МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Казахский национальный технический университет
имени
Институт Металлургии и полиграфии
Кафедра Металлургия цветных металлов
УТВЕРЖДАЮ
ГМИ
Б
“____”_________2014 г.
ПРОГРАММА КУРСА (SYLLABUS)
по дисциплине «Металлургия тяжелых цветных металлов»
для специальности 5В070900- «Металлургия»
Форма обучения - дневная
Всего: 3 кредита
Курс: 2
Семестр: 4
Лекций: 30 часов
Практические занятия: 15 часов
Рубежный контроль (количество): 2
СРС: 45 часов
СРСП: (офис.,ауд. часов) 45 часов
Всего аудиторных часов: 60 часов
Всего внеаудиторных часов: 75 часов
Трудоемкость: 135 часов
Экзамен
Алматы 2014
Программа курса составлена доктор технических наук С и доцент К кафедры «Металлургия цветных металлов» на основании Государственного общеобразовательного стандарта образования Республики Казахстан.
Рассмотрена на заседании кафедры «Металлургия цветных металлов»
____________2014 г Протокол № ___
Заведующий кафедрой д. т.н. С
Одобрена методическим Советом института
“__” ____________2014 г Протокол № __________
Председатель ______________
Сведения о преподавателях:
.,Общий стаж 20лет, доктор технических наук кафедры «Металлургия цветных металлов» Автор 150 научных трудов (включая изобретения и патенты) 2 учебных пособий и 7 УМК. Общий стаж работы – 20 лет, стаж педагогической работы в КазНТУ – 25 лет.
, общий стаж работы 7 лет, в КазНТУ После окончания металлургического факультета КазПТИ (ныне КазНТУ) в 1997 году работала стажером исследователем на кафедре МЦМ в КазНТУ. С 2001 окончила очную аспирантуру. В настоящее время работает старшим преподавателем кафедры МЦМ, занимается научно – исследовательской деятельностью в области металлургии тяжелых и цветных металлов. Автор 10 методической разработки на русском и казахском языках.
-
Офис: кафедра «Металлургия цветных металлов»
Адрес: Алматы, , каб 119 ГМК
1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1 Цель преподавания дисциплины
Цель дисциплины – формирование у студентов знаний основных технологических способов получения меди, никеля, свинца и цинка из их концентратов и промпродуктов, с освещением теоретических основ, практики ведения металлургических операций комплексного использования полиметаллического сырья на предприятиях свинцово-цинковой и медно-никелевой промышленности.
1.2 Задачи изучения дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
- вещественный состав руд и концентратов тяжелых цветных металлов;
- физико-химические свойства меди, никеля, свинца и цинка и их соединений;
- основные пиро - и гидрометаллургические методы получения тяжелых цветных металлов из полиметаллического сырья;
- теоретические основы процессов обжига, плавки, конвертирования, рафинирования и электролиза в производстве тяжелых цветных металлов;
- пути повышения комплексности использования минерального сырья и меры по защите окружающей среды;
В результате изучения курса студент должен приобрести навыки и умение:
- производить расчеты количественного состава химических соединений;
- производить технологические расчеты, тепловые и расчеты оборудования металлургического производства тяжелых цветных металлов;
- анализировать технологические процессы.
1.3 Пререквизиты дисциплины
Изложение материала опирается на дисциплины, предшествующие данному курсу: «Математика», «Химия», «Процессы и аппараты», «Металлы и их соединения».
1.4 Постреквизиты дисциплины
Учебный материал будет использоваться при изучении последующих данному курсу дисциплин: «Металлургия черных и цветных металлов», «Комплексное использование минерального сырья», «Автогенные процессы в металлургии».
2. СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ
Таблица 1
Распределение рейтинговых % по видам контроля
Вид итогового контроля | Виды контроля | % |
Экзамен | Итоговый контроль | 100 |
Рубежный контроль | 100 | |
Текущий контроль | 100 |
Срок сдачи результатов текущего и рубежного контроля по дисциплине определяется календарным графиком учебного процесса (Таблица 2).
