Қазақстан Республикасының Министерство
Білім және ғылым образования и науки
министрлігі Республики Казахстан
Д. Серікбаев атындағы ВКГТУ
ШҚМТУ им. Д. Серикбаева
УТВЕРЖДАЮ
декан горно-металлур-гического факультета
_________А. Адрышев
«___»_________2014г.
МЕТАЛЛУРГИЯ НЕГІЗДЕРІ
Жұмыс оқу бағдарламасы
ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИИ
Рабочая учебная программа
Специальность: 5В073700 «Обогащение полезных ископаемых»
Форма обучения: дневная
Өскемен
Усть-Каменогорск
2014
Рабочая программа разработана на кафедре «Химия, металлургия и обогащение» на основании Государственного общеобязательного стандарта образования для студентов специальности ГОСО РК 3.08.335.2006 «Обогащение полезных ископаемых» и ГОСО РК 3.04.019.2011 Высшее образование. Бакалавриат. Основные положения для студентов специальности 5В073700 «Обогащение полезных ископаемых»
Обсуждено на заседании кафедры «Химия, металлургия и обогащение»
Зав. кафедрой
Протокол №____ от ______________2014г.
Одобрено учебно-методическим советом горно-металлургического факультета
Председатель
Протокол №____ от_______________2014г.
Разработал
Ст. преподаватель, к. т.н.
Нормоконтролер
1 ТРУДОЕМКОСТЬ ДИСЦИПЛИНЫ
Семестр | Количество кредитов | Вид занятий | Количество часов СРО | Общее количество часов | Форма контроля | ||||
Количество контактных часов | |||||||||
лекции | семинар.(практ.) занятия | лаборат. занятия | СРОП | Всего часов | |||||
Дневная форма обучения | |||||||||
5 | 2 | 15 | - | 15 | 30 | 60 | 30 | 90 | Экзамен |
Заочная сокращенная форма обучения на базе ВО | |||||||||
1 | 2 | 5 | 5 | - | 10 | 20 | 70 | 90 | Экзамен |
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
2.1 Описание изучаемой дисциплины
Металлургия – одна из важнейших отраслей народного хозяйства. Металлургия вообще, а цветная в особенности, отличается большим разнообразием сырьевых источников, способов их переработки, используемых реагентов и аппаратуры. Очень большое внимание уделяется способам извлечения металлов из растворов и разделению близких по свойствам. В последнее время в переработку вовлекается техногенное сырье, т. е. всевозможные полупродукты и отходы производства, которые, как правило, отличаются сложностью состава.
Будущие бакалавры-металлурги должны конкретно представить специфику получения цветных металлов, их значение в народном хозяйстве, проблемы комплексного использования минерального сырья, технико-экономические показатели процессов, с тем, чтобы в дальнейшем уметь обосновать выбор технологической схемы и выполнить необходимые технологические расчеты.
2.2 Цели изучения дисциплины
Ознакомить студентов с дисциплиной путем изучения в основных чертах 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. Промышленные способы извлечения металлов из руд базируются, главным образом, на физико-химических свойствах минералов, металлов, их соединений и сплавов.
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.
2.3 Задачи изучения дисциплины
При изучении дисциплины студенты получат знания, которые будут способствовать более качественному усвоению знаний в дальнейшем при детальном изучении процессов получения цветных металлов.
2.4 Пререквизиты
Для изучения курса «Основы металлургии цветных металлов» студентам необходимы знания следующих дисциплин: «Математика», «Физика», «Химия», «Кристаллография и минералогия», «Основы обогащения полезных ископаемых.
2.5 Постреквизиты
Знания по данной дисциплине необходимы студентам для освоения основных специальных дисциплин по технологии производства цветных металлов.
3 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1 Тематический план
Наименование темы | Трудоемкость, ч | |
Формы обучения | ||
Дневная | Заоч. сокр. ВО | |
1 | 2 | 3 |
Лекционные занятия | 15 | 5 |
Тема 1. Предмет «Основы металлургии». Историческая справка. Классификация, свойства и области применения цветных металлов. 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. | 1 | 1 |
Тема 2. Металлургия магния. Свойства и применение магния. Руды. Получение безводного хлорида магния. Электролитическое получение магния. Термические способы получения магния. Рафинирование магния. Получение магния в Казахстане. | 1 | 1 |
Тема 3. 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. | 1 | |
1 | 2 | 3 |
Тема 4. 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 | 2 | 1 |
Тема 5. 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 | 2 | |
Тема 6. 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 | 2 | 1 |
Тема 7. 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 | 2 | |
Тема 8. Металлургия золота. Свойства и применение золота. Исходное сырье. Гравитационное обогащение золотосодержащих руд. Цианирование золотосодержащих руд. Осаждение золота из цианистых растворов. Аффинаж золота | 1 | |
Тема 9. Металлургия бериллия. Свойства и применение бериллия. Роль бериллия в атомной технике. Минералы бериллия. Гидрометаллургия бериллия. Пирометаллургия бериллия. | 2 | 1 |
Тема 10. 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 | 1 | |
Лабораторные занятия | 15 | - |
Тема 1. Теллур и его соединения | 3 | - |
Тема 2. Индий и его соединения | 3 | - |
Тема 3. Качественный анализ редких металлов | 5 | - |
