Основы металлургии

Министерство образования и науки Республики Казахстан

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д. СЕРИКБАЕВА

ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИИ

Методические указания по выполнению и оформлению контрольных работ для студентов заочного обучения специальности

5В073700 «Обогащение полезных ископаемых»

Усть-Каменогорск

2012

УДК 621.762

. Методические указания по выполнению и оформлению контрольных работ для студентов заочного обучения специальности 5В073700 «Обогащение полезных ископаемых» по дисциплине «Основы металлургии» / ВКГТУ. – Усть-Каменогорск, 2012. − 14с.

Методические указания содержат варианты заданий, направляя студентов на систематизацию самостоятельной работы, которая будет способствовать глубокому усвоению теоретического курса дисциплины и формированию навыков выполнения расчетов.

Одобрено методическим советом горно-металлургического факультета

Протокол № ___ от «____»__________2012 г.

ã Восточно-Казахстанский государственный

технический университет им. Д. Серикбаева, 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

4

1 Цель и содержание методических указаний

5

2 Общие методические указания

6

3 Содержание программы дисциплины

7

4 Тематика лекционных аудиторных занятий

9

5 Тематика лабораторных аудиторных занятий

10

6 Задание для контрольной работы

11

8 Рекомендуемый список литературы

13

 

ВВЕДЕНИЕ

Основной задачей курса «Основы металлургии» является ознакомление студентов с теорией и практикой современных способов переработки руд и концентратов с получением чистых металлов – меди, алюминия, титана, магния, свинца, цинка, золота, серебра и их спутников. Студенты знакомятся с последними достижениями и важнейшими направлениями технического прогресса в развитии технологии производства тяжелых, легких, благородных металлов из различных видов минерального сырья. Значительное внимание уделяется гидрометаллургической технологии, интенсификации существующих процессов, комплексного использования составляющих минерального сырья, предотвращения загрязнения водного и воздушного бассейнов, организации безотвального производства с замкнутыми технологическими схемами.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Промышленные способы извлечения металлов из руд базируются, главным образом, на физико-химических свойствах минералов, металлов, их соединений и сплавов. Поэтому изучению этого курса должно предшествовать изучение студентами общей химии, теории металлургических процессов, обогащения руд цветных металлов и других специальных дисциплин.

Учебный процесс по курсу «Основы металлургии» для студентов-заочников слагается из самостоятельной работы над литературой и выполнения контрольных заданий. Как правило, по наиболее сложным темам читаются лекции в период зачетной сессии. По неясным вопросам курса и контрольным заданиям студент может обратиться к преподавателю за консультацией.

При проработке теории студент конспектирует материал, выписывает основные формулы, составляет схемы, эскизы.

Контрольные задания должны выполняться правильно и полно. Если в ходе проверки задания обнаруживаются ошибки, то задание возвращается студенту с соответствующими замечаниями.

1 ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ

Цель методических указаний – помочь студентам в их самостоятельной работе над учебной литературой по курсу «Основы металлургии».

Методические указания содержат:

- Тематику аудиторных занятий, которые проводятся во время сессии;

- Методические указания по выполнению контрольной работы;

Теоретические вопросы охватывают содержание всех основных разделов курса «Основы металлургии». Они служат для проверки знаний и должны способствовать более полному освоению материалов курса.

Методические указания по выполнению контрольных работ включают перечень заданий, а также краткую инструкцию по их выполнению.

2 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Каждый студент выполняет один из десяти вариантов контрольной работы, состоящий из четырех заданий. Если преподаватель не даёт каких – либо указаний студенту по выполнению того или иного варианта контрольной работы, то студент выполняет задание того варианта, номер которого совпадает с последним номером его зачётной книжки. Например, номер зачётной книжки студента 25183. Тогда он выполняет расчёты по варианту 3. Если номер зачётной книжки студента оканчивается на 0, то он выполняет расчёты по варианту 10. Контрольная работа, выполненная не по своему варианту, не принимается и подлежит возврату студенту.

Контрольная работа должна быть напечатана на листах бумаги формата А4 с полями 30 мм с левой стороны, 15 мм с правой стороны и 2 мм сверху и снизу. В работе следует привести расчетные формулы (с их выводом), таблицы и схемы, ссылки на них и используемую литературу, список которой в соответствии с ГОСТ 7.80-2 000 необходимо поместить в конце работы.

При оформлении контрольной работы необходимо строго придерживаться общих требований к содержанию и оформлению учебно – методической литературы и других текстовых документов.

Разделы контрольной работы должны иметь порядковые номера в пределах всей работы, и обозначены арабскими цифрами без точки. Заголовки разделов располагаются в середине строки, печатаются заглавными буквами.

Контрольная работа включает следующие разделы пояснительной записки:

- титульный лист;

- содержание;

- введение;

- контрольная работа;

- список использованной литературы.