Таблица 2
Календарный график сдачи всех видов контроля по дисциплине
«Производство тяжелых и благородных металлов»
Недели | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
Виды контроля | СР-1 | ПЗ-1 ЭО-1 | СР-2 | ПЗ-2 ЭО-2 | ПЗ-3 | СР-3 | ПЗ-4 | СР-4 РК-1 | Р | СР-5 ЭО-3 | Р | СР-6 ЭО4 | КР РК-2 | Р | ПЗ-5 |
Недельное кол-во контроля | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 |
Виды контроля: ЭО – экспресс-опрос; ПЗ – Практические занятия; СР – самостоятельная работа; Р – реферат; К – контрольная работа; РК – рубежный контроль.
Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (Таблица 3).
Таблица 3
Оценка знаний студентов
Оценка | Буквенный эквивалент | В процентах(%) | В баллах |
Отлично | А | 95-100 | 4 |
А- | 90-94 | 3,67 | |
Хорошо | В+ | 85-89 | 3,33 |
В | 80-84 | 3,0 | |
В- | 75-79 | 2,67 | |
Удовлетворительно | С+ | 70-74 | 2,33 |
С | 65-69 | 2,0 | |
С- | 60-64 | 1,67 | |
D+ | 55-59 | 1,33 | |
D+ | 50-54 | 1,0 | |
Неудовлетворительно | F | 0-49 | 0 |
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Таблица 4
3.1Распределение часов по видам занятия
№ п/п | Наименование темы | Количество академических часов | |||
Лекции | Практические занятия | СРСП | СРС | ||
1 | Общие сведения о производстве тяжёлых цветных металлов. Общие сведения о минерально-сырьевой базе руд тяжелых цветных металлов, физико-химические свойства меди, никеля свинца и цинка и их соединений, области применения. | 2 | 3 | 3 | |
2 | О Подготовка шихты к пирометаллургической переработке. Подготовка концентратов к обжигу. | 2 | 2 | 3 | 3 |
3 | Принципиальные технологические схемы получения тяжёлых цветных металлов. Производство тяжелых и благородных металлов. | 2 | 3 | 3 | 3 |
4 | Агломерационный обжиг свинцовых концентратов. Обжиг свинцовых концентратов. | 2 | 1 | 3 | 3 |
5 | Обжиг медных, никелевых, свинцовых и цинковых руд концентратов многоподовых печах, в печах кипящего слоя («КС») и на агломашинах.Физико - химические процессы протекающие при обжиге, конструкции печей и анализ полученных продуктов.. | 2 | 2 | 3 | 3 |
6 | Плавка медных и медно-никелевых руд и концентратов в шахтных и отражательных печах. | 2 | 1 | 3 | |
7 | Плавки медных концентратов в жидкой ванне (Плавка Ванюкова «ПВ») и в печах плавки во взвешенном состоянии Автогенная плавка сульфидных материалов процессом (ПЖВ) | 2 | 1 | 3 | 3 |
8 | Электроплавка медных концентратов в рудотермических печах. | 2 | 1 | 3 | 3 |
9 | Конвертирование медных и медно-никелевых штейнов. Переработка концентратов в горизонтальных конвертерах периодического действия. | 2 | 1 | 3 | 3 |
10 | Восстановитпельная плавка. Особенности свинцовой шахтной плавки. Поведение компонентов шихты при восстановительной шахтной плавке. | 2 | 2 | 3 | 3 |
11 | Основные физические и химические свойства. Общие сведения о минерально-сырьевой базе руд | 2 | 1 | 3 | 3 |
12 | Технология переработки золотосодержащих (рудоподготовка). Рудоподго товка | 2 | 3 | 3 | |
13 | Технология переработки золотосодержащих руд (гравитационные и флотационные процессы). | 2 | 3 | 3 | |
14 | Технология переработки золотосодержащих руд (гидрометаллургические процессы) Гидрометаллургическая переработка. | 2 | 3 | 3 | |
15 | Получение золота и серебра на заводах цветной металлургии. Аффинаж золотосеребряных сплавов. Извлечение благородных металлов из анодных шламов электролиза меди. | 2 | 3 | 3 | |
Всего часов | 30 | 15 | 45 | 45 |
Таблица 5
3.2Содержание лекционных занятий
