1 Цели и задачи дисциплины
Целью преподавания дисциплины являются изучение студентами специальности 5В070900 - «Металлургия» теоретических и практических основ в области металлургии радиоактивных и сопутствующих металлов.
Основная задача изучения дисциплины – приобретение знаний по теоретическим основам и практике производства радиоактивных и сопутствующих металлов.
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
– физико-химические свойства урана, тория и их соединений;
– минералогию урана, тория и сопутствующих элементов;
– технологии вскрытия руд и концентратов тория и урана;
– получение химических соединений и обработку металлических урана и тория;
– основные принципы извлечения радиоактивных металлов из руд и получения их в чистом виде;
– особенности попутного получения сопутствующих металлов;
– перспективы развития отрасли атомной энергетики в мировой практике и в Казахстане.
В результате изучения курса студенты должны уметь:
– определять цели, выдвигать проблему, формировать гипотезы о возможных способах разрешения проблемы,
– выбирать методы сбора и обработки необходимых данных, собирать, обрабатывать и анализировать полученные результаты, проводить качественные и количественные исследования в области металлургии радиоактивных металлов;
– чётко и ясно выражать и высказывать имеющуюся по данной проблеме информацию и формулировать последовательность необходимых действий по её разрешению (т. е. студенты должны приобрести коммуникативные умения и навыки);
– пользоваться современными знаниями и научно-технической информацией для решения новых познавательных и практических задач (т. е. студенты должны приобрести навыки самостоятельного приобретения знаний);
– производить технологические и конструктивные расчеты;
– осуществлять компоновку основного и вспомогательного оборудования в цехах,
– выбирать рациональные технологические и проектные решения по организации производства радиоактивных и сопутствующих металлов.
1.1 Пререквизиты: теория металлургических процессов, основы комплексной переработки металлического сырья, технология металлургических процессов, общая металлургия.
1.2 Постреквизиты: процессы переработки техногенного и вторичного сырья, пылеулавливание и конденсация в металлургии, основы проектирования металлургических предприятий, моделирование металлургических процессов.
2 Система оценки знаний
Таблица 1
Распределение рейтинга в % по видам контроля
№ вариантов | Вид итогового контроля | Виды контроля | % |
2 | Экзамен | Итоговый контроль | 100 |
Рубежный контроль | 100 | ||
Текущий контроль | 100 |
Таблица 2
Календарный график сдачи всех видов контроля учебного процесса
по дисциплине «Металлургия радиоактивных и сопутствующих металлов»
Недели | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
Виды контроля | П1 | П1 | П2, СР 1 | П2 | П3 | П3, СР2 | П4 | П4, РК1 | П5 | П5 | П6, СР3 | П6 | Р, П7 | П7, СР4 | П8 РК2 |
Недельное количество контроля | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Виды контроля: П – Практические занятия; СР – самостоятельная работа; Р - реферат; РК - рубежный контроль. |
Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (таблица 3).
Таблица 3
Оценка знаний студентов
Оценка | Буквенный эквивалент | Рейтинговый балл 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
Таблица 4
Тематический план курса
Наименование темы | Количество академических часов | |||
Лекция | Практич. занятия | СРСП | СРС | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Модуль I. Металлургия урана | ||||
1. Введение. Роль радиоактивных металлов в современном научно-техническом процессе. Основные физико-химические свойства урана, минералы, руды | 1 | 1 | 3 | 3 |
2. Извлечение урана из руд и получение химических концентратов урана | 1 | 1 | 3 | 3 |
3. Переработка урановых руд способами подземного и кучного выщелачивания | 1 | 1 | 3 | 3 |
4. Химические методы извлечения урана из руд и концентратов | 1 | 1 | 3 | 3 |
5. Извлечение урана из кислых растворов методом ионного обмена | 1 | 1 | 3 | 3 |
6. Экстракция урана из кислых растворов | 1 | 1 | 3 | 3 |
7. Теория и практика карбонатной переработки урановых руд | 1 | 1 | 3 | 3 |
8. Производство химических соединений урана высокой чистоты | 1 | 1 | 3 | 3 |
9. Получение тетрафторида урана гидрометаллургическими способами | 1 | 1 | 3 | 3 |
10. Получение тетрафторида урана сухими методами | 1 | 1 | 3 | 3 |
11. Получение гексафторида урана и металлического урана | 1 | 1 | 3 | 3 |
Модуль 2. Металлургия тория | ||||
12. Основные физико-химические свойства тория. Области применения, сырьевые источники тория | 1 | 1 | 3 | 3 |
13. Переработка монацитовых концентратов | 1 | 1 | 3 | 3 |
14. Методы щелочного разложения монацита | 1 | 1 | 3 | 3 |
15. Получение чистых соединений тория и производство металлического тория | 1 | 1 | 3 | 3 |
Всего (часов) | 15 | 15 | 45 | 45 |
4 Наименование тем лекционных занятий и их содержание, объем в часах
Таблица 5
Наименование тем и содержание лекционных занятий
№ пп | Наименование темы | Краткое содержание лекционных занятий | Объем, часы |