При самостоятельном выполнении контрольной работы студенту следует ознакомиться с содержанием темы, чтобы уяснить последовательность освещаемых вопросов; с материалом темы по учебникам. Важно уяснить основные выводы по теме и понять сущность излагаемых вопросов, знать принципы, положенные в основу извлечения цветных металлов из руд и концентратов. Для этого необходимо твердо знать физико-химические свойства основных соединений цветных металлов, поведение этих соединений при пиро - и гидрометаллургических процессах, свойства шлаковых, штейновых систем и характер их взаимодействия.

Студент должен понять цель, сущность и химизм отдельных металлургических процессов, знать основные параметры металлургического оборудования, технико-экономические показатели процессов.

Металлургическое производство постоянно развивается и совершенствуется, необходимо, поэтому, представлять основные тенденции развития металлургических процессов.

3 СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ

Тема 1. Введение. Основные понятия металлургии

Предмет «Металлургия цветных металлов». Историческая справка. Классификация, свойства и области применения цветных металлов.

Тема 2. Металлургия алюминия

Металлургия алюминия. Свойства и применение алюминия. Сырье для получения глинозема. Получение глинозема. Производство фтористых солей и угольных изделий. Электролиз. Электролитическое рафинирование алюминия. Получение глинозема в Казахстане.

Тема 3. Металлургия магния

Металлургия магния. Свойства и применение магния. Руды. Получение безводного хлорида магния. Электролитическое получение магния. Термические способы получения магния. Рафинирование магния. Получение магния в Казахстане.

Тема 4. Металлургия титана

Металлургия титана. Свойства и применение титана. Титановые руды, минералы и их переработка. Производство тетрахлорида титана. Магнийтермическое и натрийтермическое восстановление тетрахлорида титана. Восстановление диоксида титана. Рафинирование титана. Получение титана в Казахстане.

Тема 5. Металлургия свинца

Металлургия свинца. Свойства и применение свинца. Свинцовые руды и минералы. Извлечение свинца: обогащение полиметаллических руд, агломерирующий обжиг концентратов, шахтная восстановительная плавка свинцового агломерата, рафинирование чернового свинца. Шлаковозгонка. Современные способы свинцовой плавки. КИВЦЭТ – процесс. Переработка труднообогатимых окисленных свинцовых руд. Производство свинца в Казахстане.

Тема 6. Металлургия цинка

Металлургия цинка. Свойства и применение цинка. Цинковые руды и минералы. Пирометаллургия цинка: обжиг цинковых концентратов, Империал Смелтинг процесс (ИСП). Гидрометаллургия цинка: обжиг цинковых концентратов; растворение огарков в серной кислоте; очистка растворов от кадмия, меди, кобальта, железа, мышьяка, сурьмы и германия; электролиз растворов сульфата цинка. Переработка труднообогатимых окисленных цинковых руд. Производство цинка в Казахстане.

Тема 7. Металлургия меди

Свойства и применение меди. Медные руды и минералы. Извлечение меди из сульфидных руд: обогащение, обжиг концентратов, плавка. Конвертирование, рафинирование (огневое рафинирование, электролитическое рафинирование). Новые процессы плавки медных концентратов взвешенная плавка, плавка в жидкой ванне. Получение меди в Казахстане.

Тема 8. Металлургия никеля

Металлургия никеля. Свойства и применение никеля. Никелевые руды и минералы. Получение огневого никеля из окисленных руд. Получение никеля из сульфидных медно - никелевых руд. Электролитическое рафинирование никеля. Гидрометаллургия никеля.

Тема 9. Металлургия золота

Металлургия золота. Свойства и применение золота. Исходное сырье. Гравитационное обогащение золотосодержащих руд. Цианирование золотосодержащих руд. Осаждение золота из цианистых растворов. Аффинаж золота.

Тема 10. Металлургия вторичных цветных металлов

Металлургия вторичных цветных металлов. Вторичное сырье цветной металлургии и его использование. Заготовка и первичная подготовка вторичного сырья цветных металлов. Переработка свинцового, алюминиевого, медного и никелевого лома и отходов.

4 ТЕМАТИКА ЛЕКЦИОННЫХ АУДИТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

№

п/п

Содержание лекций

Кол. час.

1

Введение. Основные понятия металлургии. Металлургия алюминия

1

2

Металлургия магния. Металлургия титана

1

3

Металлургия свинца. Металлургия цинка. Металлургия меди

1

4

Металлургия никеля. Металлургия золота

1

5

Металлургия вторичных цветных металлов

1

5  ТЕМАТИКА ПРАКТИЧЕСКИХ АУДИТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

№

п/п

Наименование тем лабораторных занятий

Кол.

час.

1

Расчет рационального состава концентратов

1

2

Расчет материального баланса процесса обжига

2

3

Расчет теплового баланса процесса обжига

2

6 ЗАДАНИЕ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Вариант № 1

Свойства и применение алюминия. Сырье для получения глинозема. Получение глинозема. Производство фтористых солей и угольных изделий. Электролиз. Электролитическое рафинирование алюминия. Получение глинозема в Казахстане.

