Металлургиялык процестер теориясы (стр. 1 )

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым Министрлігі Д. Серікбаев атындағы ШҚМТУ

Министерство образования и науки Республики Казахстан ВКГТУ им. Д. Серикбаева

УТВЕРЖДАЮ

Декан горно-металлур-

Гического факультета

_______ А. Адрышев

«___»_______2014г.

МЕТАЛЛУРГИЯЛЫК ПРОЦЕСТЕР ТЕОРИЯСЫ

Силлабус

теория металлургических процессов

Силлабус

Специальность: 5В070900 - Металлургия

Форма обучения: очная

Курс 3

Семестр 4

Всего кредитов 3

Лекции 30

Практические работы 15

СРОП 30

СРО 60

Курсовая работа

Өскемен

Усть-Каменогорск

2014

Силлабус (рабочая программа) разработан на кафедре химии, металлургии и обогащении на основании ГОСО РК от для студентов специальности 5В070900- Металлургия

Обсуждено на заседании кафедры

Зав. кафедрой

Протокол № ___ от «____»__________

Одобрено методическим советом горно-металлургического факультета

Председатель

Протокол № ___ от «____»__________

Разработали

Нормоконтролер

Силлабус по дисциплине «Теория металлургических процессов» для студентов специальности 5В 070900 - Металлургия

Учебная программа для студента по дисциплине «Теория металлургических процессов»

Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева

Кафедра «Химия, металлургия и обогащение»

Кандидат технических наук, доцент

Телефон рабочий 540-911

Контактные часы (ofise-hom): по расписанию консультаций СРСП на кафедре (ауд. IV-311).

Время: занятия проводятся согласно утвержденному расписанию.

Кредиты – 4 (лекционные занятия – 30; СРОП – 30; СРО – 60; практические работы – 15), семестр – четвертый, курсовая работа.

Пререквизиты дисциплины: Для изучения дисциплины «Теория металлургических процессов» необходимы знания, полученные по дисциплинам: «Физическая химия», «Высшая математика».

Постреквизиты курса: Приобретенные знания необходимы для изучения специальных дисциплин по металлургии и общеинженерных дисциплин «Организация эксперимента», «Технологические процессы и аппараты в металлургии»; для выполнения дипломного проекта (работы); для решения научно-практических задач в области металлургии.

Краткое описание курса: Дисциплина «Теория металлургических процессов» содержит теоретический материал по вопросам основных и научных и экспериментальных методов металлургии: термодинамика, кинетика, химическое и фазовое равновесие в приложении к вопросам вскрытия целевых компонентов рудного сырья; получения, разделения и рафинирования металлов.

При освоении теории металлургических процессов используются графо-аналитические методы оценки окислительно-восстановительных характеристик рабочей атмосферы обжиговых и плавильных металлургических аппаратов и выбор оптимальных параметров ведения процесса с программированными выходом продуктов и степенью чистоты.

Цель преподавания дисциплины: Приобретение студентами базовых теоретических знаний в области металлургии для решения инженерных и научных задач при исследовании, выборе и внедрении инновационных технологий в металлургической практике.

Задача преподавания дисциплины: Умение грамотно использовать приобретенные знания при выполнении теоретических и экспериментальных исследований в области металлургии.

Трудоемкость курса: 45 лекционных часов, 15 лабораторных занятий, 60 часов СРСП, 60 часов СРС, курсовая работа

1 содержание лекционных занятий

1.1 Металлургический процесс как сложный комплекс физико-химических превращений, протекающих в условиях высоких температур в твердых, жидких и газообразных фазах (пирометаллургия) и в условиях существования водных растворов (гидрометаллургии) - 3 часа

1.2 Термодинамический анализ металлургических процессов. Термодинамические характеристики, их физический смысл на примерах получения металлов - 3 часа

1.3 Термодинамические и химические потенциалы; парциальные мольные величины компонентов раствора (расплава) в термодинамическом анализе металлургической системы - 3 часа

1.4 Направленность металлургических реакций. Роль энтальпийного и энтропийного факторов при оценивании возможности и полноты протекания химических реакций - 3 часа

1.5 Термодинамические основы процессов окисления. Кислородный потенциал как критерий прочности оксидов, безокислительного нагрева, термодинамического разложения и окислительного рафинирования - 3 часа

1.6 Термодинамические основы процессов восстановления газообразными восстановителями и в присутствии твердого углерода. Реакция Будуара-Белла - 3 часа

1.7 Химическое равновесие в металлургических системах. Равновесия реакций процесса выщелачивания. Диаграммы «потенциал – рН» - 3 часа