1 | 2 | 3 | 4 |
1 | Введение. Роль радиоактивных металлов в современном научно-техническом прогрессе. Основные физико-химические свойства урана, минералы, руды | Общие сведения. Физико-химические свойства урана и его химических соединений. Минералы, руды, месторождения | 1 |
2 | Извлечение урана из руд и получение химических концентратов урана | Подготовка и обогащение урановых руд. Радиометрическое, гравитационное обогащение, флотация и сепарация руд | 1 |
3 | Переработка урановых руд способами подземного и кучного выщелачивания | Технология кучного выщелачивания урановых руд. Технология подземного выщелачивания урановых руд | 1 |
4 | Химические методы извлечения урана из руд и концентратов | Теория и практика кислотного выщелачивания урановых руд. Сгущение и фильтрация кислых пульп. Осаждение фосфата четырёхвалентного урана. | 1 |
5 | Извлечение урана из кислых растворов методом ионного обмена | Механизм и химизм процессов ионного обмена урана из кислых растворов. Схема цепи аппаратов ионообменного процесса | 1 |
6 | Экстракция урана из кислых растворов | Механизм и химизм процессов экстракции урана из кислых растворов | 1 |
7 | Теория и практика карбонатной переработки урановых руд | Обжиг карнотитовых руд. Практика карбонатного выщелачивания урановых руд. Выделение урана из карбонатных растворов | 1 |
8 | Производство химических соединений урана высокой чистоты | Краткая характеристика технологии производства фторидных соединений урана. Физико-химические свойства UF4 и UF6 | 1 |
9 | Получение тетрафторида урана гидрометаллургичес-кими способами | Поведение примесей при осаждении тетрафторида урана из растворов. Восстановление урана из шестивалентного до четырехвалентного состояния (U6+→ U4+ ). Осаждение UF4 из растворов. Получение чистых соединений урана | 1 |
10 | Получение тетрафторида урана сухими методами | Взаимодействие соединений урана с фторирующими агентами. Получение оксидов для производства UF4 | 1 |
11 | Получение гексафторида урана и металлического урана | Промышленные способы производства гесафторида урана – UF6. Методы получения металлического урана | 1 |
12 | Основные физико-химические свойства тория. Области применения, сырьевые источники тория | Общие сведения. Химические и физические свойства тория и его химических соединений. Области применения тория, минералы | 1 |
13 | Переработка монацитовых концентратов | Разложение кислотой. Методы выделения тория из растворов и осаждение ториевого концентрата | 1 |
14 | Методы щелочного разложения монацита | Способы, аппаратура, технологические параметры, методы щелочного разложения монацита | 1 |
15 | Получение чистых соединений тория и производство металлического тория | Методы избирательной экстракции, осаждения и растворения. Методы очистки тория от примесей. Способы производства металлического тория | 1 |
Всего (часов) | 15 |
5 Наименование тем практических занятий и их содержание, объем в часах
Таблица 6
Наименование тем и содержание практических занятий
№ пп | Наименование темы | Краткое содержание практических занятий | Объем, часы |
1 | Извлечение урана из руд и получение химических концентратов урана | Основные физико-химические свойства урана и его химических соединений. Способы подготовки и обогащения урановых руд. Способы выщелачивания урановых руд и концентратов | 2 |
2 | Извлечение урана из кислых растворов методом ионного обмена | Физико-химические основы извлечения урана из кислых растворов способом ионного обмена. Устройство и работа ионообменных аппаратов периодического и непрерывного действия | 2 |
3 | Экстракция урана из кислых растворов | Физико-химические основы экстракции урана из кислых растворов. Механизм и химизм процессов экстракции и реэкстракции. Применяемая аппаратура. | 2 |
4 | Теория и практика карбонатной переработки урановых руд | Выщелачивание урановых руд растворами соды. Обжиг карнотитовых руд с различными реагентами. Осаждение диураната натрия и уранилванадата натрия (искусственный карнотит) | 2 |
5 | Производство химических соединений урана высокой чистоты | Технология производства фторидных соединений урана UF4 гидрометаллургическими и сухими методами | 2 |
6 | Получение гексафторида урана и металлического урана | Изучение промышленных способов производства гексафторида урана и методы восстановления соединений урана до металлического урана | 2 |
7 | Переработка монацитовых концентратов | Изучение сернокислотного разложения и разложение растворами NaOH монацитовых концентратов. Теория и практика разложения монацита | 2 |
8 | Получение чистых соединений тория и производство металлического тория | Изучение методов избирательного осаждения и растворения соединений тория и методы очистки тория от примесей. Способы получения металлического тория | 1 |
Всего (часов) | 15 |
6 Содержание СРСП
Задания:
1 | Введение. Роль радиоактивных металлов в современном научно-техническом прогрессе |
2 | Извлечение урана из руд и получение химических концентратов урана |
3 | Переработка урановых руд способами подземного и кучного выщелачивания |
