配合物冶金理论与技术 -中南大学出版社

配合物冶金理论与技术

【作者】：唐谟堂,杨天足
【出版时间】：2011-10
【字数】：570（千字）
【定价】：￥118.00（元）
【出版社】：中南大学出版社
【ISBN】：978-7-5487-0169-9
【页码】：453（页）
【开本】：16开

本书主要介绍现代湿法冶金的重要分支——配合物冶金的新理论和新工艺, 其中大部分内容是作者及其合作者近三十多年来的学术成就和研究成果。新理论内容涉及双平衡法对三十多个复杂配合物体系的配合平衡计算和热力学关系图的绘制及模型的构建, 将传统的以配合物稳定常数表征的金属配合离子浓度与配体浓度的隐性关系发展为以数学模型和热力学关系图表示的金属离子总浓度与配体总浓度的显性关系。在新理论指导下开发的新工艺内容涉及10个重金属及金银2个贵金属的配合物冶金问题, 包括锌、镉、铜、镍、钴、金和银的氨配合物冶金, 锑、铋、锡、汞、铅、金和银的氯配合物冶金, 锑和金的含硫配合物冶金以及金和银的氰配合物冶金等。本书可供从事湿法冶金、化工生产和科研的有关人员以及相关专业的大专院校师生使用, 亦可用作相关专业研究生的教材或主要参考书。

作者简介

唐谟堂, 1942年生, 1967年毕业于中南矿冶学院有色冶金专业, 1986年10月获原中南工业大学有色金属冶金工学博士学位, 成为我国自己培养的第一个有色金属冶金工学博士, 1988年破格晋升为教授, 1995年起担任博士生导师, 2007年评为中南大学二级教授。

作者长期致力于有色金属冶金的教学和科研工作, 在有色重金属冶金、稀有金属冶金, 特别是铅、锌、锑、铋、锡、铜和银的清洁冶金和湿法冶金方面造诣较深。主要研究方向是: 清洁冶金、精细冶金、非传统资源高效利用及冶金环保。已培养研究生55人(其中博士20人); 主持和完成国家科研项目多项; 专著及教材4本, 参编著作5本, 发表论文250余篇, 其中被国外权威索引杂志引用80余篇。申请发明专利35项, 其中授权18项, 获省部级科技进步一、二等奖各1项, 省部级教学成果三等奖1项。1991年1月被国家教委和国务院学位委员会授予“做出突出贡献的中国博士学位获得者”的荣誉称号, 受到江泽民等中央领导的接见; 同年10月获政府特殊津贴。

