有色金属冶金动力学及新工艺 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:冶金工业

作者:刘纯鹏

出品人:

页数:292

译者:

出版时间:2002-1

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787502427887

丛书系列:

图书标签:

• 冶金
• 有色金属
• 动力学
• 新工艺
• 冶金工程
• 材料科学
• 金属材料
• 冶金技术
• 工业工程
• 金属热处理

《有色金属冶金动力学及新工艺》图书简介 本书旨在深入探讨有色金属冶金过程中涉及的化学反应动力学原理及其在新工艺开发中的应用。全书分为三个主要部分：基础理论、动力学研究方法及应用，以及前沿新工艺。 第一部分：有色金属冶金过程中的热力学与动力学基础 本部分将系统梳理有色金属冶金过程中的热力学基本概念，包括吉布斯自由能、焓变、熵变等，并阐述它们如何影响反应的自发性和平衡产物的生成。我们将着重分析不同有色金属（如铜、铝、镍、锌、钛、镁、钴、贵金属等）在提纯、分离、合金化过程中可能遇到的热力学制约。 随后，将深入剖析冶金动力学在有色金属生产中的核心作用。我们将详细介绍反应速率、活化能、催化剂等关键动力学参数，并解释这些参数如何决定冶金过程的效率和经济性。具体来说，将涵盖以下几个方面： 气-固、液-固、气-液反应动力学： 详细分析不同相态之间的反应，如氧化、还原、焙烧、浸出、熔炼等过程中的质量传递、能量传递和化学反应耦合。我们将通过实例分析，如铜精矿的焙烧动力学、铝土矿的拜耳法浸出动力学、镍矿的还原动力学等，来阐明这些动力学机制。 传质与传热动力学： 强调在高温、多相的冶金环境中，传质（如扩散、对流）和传热（如传导、辐射）速率对整体反应速率的影响。我们将讨论如何通过优化反应器设计、强化混合、提高传热效率来加速反应过程。 固相反应动力学： 重点关注金属氧化物、硫化物等固相之间的反应，如烧结、固相还原、陶瓷冶金等。将介绍体积扩散、晶界扩散、表面扩散等不同固相反应机制，并探讨影响固相反应速率的因素，如温度、颗粒尺寸、气氛组成等。 电化学动力学在有色金属冶金中的应用： 尤其是在电解冶金（如铜电解、铝电解）、湿法冶金（如浸出、萃取、沉淀）和电化学精炼中，电化学动力学起着决定性作用。本书将深入介绍电极反应动力学、电荷传递过程、双电层结构以及 Tafel 曲线、极化曲线等分析方法，以理解和优化电冶金过程。 第二部分：有色金属冶金动力学研究方法与表征技术 本部分将系统介绍用于研究有色金属冶金过程动力学的主要实验方法和理论模型。我们将强调如何通过精确的实验测量来揭示反应机理，并为工艺优化提供数据支持。 实验方法： 热重分析 (TGA) 与差示扫描量热法 (DSC)： 介绍如何利用 TGA 和 DSC 测量反应过程中质量变化和热效应，从而确定反应温度、反应速率和活化能。 高温 X 射线衍射 (HT-XRD) 与扫描电子显微镜 (SEM)： 阐述如何利用这些技术原位或非原位观察反应产物的物相组成、微观形貌和晶体结构，以推断反应路径和机制。 气相色谱 (GC) 与质谱 (MS)： 介绍如何分析反应过程中产生的气体成分，以定量研究氧化、还原或挥发性物质的生成与转化。 电化学测试技术： 包括循环伏安法 (CV)、电化学阻抗谱 (EIS) 等，用于研究电极反应动力学、传质阻力等。 实验室模拟装置： 介绍各种模拟实际冶金过程的实验装置，如固定床反应器、流化床反应器、电解槽等，以及如何在这些装置中进行动力学实验。 