«Аппаратурное оснащение гидрометаллургических процессов»

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Казахский национальный технический университет имени

Горно-металлургический институт им.

Кафедра «Металлургические процессы, теплотехника и технология специальных материалов»

		«Утверждаю»
		Директор ГМИ _____________ «_______»___________2015 г.

программа курса (syllabus)

по дисциплине

«Аппаратурное оснащение гидрометаллургических процессов»

Специальность – «05070900 - Металлургия»

Форма обучения – дневная

Всего 4 кредита

Курс 4

Семестр 7

Лекции – 30 часов

Практические занятия – 30 часов

Рубежный контроль (количество) – 2

СРС – 60 часов

СРСП – 60 часов

Трудоемкость 180 часов

Экзамен в 7 семестре

Алматы 2015

Программа курса составлена: , доцентом, канд. техн. наук на основании рабочего учебного плана специальности «5В070900 - Металлургия»

Программа рассмотрена на заседании кафедры «Металлургические процессы, теплотехника и техно­ло­гия специальных материалов»

«28»мая 2015 г. Протокол № 15

Зав. кафедрой __________________

Программа рекомендована учебно-методическим Советом ГМИ

«15» июня 2015 г. Протокол № 6

Председатель ___________________

Сведения о преподавателях:

Гусейнова Гюльнара Джалаловна, базовое образование: специальность «Автоматизация металлургических процессов» КазПТИ им. , доцент кафедры «Металлургические про­цес­сы и технология специальных материалов», канд. техн. наук, доцент, общий стаж работы по специальности – 36 лет, стаж работы в КазНТУ – 23 года, НПС – 21 год.

Офис: кафедра «Металлургические процессы, теплотехника и технология специальных ма­те­риалов» Института металлургии и полиграфии Казахского нацио­наль­ного технического университета имени

Адрес: 050013, 2, каб. 305 ГМК

Тел.: [phone], добавочный 43-76

Факс: нет

Е-mail: *****@***ru

1.  Цели и задачи дисциплины

Целями преподавания дисциплины является обучение и подготовка специалистов для производственной деятельности в области аппаратов гидрометаллургических процессов и получения практических навыков конструирования типовых гидрометаллургических агрегатов, что соответствует квалификационной харак­теристике специальности «5В070900 - Металлургия».

Основные задачи дисциплины – это получение

1)  знаний:

- о теоретических закономерностях и практике основных гидрометаллургических процессов;

- о принципах аппаратурно-технологического оформления ос­нов­ных и вспомогательных гидрометаллургических процессов и операций;

2) умений:

- выбрать и обосновать гидрометаллургическую схему переработки конкретного металлургического сырья;

- конструирования типовых и специфических элементов и узлов гидрометаллургических агрегатов;

- применять на практике современные приемы и методы расчета гидрометаллургических аппаратов.

Пререквизиты дисциплины: «Физика», «Химия», «Теория металлургических процессов».

Постреквизиты дисциплины: дипломное проектирование.

2. Система оценки знаний студентов

Рас­пре­деление рейтинговых процентов дисцип­лины по видам конт­ро­ля приведены в таблице 1.

Таблица 1

Распределение рейтинговых процентов по видам контроля

Вид итогового контроля	Виды контроля	%
Экзамен	Итоговый контроль (экзамен)	100
Рубежный контроль	100
Текущий контроль	100

Сроки сдачи результатов текущего контроля определяются кален­дарным графиком учебного процесса по дисциплине (Таблица 2).

Таблица 2

Календарный график сдачи всех видов контроля

по дисциплине «Аппаратурное оснащение гидрометаллургических процессов»

Недели	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Кол-во контролей	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Виды кон-троля	П1	П2	П3	П4	П5	П6	К1 СР1	РК1	П7	П8	П9	П10	П11	К2 СР2	РК2
Виды контроля: П – практические занятия, К – контрольная, РК – рубежный конт­роль, СР – самостоятельная работа.

Итоговая оценка по дисциплине опре­де­ляется по шкале, приведенной в таблице 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

Основное содержание дисциплины, в которое входят содержание и объем лекционных и лабораторных занятий, краткая характеристика самостоятельной работы студента и его работы с преподавателем, отражено в таблицах 4–10.

