Программа учебной дисциплины «расчеты и методы исследования гидрометаллургических процессов»



Скачать 127.74 Kb.
Дата23.10.2014
Размер127.74 Kb.
ТипПрограмма
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Утверждаю

_____________________

Руководитель ООП

по направлению 150400

зав.кафедрой металлургии

проф. В.М. Сизяков

ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«РАСЧЕТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ»


Направление: 150400 «Металлургия»

Профиль: «Металлургия цветных металлов»
Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная

Составитель: доц. А.Я. Бодуэн
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

  1. Цели и задачи дисциплины:

Цель дисциплины – изучение методов исследования гидрометаллургических процессов и обработки результатов экспериментов; выполнение расчетов термодинамики и кинетики процессов, протекающих в гидротермальных средах с участием цветных тяжелых, редких и благородных металлов, а также изучение методов расчетов, необходимых при составлении технологических регламентов для технико-экономических расчетов и проектирования.

Задача дисциплины – подготовить будущего магистра к самостоятельной научной работе.

.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина «Расчеты и методы исследования гидрометаллургических процессов» относится к дисциплинам по выбору общенаучного цикла профиля «Металлургия цветных металлов».

Для освоения учебного материала данной дисциплины необходимы знания по физике; общей, неорганической ифизической химии; основам кристаллографии и минералогии; уметь пользоваться компьютером, работать с информацией из различных источников; уметь пользоваться оборудованием химической лаборатории, владеть основными методиками проведения химических анализов; иметь знания по технике безопасности при работе в химической лаборатории.


3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Изучение дисциплины «Расчеты и методы исследования гидрометаллургических процессов» направлено на формирование у студентов следующих компетенций: ОК-1-8, 10-11, ПК-1-29.

В результате изучения дисциплины магистрант должен:

Знать:методы исследования и обработки результатов экспериментов гидротермальных процессов;методы расчетов термодинамики и кинетики гидрометаллургических реакций;

Уметь: проводить научные исследования в области гидрометаллургии тяжелых цветных, редких и благородных металлов;анализировать результаты экспериментов и выбирать оптимальные решения;анализировать термодинамику и кинетику гидротермальных реакций;

Владеть:навыками выполнения технологических расчетов материальных и энергетических балансов гидрометаллургических процессов; использовать ПК для выполнения расчетов термодинамики и кинетики процессов и результатов исследований.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5,0 зачетных единиц.



Вид учебной работы

Всего часов

Семестр

2

Аудиторные занятия (всего)

144

144

В том числе:

-

-

Лекции

18

18

Практические занятия (ПЗ)

36

36

Семинары (С)







Лабораторные работы (ЛР)







Самостоятельная работа (всего)

90

90

В том числе:

-

-

Курсовой проект (работа)




да

Расчетно-графические работы







Реферат







Другие виды самостоятельной работы
















Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)




Экзамен

Общая трудоемкость час

зач. ед.


144

144

5,0





5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1.

Введение.

Цель и задачи курса. Роль химического и фазового состава перерабатываемых руд, концентратов и полупродуктов в выборе методов его переработки. Современные методы определения химического и фазового состава. Химические свойства элементных, оксидных и сульфидных форм основных цветных металлов.

2.

Основы химической термодинамики для процессов, реализуемых в гидротермальных средах.


Методы вычисления свободных энергий и констант равновесия реакций.

Закономерности термодинамики процессов физического растворения.

Термодинамика химических реакций растворения металлов, оксидов и сульфидов.

Термодинамика процессов выделения ценных компонентов из растворов цементацией и осаждением малорастворимых соединений.




3.

Методы исследования и расчета свойств растворов.


Расчетные и экспериментальные методы определения активностей ионов в растворах. Методы определения констант устойчивости комплексных соединений. Потенциометрические методы. Спектрофотометрия. Распределение между двумя фазами. Постановка эксперимента и обработка результатов. Определение состава комплексных соединений методом изомолярных серий. Расчет ступенчатых констант устойчивости методом Бьеррума. Расчет ионного состава системы при ступенчатомкомплекообразовании по величинам констант устойчивости.

Методы расчета растворимости солей в водных растворах сложного состава по справочным данным. Методы экспериментального изучения растворимости в многокомпонентных системах. Определение состава донной фазы. Графическое изображение двойных, тройных, четверных систем вода - соли. Аналитический метод отображения растворимости в многокомпонентных системах.

