Рабочая программа дисциплины

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Утверждаю

_____________________

Руководитель ООП

по направлению 220700

И. О. зав. кафедрой

автоматизации технологических

процессов и производств

доц.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В РАЗВИТИИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ»

Направление: 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»

Профиль: «Системы автоматизированного управления в металлургии»

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная

Составитель: проф.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

1.  Цели и задачи дисциплины:

Ключевые направления в развитии производства цветных металлов вытекают из приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации, а также перечня критических технологий Российской Федерации. Это позволяет выделить в качестве основополагающих подходов для развития металлургической отрасли - рациональное природопользование и технологии, способствующие этому с позиций переработки и утилизации техногенных отходов и образований, энергосбережения, применения высокоэффективных автоматизированных процессов и создания материалов нового поколения. Знакомство с этими вопросами, их анализ, определение и оценка эффективных путей решения составляют основные задачи курса «Современные направления в развитии технологии производства цветных металлов».

Цель курса – ознакомить будущих магистров с актуальными проблемами производства цветных металлов, современными направлениями их решения, а также привить навыки самостоятельного анализа тенденций развития металлургической отрасли.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина «Современные направления в развитии технологии производства цветных металлов» относится к дисциплинам по выбору базовой (общепрофессиональной) части учебного цикла по направлению подготовки 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств».

Для освоения учебного материала данной дисциплины необходимы знания по физике; общей и физической химии; теории и технологии металлургического производства, владеть основами выполнения технологических расчётов и постановки экспериментальных исследований, уметь пользоваться компьютером и работать с различными информационными источниками.

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Изучение дисциплины «Современные направления в развитии технологии производства цветных металлов» направлено на формирование у студентов следующих компетенций: ОК-1,2,4,6,8. ПК-1÷3,6,8,10,11,15,18,41.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: основные направления развития производства цветных металлов, включая требования к сырью, металлам и материалам, новым техническим решениям их научному обоснованию и перспективам промышленного освоения;

уметь: анализировать технические и технологические решения в области производства цветных металлов, оценивать их эффективность и перспективность для развития конкретной металлургической технологии, смежных производств и минерально-сырьевого комплекса в целом.

владеть: методами расчёта технико-экономической эффективности технологических решений, поиска, анализа и научного обоснования перспективных направлений развития металлургического производства.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5,0 зачётных единиц.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестр
2
Аудиторные занятия (всего)	76	76
В том числе:	-	-
Лекции	10	10
Практические занятия (ПЗ)	19	19
Семинары (С)	-	-
Лабораторные работы (ЛР)	47	47
Самостоятельная работа (всего)	68	68
В том числе:	-	-
Курсовой проект (работа)	-	-
Расчетно-графические работы	-	-
Реферат	-	-
Другие виды самостоятельной работы	-	-
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)		Экзамен
Общая трудоемкость час зач. ед.	144
5