Таблица 4

Распределение часов по видам занятий

Наименование темы	Количество академических часов
Лекции	Практ. занятия	СРСП	СРС
1. Введение.	2	-	4	4
2. Выщелачивание.	2	2	4	4
3. Способы выщелачивания. Место реализации и типы аппаратурного оформления.	2	2	4	4
4. Обработка пульп и осадков.	2	2	4	4
5. Сорбционные процессы.	2	2	4	4
6. Экстракция.	2	4	4	4
7. Выделение металлов из раствора.	2		4	4
8. Перемещение жидкостей, пульп и газов.	2	2	4	4
9. Разделение неоднородных систем. Отстаивание. Фильтрование и центри-фугирование.	2	4	4	4
10. Абсорбция.	2	2	4	4
11. Простая перегонка (дистилляция).	2	-	4	4

Продолжение таблицы 4

Наименование темы	Количество академических часов
Лекции	Практ. занятия	СРСП	СРС
12. Ректификация.	2	4	4	4
13. Адсорбция.	2	-	4	4
14. Сушка.	2	4	4	4
15. Кристаллизация.	2	2	4	4
Всего (часов)	30	30	60	60

Таблица 5

Наименование тем лекционных занятий, их содержание, объем в часах

Наименование темы лекции	Содержание лекции	Объем, час.
1.Введение.	Перечислите преимущества гидрометаллургических процессов. Классификация гидрометаллургических процессов. Основные стадии гидрометаллургической технологии. Перспективы развития гидрометаллургии.	2
2. Выщелачивание.	Критерии эффективности выщелачивания. Характеристики растворителей при выщелачивании. Поведение металлов и их соединений при выщелачивании. Способы и схемы выщелачивания. Окислительно-восстановительное выщелачивание.	2
3. Способы выщелачи-вания. Место реализа-ции и типы аппара-турного оформления.	Кучное выщелачивание. Подземное выщелачивание. Перколяционное выщелачивание. Агитационное выщелачивание. Автоклавное выщелачивание. Автоклавы с механическим перемешиванием. Вращающиеся и трубчатые автоклавы. Приемы физико-химической подготовки сырья к выщелачиванию.	2
4. Обработка пульп и осадков.	Сгуститель с центральным приводом, многоярусный сгуститель. Гидроциклон, обеспечивающий постоянную дозировку пульпы. Принцип работы барабанного вакуум-фильтра. Схема верти­кальной фильтрующей и горизон-тальной осадительной цент­рифуг. Декантация, схема промывки пульпы способом непрерывной противоточной декантации в сгустителях.	2
5. Сорбционные процессы.	Сорбция, классификация сорбентов. Схема сорбци-онной колонны с неподвижным слоем ионита. Схема сорбционной колонны-пачука. Колонны непрерывной сорбции (десорбции) с пневмогидравлической разгрузкой (КНСПР). Схема пульсационной сорбционной колонны. Схема цепи аппаратов сорбционной установки. Схема аппарата для электродиализа.	2