第1章配合物冶金基础 1

1.1 金属配合物化学简介 1

1.1.1 概述 1

1.1.2 配合平衡及配合物的稳定常数 3

1.1.3 配合物的稳定性规律 8

1.1.4 配合平衡计算方法 11

1.2 配合平衡的双平衡法计算 15

1.2.1 金属-硫-水体系 15

1.2.2 金属-氯-水体系 20

1.2.3 锌-氨-铵-水体系 40

1.2.4 铜-氨-铵-水体系 56

1.2.5 镍-氨-铵-水体系 67

1.2.6 Au-NH₃-NH₄Cl-H₂O体系 74

1.2.7 Cd(Ⅱ)-NH₃-NH₄Cl-H₂O体系 77

1.2.8 双配位体多阴离子体系 81

1.3 配合物冶金动力学 108

1.3.1 低品位氧化锌矿配合浸出过程动力学 108

1.3.2 Zn(Ⅱ)-NH₃-NH₄Cl-H₂O体系电积锌电极过程机理 113

参考文献 125

第2章铜镍钴配合物冶金 128

2.1 铜氨配合物冶金 128

2.1.1 概述 128

2.1.2 基本原理 129

2.1.3 碳酸铵-氨-水体系提铜 136

2.1.4 氯化铵-氨-水体系提铜 147

2.2 镍钴氨配合物冶金 175

2.2.1 概述 175

2.2.2 基本原理 177

2.2.3 硫酸铵-氨-水体系中提取镍钴 187

2.2.4 氯化铵-氨-水体系中提取镍钴 189

2.2.5 氯化铵-氨-水体系中电积镍 194

参考文献 196

第3章锌铅镉配合物冶金 198

3.1 锌氨配合物冶金 198

3.1.1 概述 198

3.1.2 锌氨配合物冶金原理 199

3.1.3 碳酸铵体系中制氧化锌 201

3.1.4 硫酸铵体系中制锌粉、磷酸锌和等级氧化锌 217

3.1.5 氯化铵体系中制电锌 235

3.2 铅配合物冶金 270

3.2.1 概述 270

3.2.2 铅氯配合物冶金 271

3.2.3 铅氟配合物冶金 292

3.3 镉氨配合物冶金 295

3.3.1 概述 295

3.3.2 镉氨配合物冶金原理 296

3.3.3 硫酸铵-氨-水体系中镉烟尘及铜镉渣制取电镉 299

3.3.4 氨配合法处理废镍镉电池 305

参考文献 314

第4章锑铋锡汞配合物冶金 318

4.1 锑配合物冶金 318

4.1.1 锑氯配合物冶金 318

4.1.2 锑硫配合物冶金 338

4.2 铋氯配合物冶金 346

4.2.1 概述 346

4.2.2 铋氯配合物冶金原理 347

4.2.3 硫化铋精矿制取铋品 348

4.2.4 含铍铋中矿提取铋 363

4.3 锡氯配合物冶金 375

4.3.1 概述 375

4.3.2 锡阳极泥的综合利用与ATO的制取 375

4.3.3 CR法从含锡物料中回收锡及伴生金属 385

4.4 汞氯配合物冶金 395

4.4.1 概述 395

4.4.2 汞氯配合物冶金原理 395

4.4.3 汞精矿制取氧化汞 404

4.4.4 氯配合物法烟气除汞 408

参考文献 411

第5章金银配合物冶金 416

5.1 金银的氰化法提取 416

5.1.1 氰化浸出金银的热力学 416

5.1.2 氰化浸出金银的动力学 420

5.1.3 氰化物的水解和保护碱 425

5.2 金银的氯化法提取 427

5.2.1 氯化浸出金银的热力学 427

5.2.2 氯化提取金银实例 430

5.3 金银的硫脲法提取 435

5.3.1 硫脲溶解金银的热力学 435

5.3.2 硫脲溶解金银的动力学 437

5.4 金银的氨配合物浸出 440

5.4.1 金的氨配合物浸出 440

5.4.2 银的氨配合物浸出 441

5.5 含硫配合物提取金 445

5.5.1 多硫化物浸金 445

5.5.2 硫代硫酸盐浸金 446

5.5.3 石硫合剂浸金 448

5.6 含硫配合物提取银 449

5.6.1 亚硫酸盐浸出银 449

5.6.2 应用实例 451

参考文献 452

湿法冶金过程在多数情况下是利用金属离子与某些配位体能形成配合物的特性来实现金属的提取与提纯。因此, 20世纪80年代初赵天从教授等提出了“配合物冶金”新概念; 然而至今为止, 尚未见有关配合物冶金的论著; 编写本书的目的在于总结作者及其合作者三十多年来在金属的配位平衡以及配合物冶金方面的学术成就和研究成果, 向世人介绍“配合物冶金”的新思想, 发展配合物冶金新技术, 使之成为现代湿法冶金的重要分支, 对金属资源的有效利用和材料制备发挥重要作用。

全书共5章, 在各章后面分别列出主要参考文献。第1章介绍配合物冶金基础, 包括金属配合物化学基础知识、配合平衡的双平衡法计算和配合物冶金动力学, 重点是双平衡法计算, 即根据质量平衡、电荷平衡的双平衡原理, 对三十多个复杂配合物体系的配合平衡进行计算, 绘制相应的热力学关系图, 将传统的以配合物稳定常数表征的金属配合离子浓度与配体浓度的隐性关系发展为以数学模型和热力学关系图表示的金属离子总浓度与配体总浓度的显性关系。第2章介绍铜、镍、钴的氨配合物冶金, 重点是高碱性脉石型低品位矿产资源中铜、镍、钴的氨法提取和氧化铜等精细产品的制备。第3章介绍锌和镉的氨配合物冶金以及铅的氯配合物冶金, 重点是以氧化锌矿、复杂氧化锌物料为原料, 在碳酸铵-氨-水体系中制取纳米氧化锌和活性氧化锌, 在硫酸铵-氨-水体系中制取等级氧化锌、锌粉和磷酸锌, 在氯化铵-氨-水体系中制取电锌和高纯锌; 从镉烟尘及废镍镉电池中用氨法提取镉和镍; 在氯盐体系中由硫酸铅或氯化铅物料制取黄丹等铅的化工产品。第4章介绍锑、铋、锡和汞的氯配合物冶金以及锑的含硫配合物冶金, 重点是新氯化-水解法由硫化锑精矿和脆硫锑铅矿精矿直接制取高纯氧化锑和氯氧化锑阻燃剂, 由硫化铋精矿和铋中矿直接制取纳米氧化铋和硝酸铋等铋品; 氯化法处理锡阳极泥和复杂锡烟尘, 综合回收有价金属和制取ATO导电粉; 氯配合浸出硫化汞精矿直接制取氧化汞。第5章介绍金和银的配合物冶金, 重点是氯化法由阳极泥提取金, 由银锰精矿提取银; 氨配合物法由阳极泥提取银。

本书涵盖了全部重金属及金银两个贵金属的配合物冶金新领域, 内容全面、丰富、系统、创新性强, 反映了作者及其合作者几十年来在配合物冶金学科方向上的学术成就和研究成果。所介绍的新技术与研究成果有的已实现产业化, 有的正在建示范性生产工厂, 有的是实验室研究成果。但这些都展示着配合物冶金技术正在快速发展, 其学术地位和重要作用日益显现。

