濕法冶金研究的內容和研究方法

⑴ 陳家鏞的科研成就

陳家鏞的科研及學術活動早在大學畢業後即開始。
1943年代～1947年代，他在中央大學化學系任助教時，條件極其艱苦，在高濟宇教授指導下，在重慶合成了殺蟲劑DDT。
在美國獲得博士學位後，1952年秋，他原來的博士導師H.F.約翰斯頓（Johnstone）特意邀請他主持「用纖維層過濾氣溶膠」的研究。在近1年半的研究中，證明了前人關於有一個最難過濾的氣溶膠粒子大小的看法，闡明了該粒子的大小並非是一個常數，而是與操作參數有關，同時對前人的過濾理論以及過濾層壓降等進行了改進及發展。其部分結果在1955年出版的美國《化學評論》（Chemical Review）上發表，引起各方面重視，曾被譯成多種文字，被廣泛引用。直至今日，該文仍被視為氣溶膠領域早期（1955年前）科研工作的權威性總結。
1954年代，陳家鏞接受美國杜邦公司聘請，任薄膜部約克斯（Yorkes）研究所的研究工程師，並參加聚對苯二甲酸乙二醇酯的連續聚合過程的研究。在該項研究中，他引入了當時剛剛興起的化學反應工程學的一些概念，對聚合反應速度的控制因素提出了新的看法，用以解釋各種情況下不同的聚合結果，並預言聚合速度仍可大大加快。他所提出的實驗設計，後經另一位同事予以證實，改變了當時對強化該過程的許多不同看法及方法，受到十分重視。同時他還研究發展了新型的聚合反應器，並進行了中試規模的擴大實驗，取得了較好的結果。 1950年代末～1960年代初，陳家鏞把該所的研究工作與國民經濟建設中的重大課題緊密結合起來，主要從事雲南東川難選氧化銅礦的濕法冶金研究，雲南墨江氧化鎳礦及進口的高砷鈷礦的濕法冶金研究，開發出了一批技術上先進的濕法冶金新工藝及新流程，同時也為以後的理論研究提出了新的課題。中國科學院化工冶金研究所成立濕法冶金研究室，陳家鏞出任室主任。一般金屬冶煉採用火法，即用高溫將金屬從原礦中分離出來。濕法冶金是利用某種溶劑，藉助化學作用，包括氧化、還原、中和、水解及絡合等反應，將原礦（原料）中的金屬提取和分離出來。濕法冶金作為一個獨立的學科和技術的迅速發展，主要是在第二次世界大戰時期，當時許多化學工程師進入該領域解決鈾的濕法冶金。陳家鏞領導的這個實驗室是國內第一個以化學工程學觀點從事冶金研究的實驗室，在礦石加壓浸取、加壓氫還原，自水溶液中製取金屬粉末等方面，在國內均處於領先地位，為以後冶金新過程開發、新型材料研製、多相反應器研究以及加溫加壓溫法冶金反應動力學等的研究，奠定了部分基礎。
1960年代末～1970年代初，陳家鏞倡導將化學反應工程學與濕法冶金結合起來，開展氣、液、固三相反應器及非均相反應動力學的研究。這些研究延續至今，取得了多項重要成果，發表了一些高水平的論文，而且為後來該所開展生物化學工程研究奠定了基礎。在這個期間，針對中國甘肅金川鎳、鈷、銅共生礦中有色金屬難於分離的特點，在他的領導下，在濕法冶金研究室開展了分離科學和分離工程的研究，並先後成立了萃取化學組及萃取工程組。以後，鑒於四川攀枝花釩鈦磁鐵礦某些礦點有難於分離的釩、鉻共生的特點，他和同事發現用胺類萃取劑能進行十分有效的分離，並取得了突破，從而推動了一系列經常伴生的金屬如釩和鉻，鎢和鉬，銅和錸等之間的分離，砷、磷、硅與鎢、鉬的分離，以及用混合萃取劑從硫酸溶液中分離鐵等有效分離的新工藝。同時對胺類萃取劑溶劑化萃取的理論研究，也取得了重大進展。在國內外學術會議、在《中國科學》及《濕法冶金》等雜志上，他們發表了多篇論文，闡述了前人尚未發現的胺類萃取劑的有關重要性質。這項研究的部分內容已申請專利。有關胺類與中性萃取劑協同萃取的工作，由於其獨創的見解而獲得1987年國家自然科學三等獎。在陳家鏞的領導下，目前分離科學的研究正在向抗生素等生化產品的新萃取體系方面發展，並已取得了新進展。在分離工程方面，如轉盤式萃取塔、振動篩板塔等的應用及理論研究方面，也取得了較大進展。
因受「文化大革命」影響，化工冶金研究所的方向變化不定。在這種情況下，陳家鏞仍繼續堅持原來的研究方向，積極查閱文獻資料，進行調查研究，開展了加壓下用氫氣自含鎳、鈷水溶液中析出金屬粉末，並使之緊密而均勻地沉積於預先加入的核心材料上，製成復合塗層粉末的研究獲得成功，滿足了國防工業的需要。他研製出一大批適應不同需要的復合粉末材料，如鎳包鋁粉、鈷包碳化鎢粉、鎳包石墨粉及鋁包空心玻璃球等。這些材料通過熱噴塗等手段，可用做飛機發動機上的耐磨、自結合及封嚴等方面的塗層，從而降低了飛機油耗，提高了發動機壽命及推力等。有關項目已獲1978年全國科學大會獎和中國科學院1981年重大成果一等獎。對上述復合塗層粉末，陳家鏞長期堅持組織力量進行小批量生產，供應航空工業等方面的需要，為發展國防工業及國民經濟作出了貢獻。
1970年代初，鑒於火法煉鉛勞動條件惡劣，根據當時國際上的發展趨勢，陳家鏞在國內倡導開展濕法煉鉛的研究工作。經所內研究人員的共同努力，開發出了硫化鉛濕法碳酸化轉化製取金屬鉛的新工藝，用於從廢蓄電池回收鉛。該項成果已取得專利，並已在幾個中小企業投產。目前該項技術已被用於含硫化鉛的金礦冶煉工藝中，正在為鉛的回收及增產黃金、白銀作出貢獻。 在環境治理方面，針對航空航天部170廠高合金電解泥污染環境問題，陳家鏞應用濕法冶金方法進行金屬回收，效果良好，減輕了環境污染，取得了較顯著的社會效益，獲國防科技進步二等獎。
1980年代以來，已步入花甲之年的陳家鏞在參加學術活動方面更加活躍。他先後接待了歐洲一些國家和美、日、澳的許多著名學者，組織了多次學術講座，促進了國內外學術交流，活躍了所內的學術氣氛。同時他先後到澳大利亞、美國、加拿大、日本、英國、德國、前蘇聯、比利時等國參加學術會議，進行講學或學術訪問。1983年在美國亞特蘭大舉行的第三屆國際濕法冶金會議上，他應邀在大會上作了題為《中國的濕法冶金》的報告。1988年他主持召開了「北京國際濕法冶金會議」，取得成功。由於他在該學科領域內有顯著的學術成就，因而在國內外均享有很高的聲譽。