Продолжение таблицы 5

Наименование темы лекции	Содержание лекции	Объем, час.
6. Экстракция.	Понятие «экстракции», требования, предъявляемые к экстрагентам, коэффициенты разделения и распределения. Классификация аппаратов для экстракции. Схемы роторно-кольцевой, роторно-дисковой, тарельчатой, пульсационной экстракционных колонн. Экстрактор типа «смеситель-отстойник», схема движения потока фаз в экстракторах «смеситель-отстойник». Схема потоков водной, органической фаз и их смеси по камерам экстрактора. Принципиальная схема цикла «экстракция-реэкстракция». Принципиальная схема непрерывной экстракции в системе "жидкость-жидкость".	2
7. Выделение металлов из раствора.	Принципиальная схема переработки растворов. Осаждение металлов в форме труднорастворимых соединений. Выделение металлов в форме солей. Осаждение металлов в элементной форме.	2
8. Перемещение жидкостей, пульп и газов.	Оборудование для перемещения жидкостей. Виды насосов для перемещения жидкостей. Основные характеристики насосов. Компрессорные машины, их классификация. Степень сжатия. Области применения компрессорных машин. Основные характеристики компрессорных машин.	2
9. Разделение неоднород-ных систем. Отстаивание. Фильтрование и центри-фугирование.	Методы разделения неоднородных систем. Разделение неоднородных систем методом отстаивания. Работа отстойника. Фильтрование и классификация фильтров. Работа аппаратов для центрифугирования. Классификация центрифуг. Примеры использования фильтрования, отстаивания и центрифугирования.	2
10. Абсорбция.	Определение абсорбции, разница между физической абсорбцией и хемосорбцией. Классификация абсорберов. Характеристика основных типов абсорберов.	2
11. Простая перегонка (дистилляция).	Виды перегонки жидкостей. Определение дистилляции и парциальной конденсации. Схема простой постепенной дистил­ляции. Схема простой однократной непрерывной дистилляции.	2
12. Ректификация.	Принцип действия ректификационной установки. Задачи ректификации. Устройство ректификационных аппаратов (насадочные, барботажные колонны). Схема роторно-пленочной ректификационной колонны. Схема непрерывно действующей ректификационной установки.	2
13. Адсорбция.	Адсорбция и адсорбент. Характеристика адсорбционных процессов. Классификация аппаратов для адсорбции. Десорбция.	2

Продолжение таблицы 5

Наименование темы лекции	Содержание лекции	Объем, час.
14. Сушка.	Виды сушки. Типы сушильных агрегатов. Принципиальные схемы сушки. Ленточные сушилки. Сушилки с псевдоожиженным слоем. Аэрофонтанные сушилки. Пневмотранспортная и распылительная сушилка.	2
15. Кристаллизация.	Характеристика процесса кристаллизации. Классификация кристаллизаторов в зависимости от принципа действия. Основные методы получения пересыщенных растворов.	2
ВСЕГО: 30

Таблица 6

Наименование тем практических занятий, их содержание и объем в часах

Шифр лабор. занятия	Наименование практического занятия	Объем, час.
П1	Расчет механического агитатора с пропеллерной мешалкой.	2
П2	Расчет механического агитатора с рамной мешалкой.	2
П3	Расчет пачука.	2
П4	Расчет теплового баланса автоклава.	2
П5	Расчет мощности центробежного насоса.	2
П6	Расчет каскада сгустителей-отстойников при противоточной декантации.	4
П7	Расчет барабанного вакуум-фильтра.	2
П8	Расчет каскада экстракторов при полном противотоке.	4
П9	Расчет каскада ионообменных колонных аппаратов.	4
П10	Расчет трехкорпусной выпарной установки.	4
П11	Расчет шнекового кристаллизатора	2
ВСЕГО: 30

Таблица 7

Самостоятельная работа студента (СРС)

Номер недели	Вид и содержание СРС	Объем, час
1	Выполнение индивидуального задания на тему «Основные типы оборудования, используемого в практике выщелачивания на месте залегания руды и в заводских условиях»	4
2	Выполнение индивидуального задания на тему «Особенности выщелачивания и осаждения металлов в металлургии меди»	4
3	Выполнение индивидуального задания на тему «Особенности выщелачивания и осаждения металлов в металлургии цинка»	4
4	Выполнение индивидуального задания на тему «Особенности выщелачивания и осаждения металлов в металлургии никеля»	4
5	Выполнение индивидуального задания на тему «Аппаратура основных методов осаждения металлов из водных растворов (цементация)»	4

Продолжение таблицы 7

Номер недели	Вид и содержание СРС	Объем, час
6	Подготовка к СР1: Преимущества и недостатки различных методов выщелачивания.	4
7	Подготовка к К1	4
8	Подготовка к рубежному контролю РК1.	4
9	Выполнение индивидуального задания на тему «Аппаратура основных методов осаждения металлов из водных растворов (кристаллизация)»	4
10	Выполнение индивидуального задания на тему «Аппаратура основных методов осаждения металлов из водных растворов (электролиз)»	4
11	Выполнение индивидуального задания на тему «Использование ионообменных и экстракционных процессов в гидрометаллургической практике»	4
12	Подготовка к СР2: Основные количественные характеристики ионообменных и экстракционных процессов и их расчет	4
13	Подготовка к К2	4
14	Подготовка к рубежному контролю РК2.	4
15	Подготовка к экзамену	4
ИТОГО:	60