Тема 4. Весовые методы определения влажности различных продуктов | 4 | - |
1 | 2 | 3 |
Практические занятия | - | 5 |
Тема 1. Расчет процесса и экстрактора для извлечения молибдена из раствора | - | 2 |
Тема 2. Расчет процесса и ионообменной колонны для извлечения молибдена из раствора | - | 3 |
Самостоятельная работа обучающегося под руководством преподавателя | 30 | 10 |
Тема 1. Предмет «Основы металлургии». Историческая справка. Классификация, свойства и области применения цветных металлов. 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. | 3 | 1 |
Тема 2. Металлургия магния. Свойства и применение магния. Руды. Получение безводного хлорида магния. Электролитическое получение магния. Термические способы получения магния. Рафинирование магния. Получение магния в Казахстане. | 3 | 1 |
Тема 3. 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. | 3 | 1 |
Тема 4. 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 | 3 | 1 |
Тема 5. 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 | 3 | 1 |
Тема 6. 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 | 3 | 1 |
1 | 2 | 3 |
Тема 7. 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 | 3 | 1 |
Тема 8. Металлургия золота. Свойства и применение золота. Исходное сырье. Гравитационное обогащение золотосодержащих руд. Цианирование золотосодержащих руд. Осаждение золота из цианистых растворов. Аффинаж золота | 3 | 1 |
Тема 9. Металлургия бериллия. Свойства и применение бериллия. Роль бериллия в атомной технике. Минералы бериллия. Гидрометаллургия бериллия. Пирометаллургия бериллия. | 3 | 1 |
Тема 10. 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 | 3 | 1 |
Самостоятельная работа обучающегося | 30 | 70 |
Тема 1. Классификация руд цветных металлов, химические формулы основных сульфидных и окисленных минералов цветных металлов. Охарактеризовать физико-химическую сущность пиро- и гидрометаллургических способов получения цветных металлов из руд и концентратов. Основные термины | 2 | 3 |
Тема 2. 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 | 3 | 7 |
Тема 3. 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 | 3 | 7 |
Тема 4. 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 | 3 | 7 |
1 | 2 | 3 |
Тема 5. Металлургия рения. Важнейшие соединения рения. Поведение рения при переработке молибденитовых концентратов. Поведение рения в производстве меди. Технология извлечения рения из растворов. Восстановление перрената аммония. Получение компактного рения. Применение металлического рения | 3 | 7 |
Тема 6. Металлургия селена. Источники получения селена. Методы получения селена. Испарение и дистилляция. Химические методы. Методы присоединения. Получение чистого селена | 3 | 7 |
Тема 7. Металлургия теллура. Сырьевые источники теллура. Методы получения теллура. Методы получения технического теллура. Получение чистого теллура. Фракционированное восстановление теллура из кислого раствора. Переосаждение двуокиси теллура из кислого или щелочного раствора. Перекристаллизация соединений теллура. Дистилляция соединений теллура. Зонная плавка теллура | 3 | 7 |
Тема 8. 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 | 3 | 7 |
Тема 9. Металлургия бериллия. Свойства и применение бериллия. Роль бериллия в атомной технике. Минералы бериллия. Гидрометаллургия бериллия. Пирометаллургия бериллия | 3 | 7 |
Тема 10. 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 | 2 | 4 |
Тема 11. Металлургия золота. Свойства и применение золота. Исходное сырье. Гравитационное обогащение золотосодержащих руд. Цианирование золотосодержащих руд. Осаждение золота из цианистых растворов. Аффинаж золота | 2 | 7 |
4 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
4.1 Основная литература
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 Шаймуханов и развитие черной металлургии в Казахстане. – Алма-Ата: Наука, 1981
5 , , Якушев металлургия: Учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1985
6 , Уткин металлургия: Учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1997
7 Уткин цветных металлов. - М.: Интерметинжиниринг, 2004. - 442 с.
8 Основы металлургии. Тяжелые металлы. /Под ред. , , и др. – М.: Металлургия, 1962. - Т.2. - 792с.
9 , Пахомова цинка и кадмия. – М.: Металлургиздат, 1969. - 488с.
10 , Маргулис свинца и цинка. – М.: Металлургия, 1985. - 263с.
11 Романтеев цинка. – Алматы: КазНТУ, 1999. - 130с.
4.2 Дополнительная литература
12 Бекмуханов металлургия и горное дело дореволюционного Казахстана. – Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1964
13 Соловьев металлургия Казахстана. Исторический очерк. – Алма-Ата: Казахстан, 1974
14 и Берк Дж. Бериллий. – М: Из-во «Иностранной литературы», 1960. - 616с.
15 Дарвин Дж. и Баддери Дж. Бериллий. – М.: Из-во «Иностранной литературы», 1962. - 319с.
16 еталлургия редких металлов. – М.: Металлургия, 1986. - 346с.
17 , Карлинская прогресс в цветной металлургии Казахской ССР. – Алма-Ата: Знание, 1975
18 имия бериллия. – М.: Химия, 1968. - 321с.
19 , , Бочкарев бериллия. – Алма-Ата: Наука, 1980. –211с.
20 Ягодин жидкостной экстракции. – М.: Химия, 1981, -399с.
21 Лоув Дж. Бериллий, наука и технология. – М.: Металлургия, 1984, - 623с.