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела
1.	Введение. Актуальные проблемы цветной металлургии.	Тенденции развития человеческого общества и их связь с проблемами минерально-сырьевого комплекса. Влияние технических решений в металлургии цветных металлов на показатели научно-технического прогресса, развитие экономики и обороноспособности страны. Государственное регулирование при решении актуальных проблем народного хозяйства.
2.	Основные тенденции в изменении сырьевой базы цветной металлургии и перспективы её развития.	Сырьевая база цветной металлургии и ведущие тенденции её изменения применительно к основным группам цветных и редких металлов. Вовлечение в сферу производства забалансового и нетрадиционного сырья, вторичного сырья и сырья техногенного происхождения. Особенности минерально-сырьевой базы энергетического и вспомогательного сырья и актуальные проблемы её развития.
3.	Современные пути повышения эффективности производства цветных металлов и обеспечения их экологической безопасности	Разработка высокоэффективных технологий для добычи и переработки, как традиционных видов сырья, так и вновь выявленных, отличающихся сложными горно-геологическими условиями для добычи и неблагоприятным сочетанием химико-минералогического состава для его переработки. Основные направления совершенствования существующих и создания новых технологий, учитывающие использование энергосберегающих решений и ресурсосберегающих процессов. Комплексная переработка исходного сырья, интенсификация технологических процессов, увеличения выхода целевых продуктов и использование экологически безопасных технических решений. Повышение качества производимой продукции и расширение её ассортимента, в том числе, на основе увеличения комплексности переработки исходного сырья и производства хозяйственно значимой продукции, обладающей высокими потребительскими свойствами. Создание экологически безопасных производств, отличающихся высокой глубиной переработки сырья на основе использования всех его компонентов, исключающих накопление отходов. Переработка техногенных отходов и образований. Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологических процессов и производств, обеспечивающих комплексное решение технико-экономических и экологических вопросов при добыче и переработке сырья природного и техногенного происхождения. Создание высокопроизводительных, экономичных в эксплуатации и технологичных в изготовлении конструкций машин и механизмов, механизированных и автоматизированных комплексов, аппаратуры для осуществления химико-металлургических процессов, а также вспомогательного оборудования различного назначения. Разработка и внедрение систем автоматизации, обеспечивающих решение ключевых производственных вопросов, занятости обслуживающего персонала во вредных условиях труда, и обеспечивающих достижение высокой экономической эффективности производства на основе передовых достижений в области управления технологическими процессами.
4.	Актуальные проблемы производства высокотехнологичных сплавов цветных металлов и композиционных материалов на их основе.	Современное состояние и ведущие тенденции развития материаловедения в интересах обеспечения потребностей человечества в высокоэффективных материалах. Проблемы рационального природопользования в процессе производства, применения и утилизации материалов в соответствии с жизненным циклом продукции. Применение современных методов исследования и испытаний материалов, металлов и сплавов, с целью прогнозирования их строения и свойств. Основные проблемы металлургии и материаловедения цветных металлов: развитие ресурсосберегающих технологий производства сплавов цветных металлов; повышение качества цветных металлов и сплавов; ресурсосберегающие технологии синтеза лигатур цветных и редких металлов; получение дисперсно-упрочнённых сплавов; производство порошков и композиционных материалов на их основе. Современные достижения в области поверхностного упрочнения металлоизделий, повышения их коррозионной устойчивости и придания материалам антифрикционных свойств.

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1	2	3	4
1.	Проектирование единого информационного пространства виртуальных предприятий	x	x	x	x
2.	Специальные системы управления в металлургии		x	x	x
3.	Устойчивость и безопасность реакторных узлов металлургических процессов			x	x

5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Лекц., час.	Практ. зан.	Лаб. зан.	Семин	СРС	Все-го час.
1.	Введение. Актуальные проблемы цветной металлургии.	1	-	-	-	4	5
2.	Основные тенденции в изменении сырьевой базы цветной металлургии и перспективы её развития.	2	2	-	-	8	12
3.	Современные пути повышения эффективности производства цветных металлов и обеспечения их экологической безопасности	5	13	39	-	46	103
4.	Актуальные проблемы производства высокотехнологичных сплавов цветных металлов и композиционных материалов на их основе.	2	4	8	-	10	24

6. Лабораторный практикум.

Целью лабораторного практикума является знакомство с примерами технических решений, обеспечивающих решение отдельных проблемных вопросов в области металлургии цветных металлов.

6.1. Примерные темы лабораторных занятий:

- Технология синтеза высокоактивных реагентов в технически значимых системах глинозёмного производства;

- Комплексная переработка нефелинового концентрата на глинозём и попутную продукцию;

- Использование металлотермических процессов в металлургии лёгких и редких металлов.

- Применение автоклавных процессов для интенсификации технологических процессов;

- Утилизация шламов глинозёмного производства в производстве портландцемента;

- Использование высокотехнологичных аналитических методов контроля качества металлургической продукции.

- Плавка алюминия и алюминиевых сплавов;

- Электролитическое осаждение медных порошков;

- Нанесение многослойных гальванических покрытий.

7. Практические занятия

Целью практических занятий является расчётная оценка и анализ существующих и перспективных технических решений для решения проблемных вопросов металлургии и материаловедения.

7.1. Приметные темы практических занятий:

- Балансовый расчёт современного алюминиевого электролизёра и его анализ;

- Расчёт материальных потоков глинозёмного производства и их оптимизация;

- Термодинамическая оценка применимости металлотермических процессов в производстве металлов и сплавов;

- Расчёт технологических показателей в производстве цветных металлов;

- Термодинамическое обоснование состава технологических растворов для оптимизации условий выделения гидроксида алюминия;

- Расчёт и оптимизация состава шихты для утилизации металлургических шламов в производстве портландцемента.

