中国科学院院士陈家镛

 陈家镛,化学工程专家 1922年2月17日生于四川金堂。1943年毕业于中央大学化工系。1951年获美国伊利诺大学(尔班纳—香槟校园)化工系博士学位。中国科学院过程工程研究所研究员,曾任该所副所长。1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。

 陈家镛,1922年2月17日生于四川省金堂县。

 1943年8月,毕业于国立中央大学(现为南京工业大学)化学系,随后在校担任助教。

 1947年,本科毕业后,进入美国伊利诺大学(尔班纳-香槟校园)化学工程专业学习,分别于1949、1951年获得硕士及博士学位。

 1948年,陈家镛与中央大学化学系毕业的刘蓉在美国结婚,并同在伊利诺大学学习。

 1951年2月,担任麻省理工大学化学工程系博士后副研究员。

 1952年8月,在伊利诺大学化学工程系任博士后副研究员。

 1954年初接受美国杜邦化学公司薄膜部的约克斯研究所的聘请、担任研究工程师,参加研究和开发聚酯连续聚合以使该产品更能顺利加快投入生产。

 1954年2月,在美国杜邦化学公司薄膜研究所任研究工程师。

 1956年10月回国后,协助叶渚沛所长筹建中国科学院化工冶金研究所,领导组建了中国第一个从化学工程角度专门从事湿法冶金的研究室,任室主任、研究员。

 1958年-1984年,任该所湿法冶金研究室主任。

 1978年任化冶所负责人。

 1978年-1984年,任化工冶金研究所副所长。

 1980年至1983年任化冶所副所长,为化冶所的创立和建设作出了重大贡献。

 1980年当选为中国科学院学部委员(现称院士)。

 1981年,被选为中国科学院化学部委员。

 1984年1月,任中国有色金属学会,副理事长。

 1993年1月,任中国化工学会,理事。

 1993年01月至今,担任《化学工程学报(英文版)》编辑委员会,总编辑,他还担任第四、五、六、七届全国政协委员。此外,先后被推选为中国有色金属学会副理事长、中国金属学会理事、中国劳动保护学会顾问。

 学术成就

 创新研究

 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。

 20世纪50年代,曾在美国麻省理工学院及伊利诺大学做博士后研究,并在杜邦公司的研究所任研究工程师,对气溶胶过滤及聚酯连续聚合反应工程等方面作出了重要贡献。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。

 湿法冶金

 1956年,中美两国政府达成相关协议,中国留学生的归国之路重新开启,与此同时,周恩来总理又代表党中央发出了希望海外学者归国的号召。

 陈家镛夫妇决定带着两个女儿回国报效。就在他们起程前的一个傍晚,一位自称联邦调查局“调查员”的不速之客用带有挑衅性的话语对他们进行了盘问,他们处之泰然,完全没有被其恐吓所震慑。

 回国前,陈家镛还收到了享誉世界的著名冶金学家叶渚沛先生的来信,邀请他到正在筹建的中国科学院化工冶金研究所(以下简称化工冶金所,2001年更名为过程工程研究所)工作。陈家镛在上大学时早已久闻叶先生大名,于是回国后便欣然接受其邀请,加入了化工冶金所,担任湿法冶金研究室主任,带领同事们开发湿法冶金技术处理国民经济建设急需的多种有色金属矿。在云南东川、墨江,四川攀枝花,上海,天津等地的企业都留下了他们的足迹与汗水。

“火法冶金”又称高温冶炼,这种传统方法有很大局限性,对于复杂、难选、低品位矿石基本“束手无策”,造成资源的极大浪费;而二战时“湿法冶金”提铀曾“大显身手”,它通过浸取将金属浸入溶液然后用萃取方法分离金属,该方法特别适合处理此类矿物,而且耗能低、污染少,是一种环境友好的清洁生产技术。

 陈家镛学化工出身,转投冶金领域对他来说可谓一项“挑战”。刚入所的两年间他的压力非常大,那时曾感叹道:“不懂火法冶金,根本无法开展湿法冶金。”于是他从了解国家矿产资源分布入手,通读了《矿物通论》,对岩石组成、矿物鉴定、选矿技术等进行了悉心研究。

 在钻研“火法冶金”时,他凭借原先的知识积累,在化学反应动力学和热力学方面作了深入研究。功夫不负有心人,陈家镛与同事们开始对含铜约为0.44%的云南东川尾矿回收铜进行技术攻关,在中关村进行了小型实验和中间试验,打通了氨浸流程。其间遇到了许多意想不到的困难:蒸汽锅炉供气不足只能晚上试验,在噪音大的车间里协同试验喊哑嗓子,氨水呛人热浆喷溅仍坚守岗位保证试验等等。

 1960年,陈家镛在昆明向中科院数理化学部主任严济慈汇报了东川尾矿氨浸的试验结果,得到了好评,冶金部随后决定在东川建立了日处理量为10吨的氨浸扩试车间。次年待厂房建好后,湿法冶金室先后派杨守志、尤彩真、安震涛、范正、夏光祥等同志去东川工作,组织各系统工程设备的安装调试。1962年下半年正式进行了全系统的中间试验,这是我国第一次利用加压氨浸技术回收铜。

 就是在这样异常艰苦的环境中,化工冶金所与其他单位的同志们一起完成了日处理10吨矿石的中间试验,撰写了《东川汤丹尾矿连续浸取报告》和《东川汤丹原矿氨浸取报告》等研究报告,1964年底通过了云南省冶金局的鉴定。日后又建立了日处理量为100吨矿石的中试车间,并一直生产到1976年。

 云南东川生产的大量铜矿一直服务于国民经济建设和国防建设,陈家镛与同事们作出了不可磨灭的贡献,时至今日东川矿务局的许多老同志仍清晰记得与化工冶金所同仁们一起在东川技术攻坚度过的日日夜夜。

 与此同时,针对我国甘肃金川、四川攀枝花等共生矿中有色金属难于分离的特点,湿法冶金室加强了分离科学与工程的研究。例如,陈家镛和同事们发现,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,他们尝试用胺类萃取剂进行有效分离并取得突破,推动了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,以及砷、磷、硅与钨、钼分离的新工艺。他们还将“相转移”原理引入萃取领域,解决了磷酸酯萃取剂中负载的铁难于反萃的问题,为实现磷酸酯萃取除铁在工业中的应用开辟了切实可行的方向,终获重大突破。

 湿法冶金在回收金、银、铜、镍、钴等有色金属方面为国家创造了巨大财富,这项环境友好的清洁生产技术也成为中国援助第三世界兄弟国家的一份“厚礼”。由化工冶金所承担的“阿尔巴尼亚红土矿综合利用”是“文化大革命”期间国家的重要援外项目,方毅副总理曾多次来所视察并给予高度评价。郭慕孙和陈家镛共同领导科研人员联合攻关,采用流态化还原焙烧—氨浸镍钴—Fe3O4磁选—炼钢的路线,在上海进行了每日100吨规模的扩大试验,取得满意结果,后成功在阿建厂生产,为中阿两国的友谊增添了浓墨重彩的一笔。

 环境治理

 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,取得了较显著的社会效益,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、澳的许多著名学者,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著的学术成就,因而在国内外均享有很高的声誉。

出版专著

出版时间     书名                   作者         出版社

2005.09   《湿法冶金手册》         陈家镛主编     冶金工业出版社

1998         《湿法冶金的研究与发展》         陈家镛等著     冶金工业出版社

2004         《化学反应工程学基础》     毛在砂,陈家镛编著     科学出版社