Методы экспериментального определения физических свойств растворов. Определение плотности, вязкости, поверхностного натяжения. Использование этой информации при расчете оборудования.


4.

Изучение и расчет процессов выщелачивания


Химизм процессов выщелачивания. Выбор реагентов. Расчет необходимого расхода реагента при необратимости и обратимости процесса выщелачивания. Прогноз вероятного поведения примесей. Выбор методов регулирования поведения примесей в процессе выщелачивания: введение реагентов, образующих с элементами примесями малорастворимые соединения, теоретический прогноз и экспериментальное определение возможных влияний на кинетику выщелачивания различных минералов с использованием эффектов пассивации поверхности, варьирование концентрации и температуры растворов.

Определение необходимости постановки поисковых экспериментов при отсутствии необходимых литературных данных. Составление плана поисковых экспериментов. Выполнение поисковых экспериментов и обработка их результатов.

Изучение кинетики и механизма процессов выщелачивания индивидуальных фаз. Взаимное влияние фаз при выщелачивании сложных продуктов. Роль электрохимических явлений (образование короткозамкнутых пар). Катализ и автокатализ. Методы определения порядка реакции, кажущейся энергии активации. Ошибки в оценке порядков реакций и кажущейся энергии активации, вызванные наложением нескольких последовательных или параллельных процессов. Определение природы лимитирующей стадии. Составление уравнения кинетической функции. Построение гипотезы о механизме процесса.

Принципы выбора и расчета оборудования для выщелачивания. Использование лабораторных данных для расчета оборудования периодического и непрерывного действия. Исходные данные, необходимые для расчета оборудования.



5.

Изучение и расчет процессов цементации


Расчет теоретического предела цементации. Экспериментальное определение реального предела цементации и факторов на него влияющих. Методы контроля процесса цементации.

Изучение кинетики процесса цементации. Определение величины максимального тока пары цементат-цементант, природы контроля процесса, влияния концентрации цементируемого металла и состава раствора на величину максимального тока. Определение скорости и механизма процесса цементации. Влияние формы ионов цементируемого металла в растворе: Одноатомные катионы, комплексные катионы и анионы.



6.

Расчет и изучение процессов осаждения малорастворимых соединений.


Расчет теоретического предела разделения металлов, образующих малорастворимые соединения с одним и тем же реагентом при отсутствии и наличии изоморфизма. Примеры.

Методы экспериментального изучения растворимости малорастворимых соединений.

Расчет процессов переосаждения и репульпации. Расчет материального баланса элементов при противоточной технологической схеме осаждение-репульпация.


7.

Разработка технологических регламентов для расчета ТЭО и проектирования.


Требования к регламентам.

Методы составления уравнений материальных балансов сложных технологических схем с циркуляцией оборотных продуктов и наличием параллельных и перекрестных потоков.

Разработка основных рекомендаций для составления ТЭО. Рекомендации по аппаратурно-технологической схеме. Характеристика реагентов и материалов. Рекомендации по автоматизации процессов. Требования техники безопасности.



5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами


№ п/п

Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин

№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4

5

1.

Металлургия тяжелых цветных металлов




х

х

х

х

2.

Металлургия легких цветных металлов




х




х

х

3.

Металлургия редких металлов




х

х

х

х

4.

Металлургия благородных металлов




х

х

х

х


5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Лекц., час.

Практ.

зан.


Лаб.

зан.


Семин

СРС

Все-го

час.


1.

Введение.

2

2










4

2.

Основы химической термодинамики для процессов, реализуемых в гидротермальных средах

4

8










12

3.

Методы исследования и расчета свойств растворов

2

4










6

4.

Изучение и расчет процессов выщелачивания

2

4










6

5.

Изучение и расчет процессов цементации

2

4










6

6.

Расчет и изучение процессов осаждения малорастворимых соединений

2

4










6

7.

Разработка технологических регламентов для расчета ТЭО и проектирования

4

10










14


6. Лабораторный практикум – не предусмотрен

7. Практические занятия (семинары).

№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование практических занятий

Трудо-емкость

(час.)


1.

1

Основы технологических расчетов.

2

2.

2

Расчет и построение диаграмм «Е-рН».

8

3.

3

Расчет основных физико-химических свойств растворов.

4

4.

4

Термодинамика и кинетика выщелачивания.Кинетика гомогенных и гетерогенных процессов. Анализ кинетических кривых. Определение лимитирующих стадий.Вычисление констант скорости по экспериментальным данным.

4

5.