理论模型与模拟： 反应动力学模型： 介绍常用的反应动力学模型，如 Avrami 模型、Jander 模型、Ginstling-Brounshtein 模型等，以及如何选择和拟合这些模型来描述固相反应和相变过程。 计算流体力学 (CFD) 模拟： 阐述如何利用 CFD 模拟复杂的传质、传热和反应过程，尤其是在大型冶金设备中，如高炉、闪速炉、电解槽等，以优化操作条件和设备设计。 分子动力学 (MD) 和量子化学计算： 介绍如何利用这些微观模拟方法研究原子和分子层面的反应机理，例如氧化还原反应的活化能计算，固相扩散路径的探索等，为宏观动力学研究提供理论指导。 第三部分：有色金属冶金新工艺及其动力学挑战与机遇 本部分将聚焦于当前和未来有色金属冶金领域涌现的创新工艺，并重点分析这些新工艺在动力学方面的特点、挑战以及潜在的突破方向。 绿色低碳冶金新工艺： 富氧燃烧与余热利用： 分析富氧燃烧技术在提高燃烧效率、降低烟气量方面的动力学优势，以及如何通过动力学优化实现更高效的余热回收。 生物冶金技术： 重点介绍微生物浸出、生物氧化等技术在低品位矿、难选矿物处理中的应用。分析微生物代谢过程中的动力学规律，以及如何通过优化微生物种群、培养基和反应条件来提高浸出速率和效率。 电化学合成与精炼新技术： 讨论新型电极材料、电解质体系在提高电解效率、降低能耗方面的动力学机制。例如，在铝电解中，如何通过优化电解质组分和温度来降低过电位，提高电流效率。 等离子体冶金： 介绍等离子体技术在高温反应、材料合成中的独特优势，并探讨等离子体与金属氧化物、硫化物的反应动力学。 智能化与自动化冶金： 过程在线监测与控制： 阐述如何利用先进的传感器技术（如光谱分析、电化学传感器）对冶金过程的关键参数进行实时监测，并通过动力学模型反馈到控制系统，实现过程的智能化调控，提高稳定性和收得率。 大数据与人工智能辅助工艺优化： 讨论如何利用大数据分析和机器学习算法，从海量的生产数据中挖掘动力学规律，预测反应行为，并为工艺参数的优化提供智能建议。 资源高效利用与循环经济： 难处理矿物冶金新技术： 针对复杂矿石、二次资源（如废旧电子产品、工业废渣）的有效回收，将介绍如新型浸出体系、选择性沉淀、膜分离等技术，并分析其动力学特性。 贵金属高效回收： 重点关注金、银、铂、钯等贵金属在湿法、火法冶金过程中的动力学控制，以及如何通过强化反应速率来提高回收率和降低生产成本。 冶金废弃物资源化利用： 探讨如何利用动力学原理，将冶金过程中产生的废渣、尾矿转化为有价值的建材、催化剂或其他工业原料，实现循环经济。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 在阐述理论原理的同时，大量引用实际冶金生产中的案例，使读者能够更直观地理解动力学在解决实际问题中的作用。 前沿性与系统性并存： 既涵盖了冶金动力学的经典理论，又深入探讨了当前和未来的前沿技术和研究方向。 多学科交叉视角： 融合了化学、化工、材料、物理、计算机科学等多个学科的知识，为读者提供全面的分析框架。 图文并茂，深入浅出： 采用丰富的图表、流程图和数据，帮助读者清晰理解复杂概念和过程。 本书适合从事有色金属冶金、材料科学、化学工程等领域的研究人员、工程师、高校教师及研究生阅读。通过阅读本书，读者将能够深刻理解有色金属冶金过程中的动力学规律，掌握先进的研究方法，并为开发更高效、更环保、更具经济性的新工艺提供坚实的理论基础和技术指导。

