湿法冶金研究的内容和研究方法

⑴ 陈家镛的科研成就

陈家镛的科研及学术活动早在大学毕业后即开始。
1943年代～1947年代，他在中央大学化学系任助教时，条件极其艰苦，在高济宇教授指导下，在重庆合成了杀虫剂DDT。
在美国获得博士学位后，1952年秋，他原来的博士导师H.F.约翰斯顿（Johnstone）特意邀请他主持“用纤维层过滤气溶胶”的研究。在近1年半的研究中，证明了前人关于有一个最难过滤的气溶胶粒子大小的看法，阐明了该粒子的大小并非是一个常数，而是与操作参数有关，同时对前人的过滤理论以及过滤层压降等进行了改进及发展。其部分结果在1955年出版的美国《化学评论》（Chemical Review）上发表，引起各方面重视，曾被译成多种文字，被广泛引用。直至今日，该文仍被视为气溶胶领域早期（1955年前）科研工作的权威性总结。
1954年代，陈家镛接受美国杜邦公司聘请，任薄膜部约克斯（Yorkes）研究所的研究工程师，并参加聚对苯二甲酸乙二醇酯的连续聚合过程的研究。在该项研究中，他引入了当时刚刚兴起的化学反应工程学的一些概念，对聚合反应速度的控制因素提出了新的看法，用以解释各种情况下不同的聚合结果，并预言聚合速度仍可大大加快。他所提出的实验设计，后经另一位同事予以证实，改变了当时对强化该过程的许多不同看法及方法，受到十分重视。同时他还研究发展了新型的聚合反应器，并进行了中试规模的扩大实验，取得了较好的结果。 1950年代末～1960年代初，陈家镛把该所的研究工作与国民经济建设中的重大课题紧密结合起来，主要从事云南东川难选氧化铜矿的湿法冶金研究，云南墨江氧化镍矿及进口的高砷钴矿的湿法冶金研究，开发出了一批技术上先进的湿法冶金新工艺及新流程，同时也为以后的理论研究提出了新的课题。中国科学院化工冶金研究所成立湿法冶金研究室，陈家镛出任室主任。一般金属冶炼采用火法，即用高温将金属从原矿中分离出来。湿法冶金是利用某种溶剂，借助化学作用，包括氧化、还原、中和、水解及络合等反应，将原矿（原料）中的金属提取和分离出来。湿法冶金作为一个独立的学科和技术的迅速发展，主要是在第二次世界大战时期，当时许多化学工程师进入该领域解决铀的湿法冶金。陈家镛领导的这个实验室是国内第一个以化学工程学观点从事冶金研究的实验室，在矿石加压浸取、加压氢还原，自水溶液中制取金属粉末等方面，在国内均处于领先地位，为以后冶金新过程开发、新型材料研制、多相反应器研究以及加温加压温法冶金反应动力学等的研究，奠定了部分基础。
1960年代末～1970年代初，陈家镛倡导将化学反应工程学与湿法冶金结合起来，开展气、液、固三相反应器及非均相反应动力学的研究。这些研究延续至今，取得了多项重要成果，发表了一些高水平的论文，而且为后来该所开展生物化学工程研究奠定了基础。在这个期间，针对中国甘肃金川镍、钴、铜共生矿中有色金属难于分离的特点，在他的领导下，在湿法冶金研究室开展了分离科学和分离工程的研究，并先后成立了萃取化学组及萃取工程组。以后，鉴于四川攀枝花钒钛磁铁矿某些矿点有难于分离的钒、铬共生的特点，他和同事发现用胺类萃取剂能进行十分有效的分离，并取得了突破，从而推动了一系列经常伴生的金属如钒和铬，钨和钼，铜和铼等之间的分离，砷、磷、硅与钨、钼的分离，以及用混合萃取剂从硫酸溶液中分离铁等有效分离的新工艺。同时对胺类萃取剂溶剂化萃取的理论研究，也取得了重大进展。在国内外学术会议、在《中国科学》及《湿法冶金》等杂志上，他们发表了多篇论文，阐述了前人尚未发现的胺类萃取剂的有关重要性质。这项研究的部分内容已申请专利。有关胺类与中性萃取剂协同萃取的工作，由于其独创的见解而获得1987年国家自然科学三等奖。在陈家镛的领导下，目前分离科学的研究正在向抗生素等生化产品的新萃取体系方面发展，并已取得了新进展。在分离工程方面，如转盘式萃取塔、振动筛板塔等的应用及理论研究方面，也取得了较大进展。
因受“文化大革命”影响，化工冶金研究所的方向变化不定。在这种情况下，陈家镛仍继续坚持原来的研究方向，积极查阅文献资料，进行调查研究，开展了加压下用氢气自含镍、钴水溶液中析出金属粉末，并使之紧密而均匀地沉积于预先加入的核心材料上，制成复合涂层粉末的研究获得成功，满足了国防工业的需要。他研制出一大批适应不同需要的复合粉末材料，如镍包铝粉、钴包碳化钨粉、镍包石墨粉及铝包空心玻璃球等。这些材料通过热喷涂等手段，可用做飞机发动机上的耐磨、自结合及封严等方面的涂层，从而降低了飞机油耗，提高了发动机寿命及推力等。有关项目已获1978年全国科学大会奖和中国科学院1981年重大成果一等奖。对上述复合涂层粉末，陈家镛长期坚持组织力量进行小批量生产，供应航空工业等方面的需要，为发展国防工业及国民经济作出了贡献。
1970年代初，鉴于火法炼铅劳动条件恶劣，根据当时国际上的发展趋势，陈家镛在国内倡导开展湿法炼铅的研究工作。经所内研究人员的共同努力，开发出了硫化铅湿法碳酸化转化制取金属铅的新工艺，用于从废蓄电池回收铅。该项成果已取得专利，并已在几个中小企业投产。目前该项技术已被用于含硫化铅的金矿冶炼工艺中，正在为铅的回收及增产黄金、白银作出贡献。 在环境治理方面，针对航空航天部170厂高合金电解泥污染环境问题，陈家镛应用湿法冶金方法进行金属回收，效果良好，减轻了环境污染，取得了较显着的社会效益，获国防科技进步二等奖。
1980年代以来，已步入花甲之年的陈家镛在参加学术活动方面更加活跃。他先后接待了欧洲一些国家和美、日、澳的许多着名学者，组织了多次学术讲座，促进了国内外学术交流，活跃了所内的学术气氛。同时他先后到澳大利亚、美国、加拿大、日本、英国、德国、前苏联、比利时等国参加学术会议，进行讲学或学术访问。1983年在美国亚特兰大举行的第三届国际湿法冶金会议上，他应邀在大会上作了题为《中国的湿法冶金》的报告。1988年他主持召开了“北京国际湿法冶金会议”，取得成功。由于他在该学科领域内有显着的学术成就，因而在国内外均享有很高的声誉。