1.8 Математические модели для расчета химических равновесий. Принцип Ле Шателье при корректировке состава равновесной системы - 3 часа

1.9 Автогенность металлургических процессов. Методы расчета на примерах металлотермии. Кинетика процессов окисления и восстановления – 3 часа

1.10 Фазовое равновесие в металлургических расплавах (металлургические, шлаковые, штейновые). Диаграммы состояния бинарных конденсированных систем с полной и ограниченной растворимостью в твердом и жидком состояниях; с точками экстремума на кривых ликвидуса; перитектические превращения в металлургических системах – 3 часа

1.11 Термический анализ при изучении фазовых равновесий. Правило фаз Гиббса и графо-аналитические расчеты (вариантности состава и масс равновесных фаз; выхода фаз и условия изменения вариантности системы) на примерах металлургических систем – 3 часа

1.12 Фазовые равновесия в тройных сплавах. Кристаллизация типовых сплавов в системе Pb-Sn-Cd с тройной эвтектикой. Графо-аналитические расчеты по тройной диаграмме плавкости. Ликвация как процесс разделения металлов – 3 часа

1.13 Теория процессов разделения и рафинирования металлов, основанных на явлениях испарения и конденсации. Дистилляция и ректификация при получении металлов и их соединений заданной степени чистоты – 3 часа

1.14 Экстракция в металлургии. Выщелачивание рудного сырья. Жидкостная экстракция. Электроэкстракция. Равновесие и кинетика ионного обмена – 3 часа

1.15 Кинетика и механизм процессов образования и диссоциации соединений. Реакционная кинетика; диффузионные и кристаллохимические процессы – 3 часа

2 Темы ПРАКТИЧЕСКИХ занятий и СРСП

Неделя	Содержание практических занятий	Содержание СРСП	Кол-во баллов
1 кредит
1	Базовые понятия теории металлургических процессов	Работа с МУ и основные требования к металлургическим расчетам	1
2		Примеры расчета термодинамических характеристик металлургических реакций	3
3	Исследование термодинамических характеристик процессов образования и диссоциации соединений в гетерогенных системах	Стехиометрические эквивалентные и электронные балансы металлургических реакций	3
4		Термодинамические свойства растворов (расплавов) металлургических систем	3
2 кредит
5	Исследование процесса разложения карбоната кальция (лаб. работа № 1)	Обработка результатов опытов с получением эмпирической зависимости	3
6		Расчет термодинамических свойств расплава Fe - Cu	3
7	Текущий контроль. Защита лабораторной работы № 1. Отчет в соответствии с требованиями международной системы (Si)	Работа с контрольными вопросами к лабораторной работе № 1	4
8		1 рубежный контроль: тестовый опрос	10
3 кредит
9	Изучение кинетических характеристик закономерностей диссоциации соединений при обжиге рудного сырья	Конспект основ теории кинетики процессов	1
10		Расчет равновесий на примерах металлургических реакций	3
11	Исследование кинетики диссоциации карбонатов (лаб. работа № 2)	Расчет автогенности металлургических процессов на примерах металлотермии	3
12		Фазовое равновесие в металлургических конденсированных системах	3
13	Термический анализ системы олово-свинец (лаб. работа № 3)	Графо-аналитические методы расчета по диаграмме Pb - Cd	3
14		Металлургические расчеты на примерах фазовых равновесий жидкость – пар. Дистилляционные методы разделения и рафинирования металлов	3
15	Защита лабораторной работы № 3	Графические методы расчета состава шлаков (штейнов) по тройным диаграммам состояния	4
	Рубежный контроль 2. Тестовый опрос		10

3 Курсовая работа по теме «Расчеты процессов извлечения, разделения и очистки металлов по гидро - и пирометаллургическим схемам»

Неделя	Содержание разделов	Кол-во баллов
1	Выщелачивание металлов с протеканием химической реакции	10
2	Термодинамика растворов	10
3	Равновесие в электрохимических системах с участием воды	5
4	Фазовые равновесия в водных растворах	10
5	Экстракция из водных растворов	5
6	Обжиг сульфидов и спекание	5
7	Термодинамические характеристики металлургических расплавов	10
8	Автогенность металлотермического восстановления	5
9	Влияние вакуума на рабочие параметры металлургического процесса	5
10	Кинетика металлургических процессов	5
11	Состав и свойства высокотемпературной газовой атмосферы	6
12	Фазовое равновесие в металлургических расплавах	6
13	Карботермическое восстановление	6
14	Фазовые равновесия жидкость – пар	6
15	Фазовые равновесия в конденсированных системах	6

4 Календарно-тематический план