式中 ----被萃取物在有机相中的总浓度，kg/ ; ----被萃取物在水相中的总浓度，kg/ ;
(2)交联度：交联剂与单体质量比的百分数称为交联度。
(3)溶涨性：指干树脂浸入水中，由于活性基团的水合作用使交联网 孔增大，体积膨胀的现象。
6—4 萃取塔有几种类型？简述其工作原理？
答：(1)萃取塔的类型有：A 脉冲萃取塔；B 往复振动筛板塔；C转盘塔。
(2)工作原理：A脉冲萃取塔：常见的有脉冲填料塔和脉冲筛板塔。在工作段中装置成组筛板(无溢流管的)或填料。由脉动装置产生的脉动液流，通过管道引入塔底，使全塔液体作往复脉动。脉动液流在筛板或填料间作高速相对运动产生涡流，促使液滴细碎和均布。脉动塔能达到更高的分离效能，但处理量较小，常用于核燃料及稀有元素工厂。
B 往复振动筛板塔： 将筛板连成串，由装于塔顶上方的机械装置带动，在垂直方向作往复运动，借此搅动液流，起着类似于脉动塔中的搅拌作用。
萃取塔设计主要是确定塔的直径和工作段高度。先从液体流量除以操作速度，得出塔截面，算出塔径。然后根据塔的特性以及物系性质和分离要求，确定传质单元高度和传质单元数，最后两者相乘即得塔的工作段高度。也有按当量高度与理论级数计算工作段高度的。
离心萃取机 萃取专用的离心机，由于可以利用离心力加速液滴的沉降分层，所以允许加剧搅拌使液滴细碎，从而强化萃取操作。离心萃取机有分级接触和微分接触两类。前者在离心分离机内加上搅拌装置，形成单级或多级的离心萃取机，有路维斯塔式和圆筒式离心萃取机。后者的转鼓内装有多层同心圆筒，筒壁开孔，使液体兼有膜状与滴状分散，如波德比尔涅克式离心萃取机。离心萃取机特别适用于两相密度差很小或易乳化的物系，由于物料在机内的停留时间很短，因而也适用于化学和物理性质不稳定的物质的萃取。
C转盘塔：在工作段中,等距离安装一组环板,把工作段分隔成一系列小室，每室中心有一旋转的圆盘作为搅拌器。这些圆盘安装在位于塔中心的主轴上，由塔外的机械装置带动旋转。转盘塔结构简单，处理能力大，有相当高的分离效能，广泛应用于石油炼制工业和石油化工中
6--5如何选择萃取设备？
答：①考虑萃取的产量;②设备费和维护费;③工厂可使用的空间和高度;④两相的混合及分离的难以程度。
6--6离心萃取器有什么特点，在什么情况下可以用离心萃取器？
答：1.圆通式离心萃取器的特点：在离心萃取器的制造中，加工 要求最高的是转鼓，圆通式离心萃取器的转鼓直径较小、转速较低、结构简单、便于制造，
无需特殊加工；它是单台单级设备 ，其多级逆流操作可由单级串联而成，级数不受限制；此外，不同规格的转鼓，其处理量范围为1-100m3|h，适于多种萃取体系；其转鼓是上悬式，浸在液体中的转动件没有动密封的问题；液体通道的截面积较大，而且适于处理含有一定量固体颗粒的料液。
圆通式离心萃取器的主要的不足之处是：该设备因是单台单级设备，每台设备都有单独的转动机构，其占地面积、溶剂滞留量、易损件消耗都应相应有所增加。而且，由于转鼓直径较小、转速较低，其使用于体系的分离因数均要求小于500。
2.波式离心萃取剂的优点是：处理量大，效率较高，提供较多理论级，结构紧凑，占地面积小，应用广泛。缺点是：能耗大，结构复杂，设备及维修费用高。波式离心萃取器适用于要求接触时间短、物流滞留量少、易乳化、难分相的物系。
6—7 离子交换树脂按基团性质来分，有几大类？用于做什么？
答：离子交换树脂按基团性质来分可分为无机离子交换剂和有机离子交换剂。