4 | Химические методы извлечения урана из руд и концентратов |
5 | Извлечение урана из кислых растворов методом ионного обмена |
6 | Экстракция урана из кислых растворов |
7 | Теория и практика карбонатной переработки урановых руд |
8 | Производство химических соединений урана высокой чистоты |
9 | Получение тетрафторида урана гидрометаллургическими способами |
10 | Получение тетрафторида урана сухими методами |
11 | Получение гексафторида урана и металлического урана |
12 | Основные физико-химические свойства тория. Области применения, сырьевые источники тория |
13 | Переработка монацитовых концентратов |
14 | Методы щелочного разложения монацита |
15 | Получение чистых соединений тория и производство металлического тория |
7 Содержание СРС
Задания:
1 Место тория в периодической системе элементов. Историография тория, области применения, рудное сырье |
2 Химические и физические свойства урана и его соединений. Сырьевые источники получения урана |
3 Технология и аппаратура способа кучного выщелачивания урановых руд |
4 Сгущение и фильтрация кислых пульп, методы выделения урана из растворов |
5 Непрерывные ионообменные процессы и аппараты |
6 Технологические схемы экстракции урана в процессах получения химического концентрата и чистого химического соединения урана |
7 Обжиг карнотитовых руд с сульфатом кальция, химические основы и практика карбонатного выщелачивания |
8 Способы переработки химических концентратов с получением продуктов высокой чистоты |
9 Осаждение тетрафторида урана из растворов. Сушка и прокалка кристаллогидратов UF4 |
10 Получение UF4 взаимодействием диоксида урана с газообразным фтористым водородом |
11 Промышленные способы получения UF6 |
12 Рудное сырье тория. Минералы, монацитовые и бастнезитовые концентраты |
13 Способы извлечения тория из сернокислых растворов |
14 Переработка титано-тантало-ниобиевых концентратов |
15 Производство металлического тория |
Таблица 7
График проведения занятий
№ | Дата | Время | Наименование тем |
1 | 2 | 3 | 4 |
ЛЕКЦИИ | |||
1 | Введение. Роль радиоактивных металлов в современном научно-техническом прогрессе. Основные физико-химические свойства урана, минералы, руды | ||
2 | Извлечение урана из руд и получение химических концентратов урана | ||
3 | Переработка урановых руд способами подземного и кучного выщелачивания | ||
4 | Химические методы извлечения урана из руд и концентратов | ||
5 | Извлечение урана из кислых растворов методом ионного обмена | ||
6 | Экстракция урана из кислых растворов | ||
7 | Теория и практика карбонатной переработки урановых руд | ||
8 | Производство химических соединений урана высокой чистоты | ||
9 | Получение тетрафторида урана гидрометаллургическими способами | ||
10 | Получение тетрафторида урана сухими методами | ||
11 | Получение гексафторида урана и металлического урана | ||
12 | Основные физико-химические свойства тория. Области применения, сырьевые источники тория | ||
13 | Переработка монацитовых концентратов | ||
14 | Методы щелочного разложения монацита | ||
15 | Получение чистых соединений тория и производство металлического тория | ||
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ | |||
1 | Извлечение урана из руд и получение химических концентратов урана | ||
2 | Извлечение урана из кислых растворов методом ионного обмена | ||
3 | Экстракция урана из кислых растворов | ||
4 | Теория и практика карбонатной переработки урановых руд | ||
5 | Производство химических соединений урана высокой чистоты | ||
6 | Получение гексафторида урана и металлического урана | ||
7 | Переработка монацитовых концентратов | ||
8 | Получение чистых соединений тория и производство металлического тория |
8 Учебно-методические материалы по дисциплине
Основная литература
1. Зеликман редкоземельных металлов, тория и урана. – М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по чёрной и цветной металлургии, 1960. – 380 с.
2. , , Иванов переработка уранорудного сырья. – М: Атомиздат, 1979. – 380 с.
3. , , Чирков и его сырьевые ресурсы, химия и технология. – М: Издательство гос. ком. Совета Министров СССР по использованию атомной энергии, 1960. – 223 с.
Дополнительная литература
4. Химия урана // Под ред. – М.: Наука, 1981. – 504 с.
5. , Соболев обогащения руд цветных и редких металлов. Т.4. – М.: Государственное научно техническое издательство по горному делу, 1963.– 705 с.
6. Основы металлургии – М.: Металлургия, 1968. – Т.5. – 620 с.
7. , , Аубакиров месторождения Казахстана. –Алматы: Гылым, 1995. – 264 с.
8. и др. Химия и технология фтористых соединений урана. – М.: Росатомиздат, 1961. – 348 с.
9. Кучное и подземное выщелачивание металлов // Под ред. к. т.н. . – М.: Недра, 1982. – 111 с.
СОДЕРЖАНИЕ
1 | Цели и задачи дисциплины | 3 |
2 | Система оценки знаний студентов | 4 |
3 | Содержание дисциплины | 4 |
4 | Наименование тем лекционных занятий и их содержание, объем в часах | 6 |
5 | Наименование тем практических занятий и их содержание, объем в часах | 7 |
6 | Содержание СРСП | 8 |
7 | Содержание СРС | 8 |
8 | Учебно-методические материалы | 9 |
