌788

14.2.2 细菌浸出的影响因素795

14.2.3　硫化矿细菌浸出机理808

14.2.4　氧化矿细菌浸出机理815

14.3　硫化矿及氧化矿细菌浸出的热力学817

14.3.1 细菌浸出硫化矿的热力学817

14.3.2　细菌浸出氧化矿的热力学819

14.4　微生物浸矿过程动力学与数学模型823

14.4.1 气体的溶解与传输823

14.4.2　细菌的繁殖824

14.4.3 细菌在矿物表面的吸附825

14.4.4　液相传质及反应828

14.4.5 动力学数学模型828

参考文献846

15　湿法冶金电化学及电积过程的理论846

15.1　湿法冶金电化学理论848

15.1.1 极化曲线及其应用848

15.1.2 循环伏安及阳极钝化852

15.1.3 金属电结晶成核生长机理855

15.1.4　湿法冶金电极反应机理860

15.2　电极过程的动力学880

15.2.1 电化学动力学881

15.2.2　扩散动力学887

15.2.3　各类电极过程的全极化曲线方程891

15.3　阴极过程894

15.3.1 氢在阴极上的析出895

15.3.2　金属在阴极上的析出898

15.3.3 阳离子在阴极上的共同放电902

15.4　阳极过程911

15.4.1 金属的阳极溶解912

15.4.2　合金的阳极溶解912

15.4.3 不溶阳极及其电极过程914

15.4.4　硫化物的阳极行为917

15.5　电解过程进行的分析918

15.6　槽电压、电流效率和电能效率920

15.6.1 槽电压920

15.6.2 电流效率922

15.6.3 电能效率922

参考文献923

后记926

参考文献926