一、无机离子交换剂包括天然沸石和合成沸石，是一类硅质的阳离子交换剂，成本低，但不能在酸性环境下使用。
二、有机离子交换剂包括磺化煤和各种离子交换树脂，磺化煤是烟煤或褐煤经发烟硫酸碳化处理后制成的阳离子交换剂，成本适中，但交换容量低，机械强度和化学稳定性较差；在水处理中广泛使用的是离子交换树脂，它交换容量高，为球形颗粒，水流阻力小，交换速度快，机械强度和化学稳定性都好，但成本较高。
6--8什么是树脂的交换容量，离子交换交换树脂选择性和交换能力主要有什么决定？ 答：交换容量：定量表示树脂的交换能力；
离子交换树脂交换性由离子价态数和原子序数决定，离子价数越高，选择性越好；原子序数越大，即离子水合半径越小，选择性越好；
离子交换树脂的交换能力主要由膜扩散或颗粒扩散决定，通常，溶液浓度较低时，多为膜扩散控制；浓度较高时，多为颗粒扩散控制。
6--9简述固定床离子交换设备的结构和特点。
答：固定床离子交换器包括筒体、进水设备，再生液分布装置及体外有关管道和阀门。 （1） 筒体。固定床一般是立式圆柱形压力容器，大多用金属制成，内壁需配防腐材料。小径的交换器也可用塑料或有机玻璃制造。
（2） 底部排水装置。其作用是收集出水和分配反洗水。应保证水流分布和不漏树脂。常用多孔板排水帽式和石英垫层式两种。前者均匀性好，结构复杂，一般用于中小型交换器，后者要求石英砂中sio2含量在99%以上。
在较大内径的顺流再生固定床中，树脂层面以上150—200mm处设有再生液分布装置，常用的有辐射型、圆环形等几种。对小直径固定床，再生液通过上部进水装置分布，不另设再生液分布装置。
在逆流固定床中，再生液自底部排水装置进入，不需再设再生液装置。在小型反洗时，兼作反洗水进水配管。中排装置的设计应保证再生液分配均匀，树脂层不扰动、不流失。
第七章
7--1蒸发操作与一般换热过程的主要区别有哪些？
答：（1）加热被蒸发溶液所需的热量，可以通过间壁或直接接触地方法由热源供给。工业上最广泛的是通过加热管用水蒸气的蒸发器，为换热器的一种。操作时，水蒸气作为热源提供热量的同时，溶液本身易产生蒸汽。为了区别，前者称为加热蒸汽，后者称为二次蒸汽。在操作中，一般用冷凝的方法将二次蒸汽不断的移出，否则蒸汽与沸腾溶液趋于平衡，将使蒸发过程无法进行。
（2）蒸发操作可以在常温加压下进行，工业上的蒸发操作经常在减压下进行，这种操作称为真空操作。蒸发操作的特点：
1）减压下溶液的沸点下降，有利于处理热敏性物料，且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源；
2）溶液的沸点随所处的压强减小而降低，故对相同压强的加热蒸汽而言，当溶液处于减压时可以提高传热总温度差，但与此同时，溶液的黏度加大，使总传热系数下降；
3）真空政法系统要求有造成减压的装置，使系统的投资费和操作费提高。 单效蒸发：若将二次蒸汽直接冷凝，而不利用其冷凝热的操作。
多效蒸发：若将二次蒸汽引到下一个蒸发器作为加热蒸汽，以利用其冷凝热，这种出串联蒸发操作称为多效蒸发。
蒸发的目的的特点：
目的：（1）得到含溶质浓度较高的溶夜，直接作为产品;而更多的是进一步通过结晶操作后得到固体溶质，作为蒸发的产品。
（2）分离出纯净的溶剂，如淡化海水，锅炉生产蒸汽等。
特点：(1) 传热性质；（2）溶液性质；（3）溶液沸点的改变；（4）泡沫夹带；（5）能源利用。
7--2中央循环管式蒸发器的工作原理？