8. Самостоятельная работа

Время, планируемое на самостоятельную работу, используется в основном для самостоятельной проработки содержания разделов дисциплины подготовки к

9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

  9.1. Рекомендуемая литература

  Основная:

1. Цветные металлы Сибири – 2009: Сборник докладов первого международного конгресса. Красноярск: , 20с.

2. Исследования в области переработки и утилизации техногенных образований и отходов. Труды Всероссийской конференции. Институт металлургии УрО РАН. Екатеринбург, 20с.

3. Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья и синтеза на его основе функциональных материалов: Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием. Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2008. Чс. Чс.

4. Черемисина и практика извлечения цветных металлов из промышленных растворов, стоков, природных вод и грунтов. Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 20с.

5. Воропанова извлечения компонентов из слабоконцентрированных растворов. Владикавказ, Изд-во ВНЦ. 271 с.

6. Бричкин массовой кристаллизации из растворов в производстве глинозёма/ , . СПГГИ (ТУ). СПб., 20с.

7. Теляков и практика извлечения благородных металлов при комплексной переработке руд с применением сегрегационного и сульфатизирующего обжигов. СПГГИ (ТУ). СПб., 20с.

8. Петров состояние и технологические перспективы производства платиновых металлов их хромитовых руд/ и др. СПб., 20с.

9. Петров платиновых металлов при переработке традиционного и нетрадиционного платинометального сырья. СПГГИ (ТУ). СПб., 20с.

10. Сизяков порошков алюминия, магния и титана с использованием методов нанометаллургии/ и др. СПГГИ (ТУ). СПб., 20с.

11. Меретуков , структуры и материалы наноразмера/ и др. М.: Руда и металлы, 20с.

12. Алымов металлургия нанокристаллических материалов. М.: Наука, 20с.

13. Казанцев лома и отходов цветных металлов в ионных расплавах/ и др. Екатеринбург: УрО РАН, 20с.

14. Захаров технологий получения и использования взрывчатых веществ на основе продуктов кислотной переработки нефелинсодержащего сырья/ и др. Апатиты: КНЦ РАН, 2008.

15. Набойченко гидрометаллургия цветных металлов/ и др. Екатеринбург: ГОУ УГТУ-УПИ, 20с.

16. Бричкин лёгких металлов. производство алюминия и магния: Лабораторный практикум. СПГГИ (ТУ). СПб., 20с.

17. Сизяков лёгких металлов. Производство глинозёма: Лабораторный практикум/ , . СПГГИ (ТУ). СПб., 2003. 91с.

18. Сизяков и методологические основы получения алюминия на мощных алюминиевых электролизёрах / , . Санкт-Петербургский государственный горный институт университет. СПб, 20с.

Дополнительная:

1. Казанцев лома и отходов цветных металлов в ионных расплавах. Екатеринбург: УрО РАН, 20с.

2. Александровский дисперсных порошков титана, циркония, скандия и синтез их тугоплавких наносоединений металлотермическим восстановлением хлоридов. Руда и металлы, 20с.

3. Наумчик новых огнеупорных материалов в алюминиевых электролизёрах. Л., изд. ЛГИ, 19с.

4. Бричкин лёгких металлов. Производство алюминия и магния: Лабораторный практикум. Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 20с.

5. Франценюк микроструктур чугуна, стали, цветных металлов и их сплавов / , . М.: Академкнига, 20с.

6. Орлов производства и обработки металлов / , . Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 20с.

  9.2. Средства обеспечения освоения дисциплины

Тематические плакаты, учебные пособия и методические указания для выполнения лабораторных работ и практических заданий, библиотека дипломных проектов, выпускных квалификационных работ, диссертаций и авторефератов, электронных презентаций.

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Занятия по дисциплине проводятся в специализированных лабораториях кафедры металлургии цветных металлов.

11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

В качестве средств текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации разработаны проверочные вопросы и задания.

Разработчики:

Кафедра металлургии профессор

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)

Эксперты:

Кафедра металлургии профессор

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)

Кафедра металлургии доцент

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)