№ п/п | Наименование темы и её содержание |
1 | Общие сведения о производстве тяжёлых цветных металлов. Общие сведения о минерально-сырьевой базе руд тяжелых цветных металлов, физико-химические свойства меди, никеля свинца и цинка и их соединений, области применения. |
2 | О Подготовка шихты к пирометаллургической переработке. Подготовка концентратов к обжигу. |
3 | Принципиальные технологические схемы получения тяжёлых цветных металлов. Производство тяжелых и благородных металлов. |
4 | Агломерационный обжиг свинцовых концентратов. Обжиг свинцовых концентратов. |
5 | Обжиг медных, никелевых, свинцовых и цинковых руд концентратов многоподовых печах, в печах кипящего слоя («КС») и на агломашинах.Физико - химические процессы протекающие при обжиге, конструкции печей и анализ полученных продуктов.. |
6 | Плавка медных и медно-никелевых руд и концентратов в шахтных и отражательных печах. |
7 | Плавки медных концентратов в жидкой ванне (Плавка Ванюкова «ПВ») и в печах плавки во взвешенном состоянии Автогенная плавка сульфидных материалов процессом (ПЖВ) |
8 | Электроплавка медных концентратов в рудотермических печах. |
9 | Конвертирование медных и медно-никелевых штейнов. Переработка концентратов в горизонтальных конвертерах периодического действия. |
10 | Восстановитпельная плавка. Особенности свинцовой шахтной плавки. Поведение компонентов шихты при восстановительной шахтной плавке. |
11 | Основные физические и химические свойства. Общие сведения о минерально-сырьевой базе руд |
12 | Технология переработки золотосодержащих (рудоподготовка). Рудоподготовка |
13 | Технология переработки золотосодержащих руд (гравитационные и флотационные процессы). |
14 | Технология переработки золотосодержащих руд (гидрометаллургические процессы) Гидрометаллургическая переработка. |
15 | Получение золота и серебра на заводах цветной металлургии. Аффинаж золотосеребряных сплавов. Извлечение благородных металлов из анодных шламов электролиза меди. |
Таблица 6
3.3 Темы практических работ
№ п/п | Наименование темы, содержание | Количество часов |
1 | Технологические схемы производства тяжелых цветных металлов1. Краткую характеристику предприятия, тип перерабатываемого сырья, технологическую схему извлечения основного металла. | 2 |
2 | Основы материального баланса в области производства чёрных металлов. | 2 |
3 | Основы материального баланса в области производства цветных металлов. | 2 |
4 | Расчёт коэффициента комплексного использования сырья. | 3 |
5 | Слайды по технологии металлургии тяжелых и благородных металлов. | 2 |
6 | Производство тяжелых и благородных металлов | 2 |
7. | Термодинамика в металлургии тяжелых цветных металлов | 2 |
Итого часов | 15 |
3.4 Содержание самостоятельных работ студентов под руководством преподавателя (СРСП)
1. Промышленная классификация полезных ископаемых, руд и металлов. Содержание ценных компонентов в руде, выход продукта, извлечение, степень обогащения.
2. Принципиальные технологические схемы получения тяжелых цветных металлов.
3. Окислительный обжиг сульфидных концентратов. Теоретические основы обжига сульфидных материалов.
4. Обжиг со спеканием на ленточных агломерационных машинах.
5. Окислительный обжиг сульфидных концентратов в печах кипящего слоя. Гидродинамика псевдоожиженных слоев.
6. Плавка сульфидных концентратов во взвешенном состоянии и её разновидности. Движение газопылевого потока и теплопередачи при плавке во взвешенном состоянии.
7. Кислородно-факельная плавка медного сырья.