答：中央循环管蒸发器，加热室内垂直安置着许多加热管束，管束中央有一根直径较粗的中央循环管。收到加热是，细管内单位体积溶液的受热面大于粗管溶液，汽化较多，因此细管内汽液混合物的密度比粗管内的小。这种密度差促使溶液做沿粗管下降而沿细管上升的连续自然循环运动。中央循环管也称降液管，细管成为沸腾管或加热管。为了使溶液有良好的循环，中央循环管截面积一般为加热管总截面积的40%~100%。加热管束高度为1~2m，加热管径在25~75mm之间，比径为20~40。
中央循环管蒸发器具有溶液循环好、热传效率高等优点；同时，由于结构紧凑、制造方便、操作可靠，所以应用非常广泛，有“标准蒸发器”之称。
7--3．简述单效蒸发和多效蒸发的区别。
答：单效蒸发与多效蒸发的主要区别是在蒸发过程中，单效蒸发将二次蒸汽直接冷凝，而不利于其冷凝热；多效蒸发将二次蒸汽引到下一效蒸发器作为加热蒸汽，以利用其冷凝热，是一种串联的蒸发操作。所以，采用多效蒸发可以充分利用热能，即通过蒸发过程中，二次蒸发的再利用，以减少生蒸汽的消耗，从而提高了蒸发装置的经济性。
对于单效蒸发由于只有一效，所以对于操作流程的选择是无关紧要的，而多效蒸发的操作流程根据加热蒸汽与料的流向不同，可分为并流、逆流、平流、错流四种。
若多效和单效的加热蒸汽压强和冷凝器的压强各自相同，则多效蒸发的温度差因经过多次损失，总温度差损失较单效蒸发的要大。
采用多效蒸发虽然可提高经济效益，但降低了生产强度，两者是相互矛盾的，多效蒸发的效数应权衡决定．
7--4多效蒸发的原理是什么，多效蒸发的加料有几种方法？简述每种方法的优缺点。 答：由于在每一效蒸发中，二次蒸发的温度和压强总是比加热蒸汽的低，因此多效蒸发时，要求后效的操作压强和溶液的沸点均较前效的低，这样就可将前效的二次蒸汽作为后效的加热介质引入，即后效的加热室成为前效二次蒸发的冷凝器，仅第一次需要消耗蒸汽，这就是多效蒸发的操作原理。
分为并流加料法、逆流加料法、错流加料法、平流加料法。
并流加料法的优点：后效蒸发室的压强要比前效低，故溶液在各效间的输送可以利用效间的压强差，而不需要泵。此外，由于后效溶液的沸点较前效低，故前效的溶液进入后效时，会因过热而自动蒸发，因而可以多产生一部分二次蒸汽压。缺点：由于后效溶液的浓度较前效的高且温度有较低，所以沿溶液流动方向的浓度逐渐增高，粘度增大，致使传热系数逐渐下降。
逆流加料法的优点：溶液的浓度沿着流动方向不断提高，同时温度也逐渐上升，因此，各效溶液的粘度相差不至太大，各效的传热系数也大致相同。缺点是：效间的溶液需用泵输送，能量消耗较大；因此各效的进料温度均低于沸点，与并料法相比较，所产生的二次蒸汽量也较少。
7--5提高蒸发器生产强度的途径有哪些？ 答： U=Q/A×r＇=K×Δt/r＇
可以看出，欲提高蒸发器的生产强度，必须设法提高蒸发器的总传热系数K和传热温
度差Δt。
7—6试分析比较单效蒸发器的间歇蒸发和连续蒸发的生产能力的大小。设原料液浓度、温度、完成液浓度、加热蒸汽压强以及冷凝器操作压强均相等。
答：蒸发器的生产能力用单位时间内蒸发出水的质量，即蒸发量表示，蒸发器的生产能力的大小取决于通过传热面的传热速率，因此也可以用蒸发器的传热速率来衡量其生产能力。
(1)单效蒸发器的间歇蒸发将原料一次性投放入蒸发器中,受热后液体循环速度大,传热系数大；
(2)在蒸发初期溶液的浓度低,沸点温度低,传热温度差大,故应是间歇蒸发的生产能力更大。