Вариант № 2

Свойства и применение магния. Руды. Получение безводного хлорида магния. Электролитическое получение магния. Термические способы получения магния. Рафинирование магния. Получение магния в Казахстане.

Вариант № 3

Свойства и применение титана. Титановые руды, минералы и их переработка. Производство тетрахлорида титана. Магнийтермическое и натрийтермическое восстановление тетрахлорида титана. Восстановление диоксида титана. Рафинирование титана. Получение титана в Казахстане.

Вариант № 4

Свойства и применение свинца. Свинцовые руды и минералы. Извлечение свинца: обогащение полиметаллических руд, агломерирующий обжиг концентратов, шахтная восстановительная плавка свинцового агломерата, рафинирование чернового свинца. Шлаковозгонка. Современные способы свинцовой плавки. КИВЦЭТ – процесс. Переработка труднообогатимых окисленных свинцовых руд. Производство свинца в Казахстане.

Вариант № 5

Свойства и применение цинка. Цинковые руды и минералы. Пирометаллургия цинка: обжиг цинковых концентратов, Империал Смелтинг процесс (ИСП). Гидрометаллургия цинка: обжиг цинковых концентратов; растворение огарков в серной кислоте; очистка растворов от кадмия, меди, кобальта, железа, мышьяка, сурьмы и германия; электролиз растворов сульфата цинка. Переработка труднообогатимых окисленных цинковых руд. Производство цинка в Казахстане.

Вариант № 6

Медные руды и минералы. Извлечение меди из сульфидных руд: обогащение, обжиг концентратов, плавка. Конвертирование, рафинирование (огневое рафинирование, электролитическое рафинирование). Новые процессы плавки медных концентратов взвешенная плавка, плавка в жидкой ванне. Получение меди в Казахстане.

Вариант № 7

Свойства и применение никеля. Никелевые руды и минералы. Получение огневого никеля из окисленных руд. Получение никеля из сульфидных медно - никелевых руд. Электролитическое рафинирование никеля. Гидрометаллургия никеля.

Вариант № 8

Свойства и применение золота. Исходное сырье. Гравитационное обогащение золотосодержащих руд. Цианирование золотосодержащих руд. Осаждение золота из цианистых растворов. Аффинаж золота.

Вариант № 9

Металлургия радиоактивных металлов: уран, торий.

Вариант № 10

Металлургия тугоплавких металлов: вольфрама, молибдена.

Вариант № 9

Металлургия вторичных цветных металлов. Вторичное сырье цветной металлургии и его использование. Заготовка и первичная подготовка вторичного сырья цветных металлов. Переработка свинцового, алюминиевого, медного и никелевого лома и отходов.

7 РЕКОМЕНДУЕМЫЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 , , Челищев металлургия. – М.: Металлургия, 1976.

2 Основы металлургии, т.1, ч. 1 и 2, (под редакцией , , ). – М.: Металлургия, 1961.

3 , Шейн справочник по металлургии цветных металлов. – М.: Металлургия, 1975.

4 Бекмуханов металлургия и горное дело дореволюционного Казахстана. – Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1964.

5 Соловьев металлургия Казахстана. Исторический очерк. – Алма-Ата: Казахстан, 1974.

6 Шаймуханов и развитие черной металлургии в Казахстане. – Алма-Ата: Наука, 1981.

7 , Карлинская прогресс в цветной металлургии Казахской ССР. – Алма-Ата: Знание, 1975.

8 , , Якушев металлургия: Учебник для вузов. – М.:Металлургия, 1985.

9 , Уткин металлургия: Учебник для вузов. – М.:Металлургия, 1997.

10  Гудима расчеты в цветной металлургии. – М.: Металлургия, 1975.

11  , Цейдлер по металлургии тяжелых цветных металлов. – М.: Металлургия, 1963.

12  Шиврин свинца и цинка. – М.: Металлургия, 1982.

13  Снурников цинка. М.: Металлургия, 1981.

14  , Чугаев благородных металлов. – – М.: Металлургия, 1972.

15  Плаксин благородных металлов. – М.: Металлургия, 1958.

16  , Румянцев . – М.: Металлургия, 1979. , Ульянова благородных металлов и сплавов. – М.: Металлургия, 1964.

17  , Адамов руд цветных металлов. – М.: Недра, 1983. – 400 с.

18  , , Панин бактериального выщелачивания цветных и редких металлов. – М.: Недра, 1982.

19  , Стрижко металлургического производства (для цветных металлов). – М.: Металлургия. 1986.

20  Худайбергенов легких металлов. – Алматы. 2001.

21  ,. Романтеев свинца, цинка и сопутствующих металлов. - Алматы, КазНТУ, 2000.

22  Беляев лёгких металлов. – М.: Металлургия, 1975.

23  Коленкова и др. Металлургия рассеянных и лёгких металлов. – М.: Металлургия, 1977.