8. Циклонная и КИВЦЭТ-ная технологии переработки сульфидных медных и свинцово-цинковых концентратов.
9. Плавка сульфидных концентратов в расплавах. Общие сведения и теоретические основы.
10. Автогенная плавка сульфидных материалов процессом (ПЖВ).
11. Плавка медных концентратов по способу УОРКРА, непрерывная по способу НОРАНДА и Мицубиси.
12. Автогенные процессы QS и QSL для плавки медного и свинцового сульфидного сырья.
13. Переработка сульфидных концентратов в конвертерах периодического и непрерывного действия, во вращающихся конвертерах.
14. Потери металла со шлаком. Процесс образования шлака при плавке.
15. Процессы восстановления металлов из окислов. Металлотермия. Восстановление окислов нелетучих металлов водородом, окисью углерода и углеродом.
3.5 Содержание разделов для самостоятельной работы студентов (СРС)
1. Состояние сырьевых ресурсов тяжелых цветных металлов и уровень их использования.
2. Области применения тяжелых цветных металлов и их соединений.
3. Химический и минералогический состав руд и концентратов тяжелых цветных металлов.
4. Подготовка шихты к металлургической переработке. Хранение сырья и транспортировка. Дробление и измельчение. Сушка. Окускование тонкодисперсных материалов. Усреднение материалов по составу.
5. Огнеупорные материалы, применяемые в обжиговых и плавильных печах в металлургии тяжелых цветных металлов.
6. Топливо, используемое в металлургии тяжелых цветных металлов.
7. Обжиг медных и медно-никелевых сульфидных концентратов в многоподовых печах и печах кипящего слоя. Конструкция многоподовой печи и печи «КС». Поведение основных компонентов при обжиге.
8. Плавка медных и медно-никелевых сульфидных концентратов в отражательных печах. Химические процессы, протекающие при обжиге. Конструкция отражательных печей.
9. Шахтная плавка медного сырья: Пиритная плавка. Конструкция шахтной печи для пиритной и полупиритной плавки. Технико-экономические показатели пиритной плавки. Полупиритная плавка. Медно-серная плавка. Сущность медно-серной плавки. Технико-экономические показатели.
10. Плавка медных концентратов и закиси никеля в электрических печах. Тепловая работа и процессы плавления в электрических печах. Химические процессы, протекающие в электрических печах. Конструкция электропечей.
11. Состав штейнов и шлаков отражательной, плавки (ПЖВ) и руднотермической плавки медного и медно-никелевого сырья.
12. Восстановительная плавка свинцового агломерата. Конструкция шахтной печи. Основные реакции, протекающие при шахтной восстановительной плавке.
13. Рафинирование чернового свинца. Последовательность проведения операций рафинирования. Реакции, протекающие при рафинировании – в каком виде удаляются примеси.
14. Выщелачивание цинкового огарка. Аппаратура процесса выщелачивания. Кинетика реакций выщелачивания. Кислое и нейтральное выщелачивание.
15. Очистка цинковых растворов. Гидролитическое. Цементационная.
Таблица 7
3.6 График проведения занятий
№ п/п | Дата | Время | Наименование тем |
Лекции | |||
1 | Руды, концентраты и минералы тяжелых цветных металлов | ||
2 | Обжиг медных и медно-никелевых концентратов в многоподовых печах | ||
3 | Обжиг окисленных никелевых руд на агломерационных машинах | ||
4 | Агломерационный обжиг свинцовых концентратов | ||
5 | Обжиг цинковых концентратов в многоподовых печах и печах «КС» | ||
6 | Плавка медных и медно-никелевых руд и концентратов в отражательных печах | ||
7 | Плавка медных концентратов в «ПВ» и во взвешенном состоянии | ||
8 | Электроплавка медных концентратов | ||
9 | Конвертирование медных и медно-никелевых штейнов | ||
10 | Восстановительная плавка свинцового агломерата | ||
11 | Дистилляция цинка | ||
12 | Огневое и электролитическое рафинирование меди и никеля | ||
13 | Рафинирование чернового свинца | ||
14 | Выщелачивание цинкового огарка. Очистка цинковых растворов | ||
15 | Электролитическое получение цинка | ||
Практические занятия | |||
1 | Технологические схемы производства тяжелых цветных металлов | ||
2 | Расчет материального баланса в области производства чёрных металлов1 | ||
3 | Расчет материального баланса в области производства цветных металлов. | ||
4 | Расчёт коэффициента комплексного использования сырья | ||
5 | Слайды по технологии металлургии тяжелых и благородных металлов | ||
6 | Производство тяжелых и благородных металлов | ||
7 | Термодинамика в металлургии тяжелых цветных металлов |
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
4.1 Основная литература
1. , Уткин переработка медного и никелевого сырья. – Челябинск: Металлургия, 1988. – 432с.