7--7结晶方法共分为几类？分别叙述其过程。 答：可将结晶方法分为两大类：
第一：不移除溶剂的结晶。溶液的过饱和是通过冷却而获得，也称为冷却结晶法。适用具有正溶解度特性且溶解度随温度下降而显著降低的物质结晶，如硝酸钠（钾）、硫酸镍等。所用设备称为冷却结晶器，有水冷却式、冷冻盐水冷却式结晶器等。
第二：移除部分溶剂的结晶。溶液的过饱和是通过在常压或减压下蒸发部分溶剂后浓缩而获得。这类方法通用于具有正溶解度特性且溶解度随温度下降而变化不大的物质的结晶，如硫酸铜等；也适用于负溶解度特性的物质的结晶。所用设备有蒸发式、真空式和汽化式结晶器等。
第八章
8--2 说明电解沉积与电解精练的异同点。
答：电解沉积是采用不溶性阳极，使经过浸出、净化的电解液中待沉积的金属离子在阴极上还原析出，制得纯金属；而电解精炼则是采用可溶性阳极，即以其他方法（主要是火法冶金）炼制的粗金属作为阳极进行电解，通过选择性的阳极溶解及阴极沉积，达到分离粗金属中杂质和提纯金属的目的。电解精炼是火法冶金工艺提取高纯度有色金属的最后工序。电解沉积即是以电化学方法，使溶液中金属离子在阴极还原析出，是湿法冶金的最后工序。
8--5电解过程中，槽电压受那些因素影响，那些措施可以降低槽电压？
答：影响槽电压因素有：电流密度、 阳极与电解质润湿性、 氧化铝浓度、 电解质的电导率：
降低槽电压的措施：添加AL2O3和添加剂NaCL可以使阳极与电解质的润湿性变好；添加氧化铝；适当调节熔盐的性质、温度、阳极性质、添加剂浓度可以降低电流密度；添加MgF2可以间接提高电解质的电导率。
8--6铜、铅电解精炼和锌电解沉积所用的阳极和阴极是怎样制成的？ （1）铜电解精炼阴阳极制法：
在种板槽中用火法精炼产出阳极铜作为阳极，铜的阳极板准备工序有挂耳处理（挂耳变形处理、挂耳地面拔模斜度处理、导电接触面处理）、板面处理。用钛母板作为阴极，通过一定电流密度的直流电，是阳极铜发生电化学溶解，并在钛母板上析出0.5~1.0mm的纯铜薄片，称为种板。将其从母板上剥下后，经过整平、压纹，在于导电棒、吊耳装配成阴极板，既可作为电解精炼时的阴极。
（2）铅电解精炼阴阳极的制法：
将初步火法精炼后的阳极铅熔体，用圆盘浇注机铸成阳极板作为阳极。将电解精炼后所得精铅熔化后，用带铸法在水冷式制片滚筒上连续铸成带状薄片，经剪切、穿棒、压合、等工序，加工成阴极板作为阴极。
（3）锌电沉积所用的阴阳极制法：
锌电沉积一般采用含0.5%~1%Ag的Pb-Ag合金板做阳极，制作过程有：熔化、铸造、压延、裁剪、装配。
阴极由阴极板、导电棒及电头组成。阴极板导电棒用铝加工，铝板与导电棒焊接活浇注成一体。导电头一般用厚为5~6mm的紫铜板做成，用螺钉、焊接活包覆连接的方法与导电棒结合为一体。
8--7 自焙电解槽和预焙电解槽在结构上有何不同，它们各自有何特征？
答：自焙电解槽是在电解槽槽壳上部支撑一个钢制框套,将阳极糊加入框套中，插入阳极棒，导入直流电。阳极糊靠电解过程中自身产生的热量，焙烧成坚固的块状，故命名为自焙电解槽。自焙槽的结构主要有阳极框套、集气罩、燃烧器、炭阳极、阳极棒、铝合金导杆、阳极母线大梁。其中1)阳极框架 它有槽壳和钢板焊制而成，框在铝箱外围。2）炭阳极 在电解过程中，铝箱和炭阳极一同消耗，阳极糊不断烧结焦化，报纸椎体的稳定。3）阳极棒 它是通过爆炸焊焊接在铝合金导杆上的钢棒。4)集气罩 阳极气体汇集在集气罩内并在燃烧器内燃烧，然后再送去净化系统处理.