5

Цементация. Теоретические расчеты.

4

6.

6

Осаждение малорастворимых соединений. Основы процессов кристаллизации из растворов

4

7.

7

Расчет материальных потоков и расходных коэффициентов для осуществления металлургического процесса. Расчет и выбор технологического оборудования, разработка аппаратурно-технологической схемы.

10


8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): темой проекта может служить любая аппаратурно-технологическая схема, связанная с гидрометаллургическими переделами.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

Основная литература

Основная



  1. Процессы и аппараты цветной металлургии, учебник для вузов под редакцией проф. С.С. Набойченко. Екатеринбург, УГТУ, 2005. 700 с.

  2. Расчеты гидрометаллургических процессов. Набойченко С.С., Юнь А.А. / Учебное пособие для вузов. - М.: «МИСИС», 1995. – 428 с.

  3. Практикум по гидрометаллургии. Набойченко С.С., Лобанов В.Г. Учеб.пособие для вузов. – М.: Металлургия. 1992. – 336 с.

  4. Грейвер Т.Н. Основы методов постановки и решения технологических задач. М.: Издательский дом "Руда и металлы", 1999.


Дополнительная литература

  1. Кинетика процессов растворения. Каковский И.А., Поташников Ю.М., «Металлургия», 1975. 224 с.

  2. Каковский И.А., Набойченко С.С. Термодинамики и кинетика гидрометаллургических процессов. – Алма-Ата: Наука, 1986. – 272 с.

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Тематические планшеты и компьютерные презентации с изображением диаграмм состояния, кинетических зависимостей различных гидрометаллургических процессов и технологического оборудования.

11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

В качестве средств текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации предлагается проведение проверочных работ по каждому из разделов дисциплины.

Разработчики:

Кафедра металлургии доцент А.Я. Бодуэн

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
Эксперты:

Кафедра металлургии профессор В.Н. Бричкин



(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
Кафедра металлургии профессор Г.В. Петров

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)

Похожие:

Программа учебной дисциплины «расчеты и методы исследования гидрометаллургических процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины «Физико-химические методы исследования и техника лабораторных работ»
Рабочая программа учебной дисциплины может быть использована для переподготовки средних медицинских работников по разделам: «Физико-химические...
Программа учебной дисциплины «расчеты и методы исследования гидрометаллургических процессов» iconВ. С. Никоненко Программа учебной дисциплины
Сформировать у студентов знания по наиболее актуальным проблемам политической жизни современного российского общества, раскрыть основные...
Программа учебной дисциплины «расчеты и методы исследования гидрометаллургических процессов» iconРабочая Программа учебной дисциплины м 02 Методология и методы научного исследования

Программа учебной дисциплины «расчеты и методы исследования гидрометаллургических процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины " численные методы оптимизации систем управления" Цикл
Профиль(и) подготовки: Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике
Программа учебной дисциплины «расчеты и методы исследования гидрометаллургических процессов» iconПрограмма учебной дисциплины «теория пирометаллургических процессов» Направление: 150400 «Металлургия»
Цель дисциплины дать студентам основы знаний в области высокотемпературных металлургических процессов
Программа учебной дисциплины «расчеты и методы исследования гидрометаллургических процессов» iconОсновное содержание учебной дисциплины
Прямая и обратная задачи методов. Спектроскопические методы исследования. Дифракционные методы. Оптические и другие методы. Характеристическое...
Программа учебной дисциплины «расчеты и методы исследования гидрометаллургических процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины физико-химическое моделирование процессов Специальность: 130101 Прикладная геология
Цель преподавания дисциплины – познакомить студентов с теоретическими основами физико-химического описания процессов образования...
Программа учебной дисциплины «расчеты и методы исследования гидрометаллургических процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины численные методы для специальности 050202 Информатика Ичалки 2006
Программа учебной дисциплины «Численные методы» предназначена для реализации учебного плана по программе подготовки в области информатики...
Программа учебной дисциплины «расчеты и методы исследования гидрометаллургических процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины "специальные главы электрохимии" Цикл: Профессиональный
Целью дисциплины является изучение основных понятий и законов электрохимии, составляющих базу теоретических основ химических источников...
Программа учебной дисциплины «расчеты и методы исследования гидрометаллургических процессов» iconПримерная программа наименование дисциплины «Физиология растений»
Задачи: изучить процессы жизнедеятельности растений, физиологию и биохимию формирования качества урожая, освоить методы исследования...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org