Таблица 8

Самостоятельная работа студента под руководством преподавателя (СРСП)

Номер недели	Вид и содержание СРСП	Объем, час
1	Решение типовых задач раздел «Перемещение жидкостей и газов»	4
2	Решение типовых задач раздел «Отстаивание»	4
3	Решение типовых задач раздел «Фильтрование»	4
4	Решение типовых задач раздел «Высушивание и выпаривание»	4
5	Решение типовых задач раздел «Ректификация»	4
6	Решение типовых задач раздел «Адсорбция»	4
7	Решение типовых задач раздел «Ионный обмен»	4
8	Решение типовых задач раздел «Экстракция»	4
9	Решение типовых задач раздел «Кристаллизация»	4
10	Решение типовых задач раздел «Абсорбция»	4
11	Решение типовых задач раздел «Дистилляция»	4
12	Решение типовых задач раздел «Центрифугирование»	4
13	Расчет и конструирование ректификационной установки периодического действия.	4
14	Расчет и конструирование тарельчатого абсорбера.	4
15	Расчет и конструирование ионообменной установки.	4
ИТОГО:	60

Таблица 9

График проведения занятий

№	Дата	Время	Наименование тем
Лекции
1.			Введение.
2.
3.			Выщелачивание.
4.
5.			Способы выщелачивания. Место реализации и типы аппаратурного оформления.
6.
7.			Обработка пульп и осадков.
8.
9.			Сорбционные процессы.
10.
11.			Экстракция.
12.
13.			Выделение металлов из раствора.
14.
15.			Перемещение жидкостей, пульп и газов.
16.
17.			Разделение неоднородных систем. Отстаивание. Фильтрование и центрифугирование.
18.
19.			Абсорбция.
20.
21.			Простая перегонка (дистилляция).
22.
23.			Ректификация.
24.
25.			Адсорбция.
26.
27.			Сушка.
28.
29.			Кристаллизация.
30.
Практические занятия
1.			Расчет механического агитатора с пропеллерной мешалкой.
2.
3.			Расчет механического агитатора с рамной мешалкой.
4.
5.			Расчет пачука.
6.
7.			Расчет теплового баланса автоклава.
8.
9.			Расчет мощности центробежного насоса.
10.
11.			Расчет каскада сгустителей-отстойников при противоточной декантации.
12.
13.
14.

Продолжение таблицы 9

№	Дата	Время	Наименование тем
15.			Расчет барабанного вакуум-фильтра.
16.
17.			Расчет каскада экстракторов при полном противотоке.
18.
19.
20.
21.			Расчет каскада ионообменных колонных аппаратов.
22.
23.
24.
25.			Расчет трехкорпусной выпарной установки.
26.
27.
28.
29.			Расчет шнекового кристаллизатора
30.

4. Учебно-методические материалы по дисциплине

4.1. Материал для обязательного изучения

1. П. р. Набойченко и аппараты цветной металлургии. Екатеринбург, 2005.

2.  , Юань гидрометаллургических процессов. М.: “МНСНС”, 1995 – 428 с.

3. и др. Оборудование гидрометаллургических процессов. Расчет аппаратов гидрометаллургических процессов. Учебное пособие. - М., МИСиС, 2006.

4. и др. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. Учебник в 2 кн. М.: Университетская книга; Логос; Физматкнига, 2006.

5. , , Носков и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - Ленинград: Химия, 1981. 560 с.

4.2. Материал для дополнительного ознакомления

1.  , Стрижко металлургического производства цветных металлов. – М. : Металлургия, 1986, 368 с.

2.  Тарасов цветных металлов и сплавов. Справочник т. 2 Производство тяжелых цветных металлов. – М.: Металлургия, 2001 – 408 с.

3.  и др. Комплексы подземного выщелачивания. М., Недра, 1992.

Содержание

1.	Цели и задачи дисциплины…………………………………………..	3
2.	Система оценки знаний ………………………………..………………	3
3.	Содержание дисциплины…………………………………………….	4
4.	Учебно-методические материалы по дисциплине……………………	10