本书在以作者及其合作者的学术成就和研究成果的内容为主体的前提下, 还收集整理了成熟及有工业应用前景的别人在配合物冶金方面的研究成果的内容, 比如氰化及氯化提金, 氯化法炼铅和烟气除汞, 氨配合物法提取铜、镍、钴和制取氧化铜等。

全书先由唐谟堂策划, 确定编著范围和结构, 收集整理大部分入编材料; 然后分工编写初稿; 具体情况是: 杨天足编第1章1.1节及第5章(金银); 杨建广编第1章1.2节与1.3节, 第4章4.3节(锡)和4.4节(汞); 刘维编第2章(铜镍钴); 杨声海编第3章3.1节(锌); 唐朝波编第3章3.2节(铅) 和第4章4.1节(锑); 何静编第3章3.3节(镉); 陈永明编第4章4.2节(铋); 最后由唐谟堂统一对初稿进行整理、修改和定稿, 并由杨天足对全书进行审校。

从作者学术团队离休的建校元老汪键, 退休的老教师鲁君乐、袁延胜、晏德生、贺青蒲、姚维义几十年的辛勤劳动对本书的问世做出了重要贡献, 对此作者深表谢意。

赵天从教授的博士研究生殷群生和郑国渠, 张文海院士的博士研究生王瑞祥, 本书作者的博士研究生阳卫军、金胜明、杨声海、张保平、杨建广、巨少华、陈永明、刘维、刘伟锋、窦爱春和张杜超, 硕士研究生唐明成、欧阳民、陈进中、王玲、唐建军、程华月、赵廷凯、吴斌秀、李诚国、张鹏、金贵忠、张家靓、任晋和和李鹏等的学位论文研究成果为本书编写提供了全面、充足的实质性素材。对他们的贡献表示谢意, 并以此书缅怀我们最崇敬的赵天从老师。

另外, 本书还引用了以下作者及其合作者(或导师)已公开发表的有关论文的内容, 他们是王成彦、方兆珩、程琼、宋志鹏、郑利峰、史凤梅、王书民和董丰库, 对他们的贡献表示衷心感谢。

本书可供从事湿法冶金、化工生产和科研的有关人员以及相关专业的大专院校师生使用, 亦可用作相关专业研究生的教材或主体参考书。

由于本书作者学识水平有限, 书中错误在所难免, 敬请各位同行和读者批评指正, 以便在本书再版时修正。对本书存在的问题和建议请发往tmtang@126.com, 作者将不胜感谢。

唐谟堂杨天足

2011年1月10日

当今有色金属已成为决定一个国家经济、科学技术、国防建设等发展的重要物质基础, 是提升国家综合实力和保障国家安全的关键性战略资源。作为有色金属生产第一大国, 我国在有色金属研究领域, 特别是在复杂低品位有色金属资源的开发与利用上取得了长足进展。

我国有色金属工业近30年来发展迅速, 产量连年来居世界首位, 有色金属科技在国民经济建设和现代化国防建设中发挥着越来越重要的作用。与此同时, 有色金属资源短缺与国民经济发展需求之间的矛盾也日益突出, 对国外资源的依赖程度逐年增加, 严重影响我国国民经济的健康发展。

随着经济的发展, 已探明的优质矿产资源接近枯竭, 不仅使我国面临有色金属材料总量供应严重短缺的危机, 而且因为“难探、难采、难选、难冶”的复杂低品位矿石资源或二次资源逐步成为主体原料后, 对传统的地质、采矿、选矿、冶金、材料、加工、环境等科学技术提出了巨大挑战。资源的低质化将会使我国有色金属工业及相关产业面临生存竞争的危机。我国有色金属工业的发展迫切需要适应我国资源特点的新理论、新技术。系统完整、水平领先和相互融合的有色金属科技图书的出版, 对于提高我国有色金属工业的自主创新能力, 促进高效、低耗、无污染、综合利用有色金属资源的新理论与新技术的应用, 确保我国有色金属产业的可持续发展, 具有重大的推动作用。

作为国家出版基金资助的国家重大出版项目, 《有色金属理论与技术前沿丛书》计划出版100种图书, 涵盖材料、冶金、矿业、地学和机电等学科。丛书的作者荟萃了有色金属研究领域的院士、国家重大科研计划项目的首席科学家、长江学者特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、全国优秀博士论文奖获得者、国家重大人才计划入选者、有色金属大型研究院所及骨干企业的顶尖专家。

国家出版基金由国家设立, 用于鼓励和支持优秀公益性出版项目, 代表我国学术出版的最高水平。《有色金属理论与技术前沿丛书》瞄准有色金属研究发展前沿, 把握国内外有色金属学科的最新动态, 全面、及时、准确地反映有色金属科学与工程技术方面的新理论、新技术和新应用, 发掘与采集极富价值的研究成果, 具有很高的学术价值。

中南大学出版社长期倾力服务有色金属的图书出版, 在《有色金属理论与技术前沿丛书》的策划与出版过程中做了大量极富成效的工作, 大力推动了我国有色金属行业优秀科技著作的出版, 对高等院校、研究院所及大中型企业的有色金属学科人才培养具有直接而重大的促进作用。

王淀佐

2010年12月