预焙电解槽是先把阳极糊永成形机（震动或挤压）制成块状，预先在焙烧炉中焙烧好，在与铝导杆、钢爪等构件组成阳极组（或叫阳极块）；然后，直接挂在电解槽的阳极母线上来进行生产，这样的电解槽简称预备槽。预焙槽的结构主要可分成：阳极装置、阴极装置和导电母线系统三大部分。其中，1）阳极装置 他有三部分组成，即阳极母线大梁、阳极炭快组和升降机构。2）阴极装置 它有钢制槽壳、阴极炭块组和保温材料砌体三部分组成。3）导电母线系统 包括阳极母线；阴极母线、立柱母线和槽间连接母线。它们都是用大截面的铸造铝板。
8—9、阳极炭块组是怎样制成的？
答：预焙槽有多个阳极炭块组，每一组包括2~3块预制阳极碳快。炭 块、钢爪、铝导杆组装成电解用阳极。钢爪由高磷生铁浇铸在炭碗中， 与炭块紧紧粘接，铝导杆则是采用渗铝法和爆炸焊接在一起的。铝导 杆通过夹具与阳极母线大梁夹紧，将阳极悬挂在大梁上。炭素阳极组 由焙烧好的炭素阳极块、钢爪、铝-钢爆炸焊板和方形或矩形的铝导 杆等四部分组装而成。铝导杆与铝-钢爆炸焊板连接，钢爪与炭块用 磷铁环浇铸连接，为防止因此接点处的氧化而导致钢爪与炭块间接触 电压增高，许多工厂采用炭素制造的具有两半轴瓦形态的炭环，炭环 与钢爪间的缝隙用阳极糊填满。阳极炭块有单块组和双块组之分。阳 极炭块组常有单组三爪头、四爪头。
第九章
9--2说明干燥特性曲线的规律性。
答：整个干燥过程分为预热、恒速、降速和平衡四个阶段。
在预热阶段温度很低的湿物料与热气体开始接触后，物料中水分温度升到水汽化温度的汽化所需要的热量。预热阶段的时间很短，继而进入恒速阶段。在恒速阶段只要热气体的性质不变，它传给湿物料的热量等于物料表面水分汽化所需要的热量，则物料表面有充足的水分，汽化速度就恒定，只要物料内部有足够的水分向外扩散，干燥速度也必须定恒定，物料含水量则迅速恒速下降。降速阶段随着干燥的进行，当物料内部的水分不足以补充物料表面的汽化水分后，干燥的速率降低，物料表面将有一部分成干燥状态，物料温度逐渐升高，热量向内部传递，很可能使蒸发面移向内部，水汽有内部的向外部流动，流动阻力越来越大，姑干燥速率降低甚快。潮湿物料表面逐渐减少，当物料表面刚出现干燥状态时，称此时物料