2., А и др. Металлургия меди, никеля, кобальта. Часть1, 2 – М.: Металлургия, 1964
3.Ванюков переработка медного и никелевого сырья. Часть 1- Алма-Ата: Наука, 1980.-272с.
4.Снурников использование сырья в цветной металлургии. – М.: Металлургия, 1977.-272с.
5., Шейн справочник по металлургии цветных металлов. – М.: Металлургия, 1975.-536с.
6.Лоскутов свинца. – М.: Металлургия, 1965.-528с.
7.Цейдлер меди и никеля. - М.: Металлургия, 1958.-391с.
8., Зайцев пирометаллургических процессов. - М.: Металлургия, 1973.-504с.
9., Пахомова цинка и кадмия. – М.: Металлургия, 1963.-485с.
10., Зырянов переработка свинцово-цинкового сырья. – М.: Издательство АНСССР, 1963.-71с.
11. А и др. Плавка сульфидных концентратов во взвешенном состоянии. – М.: Металлургия, 1979.-152с.
12.Баимбетов обжига и плавки в металлургии тяжелых цветных металлов.-Алматы: КазНТУ, с.
13., Цейдлер по металлургии тяжелых цветных металлов.
14.Соколовская процессы и производства. Методические указания к лабораторным занятиям. Алматы: КазНТУ, 2004. – 37 с.
15., Дроздова – М.: Металлургия, 1972.-304с.
16., Романтеев свинца и цинка и сопутствующих металлов. – Алматы, 2000.-441с.
17.Шиврин свинца и цинка.-М: Металлургия, 1982.
4.2 Дополнительная литература
18.Плахин металлургия. Часть 1. Методические указания к практическим занятиям. Алматы: КазНТУ, 2004. – 30 с.
19.Технологические расчеты в металлургии тяжелых цветных металлов/ Под. ред. и др. – М.: Металлургия, 197с.
20., Стрижко металлургического производства. – М.: Металлургия, 1986.
21.Владимиров расчеты равновесия металлургических реакций. – М.: Металлургия, 197с.
22.Васкевич процессы в пирометаллургии цветных металлов. – М.: ВИНИТИ, Итоги науки и техники, 1988, Т.18, с.- 3-62.
23., , Тонконогий плавка. – Алма-Ата: Наука, 1974.-388с.
24., Нежинская использование полиметаллического сырья. – М.: Металлургия, 1958.- 62с.
25., Маргулис свинца и цинка. – М.: Металлургия, 198с.
26.Смирнов свинца и переработка промпродуктов. – М.: Металлургия, 197с.
Содержание
1.1 Цель преподавания дисциплины -3
1.2 Задачи изучения дисциплины-----3
1.3 Пререквизиты дисциплины
1.4 Постреквизиты дисциплины ------3
2. Система оценки знаний студентов-3
3. Содержание лекционных занятий--5
4. Содержание самостоятельных работ студентов под руководством преподавателя (СРСП)
5. Содержание разделов для самостоятельной работы студентов (СРС)- 7
6. Учебно - методические материалы по дисциплине ---8
6.1 Основная литература------9
6.2 Дополнительная литература
