Металлургиялык процестер теориясы (стр. 4 )

Тема	Цель	Упражнения	Литература
1 Работа с основной и дополнительной литературой по теме «Термодинамический анализ металлургических систем»	Закрепление основных методов анализа и расчета термодинамических характеристик в системах по гидро - и пирометаллургическим схемам	Выполнить задания 12.1.1 и 12.1.6 (см. УПМ ) и подготовить вопросы для преподавателя по трудно-вопринимаемому материалу лекций изучаемой темы)	См. стр. 24 п.3
2 Составление отчетов по лабораторным работам 1, 2, 3	Подготовить к защите теоретический и экспериментальный материал с обработкой результатов опытов по требованиям Si (международной системы измерений)	Оформить отчеты в соответствии с требованиями методических указаний к лаб. работам; ответы на контрольные вопросы представить в письменном варианте. Защита лаб. работ выполняется с оценкой индивидуальной работы студента в баллах	См. стр. 25 п.4
3 Составление стехиометрических, электронных и эквивалентных балансов реакций гидро - и пирометаллургических схем	Уметь выполнять расчеты по уравнениям металлургических реакций при определении характеристик реакционной системы	Оформить резульаты расчетов заданий 12.1.7-12.1.8 (на СРСП) и аргументировать полученные значения исконных величин	См. стр. 24 п.2
4 Расчет состава высокотемпературной газовой фазы	Закрепление лекционного материала по оцениванию химических равновесий, определяющих предел протекания реакций в металлургической системе	Подготовить к защите результаты построения номограммы p0 = f (T; ; ; ) и охарактеризовать равновесие в системе Me – S - MemSn	См. стр. 26 п.5
5 Графо-аналитические расчеты по диаграммам фазового равновесия металлургических систем	Умение интерпретировать любую фигуративную точку диаграмм плавкости и диаграмм жидкость-пар с оцениваем возможности разделения и рафинирования компонентов системы	Оценивать количественно для заданной фигуративной точки следующие характеристики: - число равновесных фаз; - состав фаз; - массы фаз; - агрегатное состояние фаз; - вариантность системы (физический смысл вариантности)	См. стр. 26 п.7
6 Расчеты к заданиям курсовой работы	Закрепление основ теории металлургических процессов на примерах решения задач, лежащих в основе практических инженерных проблем металлургии	Представить в срок (см. УПМ) по кредитам выполение заданий курсовой работы с оценкой индивидуальной работы по баллам на 8-ой и 15-ой неделях 1 и 2 рубежного контроля освоения учебного материала	См. стр. 26 п.5 МУ к курсовой работе -46с.

12  чебно-практический материал для

самостоятельной работы

Учебно-практических материал кредита № 1 (термодинамический анализ металлургических процессов)

12.1.1 «Термодинамические потенциалы химических реакций» с приложением к любой реакции из практики металлургии.

12.1.2 Методы расчета характеристик – Гиббса-Гельмгольца; Темкина-Шварцмана; энропийный метод; метод алгебраического сложения = f (T) для реакций из металлургической практики (индивидуальные задания преподавателя).

12.1.3 Сформулировать принципиальное отличие термодинамических характеристик растворов (расплавов): парциальные мольные величины компонентов и химические потенциалы этих компонентов в растворах.

12.1.4 Укажите термодинамические критерии направленности процессов в металлургических системах общего типа.

12.1.5 Аргументируйте утверждение: уменьшение стандартной энергии Гиббса (< 0) не является показателем термодинамической возможности процесса при рабочей температуре Т.

12.1.5 Аргументируйте ошибочность утверждения (софизм): при равенстве нулю стандартной энергии Гиббса (= 0) реакционная система

aA +bB Û rR + dD +

находится в химическом равновесии

12.1.6 Оцените: какая из двух приведенных реакций характеризуется большей термодинамической возможностью при условии, что взяты одинаковые количества исходных веществ: n (S2) = n (S) = n (CO) = 8 моль/дм3 при прочих равных условиях.