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这本书的语言风格呈现出一种非常独特的、高度专业化的学术腔调，用词精确、表述严谨，几乎找不到任何可以被解释为“口水话”的地方。这使得阅读体验非常高效，每一个词语都承载着明确的科学含义，不会有任何模糊地带。但这也意味着，它对读者的专业背景要求较高，如果缺乏扎实的化学基础和材料科学背景，可能会在初期感到吃力。然而，正是这种毫不妥协的严谨性，保证了书中所传达知识的纯粹性和可靠性。我个人认为，这本书更像是一部需要反复研读的“工具书”，而非一次性读完的“小说”。每当我遇到一个实际工程难题，我都会习惯性地翻开它，寻找那些隐藏在深层公式背后的关键变量和约束条件。它提供了一种坚实的理论锚点，帮助我们在纷繁复杂的工程实践中，始终保持对基本物理和化学规律的敬畏。

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这本书的魅力还在于它对“新工艺”这部分的探讨，展现了作者紧跟行业前沿的视野和对未来趋势的深刻洞察。在许多章节中，作者不仅回顾了经典的、已成熟的工业流程，更着墨于那些尚处于研发阶段、但潜力巨大的新兴技术。我记得其中有一段关于高效分离技术的小节，作者用一种近乎预言的口吻描述了几种新型电化学方法在未来低碳冶金中的应用前景，并且引用了近期的国际顶尖期刊文献作为佐证，这极大地拓宽了我的专业视野。阅读这本书，你会强烈地感觉到，你不仅仅是在学习过去和现在，更是在为未来做好知识储备。它迫使你跳出舒适区，去思考那些尚未被大规模工业化验证的可能性，培养了一种对技术变革保持警觉和积极探索的态度，而不是满足于固守已知的“安全区”。

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这本书的封面设计得非常专业，那种深邃的蓝色调配上醒目的白色字体，一下子就给人一种严谨、深入的感觉。我记得我当时在书店里看到它的时候，是被它厚实的质感吸引的，拿在手里沉甸甸的，仿佛蕴含着无数的知识和经验。翻开内页，那些精心排版的图表和公式，虽然看起来有些令人望而生畏，但又透露出一种不可抗拒的吸引力。它不像那些市面上常见的科普读物那样花里胡哨，而是实实在在地扎根于理论的土壤之中。每一次翻阅，都像是踏入了一个复杂的、但逻辑清晰的知识迷宫，需要极大的耐心去梳理和理解每一个环节的内在联系。我特别欣赏作者在处理复杂概念时的那种抽丝剥茧的能力，即使是初学者，只要肯下功夫，也能从中找到理解的路径，而不是被一堆术语直接淹没。这本书无疑是为那些真正想钻研领域核心技术的人准备的“硬通货”，而不是那种走马观花的参考资料。

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这本书的章节安排简直是教科书级别的典范，逻辑链条设计得极其严密，前一个知识点的铺垫，总是能完美地为后一个更深层次的理论打下坚实的基础。我尤其喜欢它在引言部分对整个学科脉络的宏观梳理，让读者在进入微观细节之前，能对“我们在哪里，将要去往何方”有一个清晰的认知。举个例子，当讲到热力学基础时，作者并没有直接跳到复杂的相图分析，而是先用非常直观的方式回顾了基本的热力学定律及其在冶金过程中的具体体现，这种由浅入深的过渡非常自然。阅读过程中，我经常会停下来，对比自己过去学过的零散知识点，惊叹于作者是如何将这些看似分散的元素巧妙地编织成一个有机整体的。它不是简单地堆砌公式和实验数据，而是更注重揭示现象背后的普适性原理，这种“授人以渔”的教学思路，让读者在合上书本后，依然能带着一套系统的分析框架去审视新的问题。

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坦白说，初次接触这本书时，我被其中涉及的数学工具的深度吓了一跳。这本书绝不是那种只停留在定性描述的读物，它毫不避讳地深入到了微分方程和偏微分方程的应用层面，这对于习惯了传统工程描述方式的人来说，无疑是一个挑战。但是，一旦你咬着牙克服了最初的数学障碍，你会发现，正是这些精密的数学模型，才真正赋予了冶金过程描述以预测的“力量”。作者在推导过程中，对每一步假设和简化都做了详尽的解释，这使得即使是面对复杂的动量、能量和物质传递方程，读者也能追踪到其物理意义的根源。这本书真正体现了“理论指导实践”的最高境界——它不是在描述“发生了什么”，而是在解释“为什么会以这种方式发生，以及我们如何通过调控变量来改变结果”。对于想进行数值模拟或深入过程优化的工程师来说，这本书的价值简直无可估量。

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