СS2 + S + 6CO = 3SO2 + 7C + (1)

2CS2 + 3S + 14CO = 7 SO2 + 16C + (2)

где (1) = -141,1 кДж, (2) = -308,2 кДж

12.1.7 На примерах выщелачивания металлов с протеканием химической реакции (по заданию преподавателя) указать условия протекания реакции, используя термодинамические характеристики компонентов системы.

12.1.8 Сформулируйте физический смысл числа (z) и фактора эквивалентности (f) реакции (см. 12.1.7) и укажите количественную связь z и f с термодинамическими характеристиками этой реакции (; и ).

12.1.9 Представить к проверке 1, 2, 3, 4 задания к курсовой работе.

Учебно-практический материал кредита № 2

(теория процессов металлургии оксидов и сульфидов)

12.2.1Сформулируйте физический смысл кислородного потенциала (p0) и оцените связь (качественную и количественную) p0 со стандартной энергией Гиббса () в системе Me – О - MemОn с конденсированными фазами Ме и MemОn.

12.2.2 Построить номограмму p0 = f (T; ; ; ) для системы Me – О - MemОn (индивидуальное задание преподавателя для двух металлов Me1 и Me2).

По номограмме оценить:

- прочность оксидов Me1 и Me2;

- условия термического разложения MemОn;

- возможность металлотермического восстановления;

- упругость диссоциации MemОn при заданной температуре;

- условия раскисления в системе MemОn.

12.2.3 Охарактеризовать равновесие в системе Me – S - MemSn как с конденсированными фазами Me и MemSn, так и при наличии растворов. Значение констант равновесия в общем виде.

12.2.4 Представить к проверке 5, 6, 7, 8 задания к курсовой работе и к защите лабораторной работы № 1 – отчет в соответствии с метрологическими требованиями.

12.2.5 Работа со словарем спецтерминов.

Учебно-практический материал кредита № 3

(фазовое равновесие в гетерогенных системах)

  Физический смысл уравнения Аррениуса и уравнения молекулярной диффузии в теории кинетики гетерогенных процессов. Выполнение заданий по теме.

  Отличие визуально-термического от дифференциально-термического анализа при построении диаграмм плавкости металлургических систем.

Указать число критических точек при снятии кривых охлаждения для сплавов Me1 - Me2 (индивидуальное задание преподавателя).

12.3.3 Расчет состава и масс равновесных фаз; степени разделения металлов ликвацией в системах Pb-Zn; Pb-Cn; Fe-Sn (индивидуальное задание).

12.3.4 Графо-аналитические расчеты состава металлической штейновой и шлаковой фаз в тройных металлургических системах: Pb – Fe - S; Cu – Fe - S; Al2O3 – SiO2 – CaO.

12.3.5 Представить к проверке 10, 11, 12 задания курсовой работы.

12.3.6 Работа со словарем спецтерминов

Учебно-практический материал кредита № 4

(перегонка и экстракция как методы разделения и

рафинирования металлов)

12.4.1 Рассчитать выход и состав равновесных фаз в системе цинк – кадмий. Температура перегонки и состав перегоняемого расплава задаются индивидуально преподавателем.

12.4.2 Выполнить графо-аналитический расчет по диаграмме Zn – Cd состав перегоняемого расплава, обеспечивающего при заданном давлении заданный выход паровой (жидкой) фазы. Задания индивидуальные.

12.4.3 Подготовить к защите лабораторную работу № 3. В письменном варианте сформулировать ответы к контрольным вопросам работы.

12.4.4 Представить к проверке задания 13, 14, 15 курсовой работы.

12.4.5 Работа с толковым словарем – дефениция спецтерминов из глоссария (предлагается студентам преподавателем).

13 Список используемой литературы

Основная

11  , Зайцев пирометаллургических процессов. - М.: Металлургия, 1991, 350с.

12  , , и др. Теория металлургических процессов. - М.: Металлургия, 1989, 391с.

13  , Сергиевская металлургических процессов. - М.: Металлургия, 1978, 384с.

14  Погорелый металлургических процессов. - М.: Металлургия, 1971, 503с.

15  Казачков по теории металлургических процессов. - Л.: Химия, 1983, 220с.

16  , , Сладкова примеров и задач по теории процессов цветной металлургии. - М.: Металлургия, 1973, 174 с.