Рабочая программа дисциплины «ресурсосберегающие технологии в металлургии цветных, редких и благородных металлов»



Скачать 160.11 Kb.
Дата23.04.2016
Размер160.11 Kb.
ТипРабочая программа
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 220700

И.О. зав. кафедрой

автоматизации технологических

процессов и производств

доц. А.А. Кульчицкий

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В МЕТАЛЛУРГИИ ЦВЕТНЫХ, РЕДКИХ И БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ»
Направление: 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»

Профиль: «Системы автоматизированного управления в металлургии»
Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная

Составитель: проф. В.Н. Бричкин

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

  1. Цели и задачи дисциплины:

Ключевые направления в развитии производства цветных, редких и благородных металлов вытекают из приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации, а также перечня критических технологий Российской Федерации. Это позволяет выделить в качестве основополагающих подходов для развития металлургической отрасли - рациональное природопользование и технологии, способствующие этому с позиций переработки и утилизации техногенных отходов и образований, энергосбережения, применения высокоэффективных автоматизированных процессов и создания материалов нового поколения, т.е направлений, обеспечивающих достижение ресурсосберегающего эффекта, как основы совершенствования существующих и разрабатываемых технологических процессов. Знакомство с этими вопросами, их анализ, определение и оценка эффективности технических решений составляют основные задачи курса «Ресурсосберегающие технологии в металлургии цветных, редких и благородных металлов».

Цель курса – ознакомить будущих магистров с современными достижениями и перспективами развития ресурсосберегающих технологий в производстве цветных, редких и благородных металлов, а также привить навыки самостоятельного анализа актуальных вопросов металлургии и путей их решения на основе использования ресурсосберегающих технических решений.


2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «Ресурсосберегающие технологии в металлургии цветных, редких и благородных металлов» относится к дисциплинам по выбору базовой (общепрофессиональной) части учебного цикла по направлению подготовки 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств».

Для освоения учебного материала данной дисциплины необходимы знания по физике; общей и физической химии; теории и технологии металлургического производства, владеть основами выполнения технологических расчётов и постановки экспериментальных исследований, уметь пользоваться компьютером и работать с различными информационными источниками.


3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Изучение дисциплины «Современные направления в развитии технологии производства цветных металлов» направлено на формирование у студентов следующих компетенций: ОК-1,2,4,6,8. ПК-1÷3,6,8,10,11,15,18,41.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: основы теории и практики использования ресурсосберегающих технических решений в производстве цветных, редких и благородных металлов, а также перспективы их освоения в интересах повышения эффективности и экологической безопасности металлургического производства и смежных отраслей промышленности;

уметь: анализировать технические и технологические решения в области производства цветных, редких и благородных металлов, оценивать их эффективность и перспективность для развития конкретной металлургической технологии, смежных производств и минерально-сырьевого комплекса в целом.

владеть: методами расчёта технико-экономической эффективности технологических решений, поиска, анализа и научного обоснования перспективных направлений развития металлургического производства.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5,0 зачётных единиц.




Вид учебной работы

Всего часов

Семестр

2

Аудиторные занятия (всего)

76

76

В том числе:

-

-

Лекции

10

10

Практические занятия (ПЗ)

19

19

Семинары (С)

-

-

Лабораторные работы (ЛР)

47

47

Самостоятельная работа (всего)

68

68

В том числе:

-

-

Курсовой проект (работа)

-

-

Расчетно-графические работы

-

-

Реферат

-

-

Другие виды самостоятельной работы

-

-










Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)




Экзамен

Общая трудоемкость час

зач. ед.


144




5





5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1.

Введение. Актуальные проблемы цветной металлургии.

Тенденции развития человеческого общества и их связь с проблемами минерально-сырьевого комплекса. Влияние технических решений в металлургии цветных металлов на показатели научно-технического прогресса, развитие экономики и обороноспособности страны. Роль ресурсосберегающих технологий в решении проблем цветной металлургии.

2.

Основные тенденции в изменении сырьевой базы цветной металлургии и перспективы её развития.

Сырьевая база цветной металлургии и ведущие тенденции её изменения применительно к основным группам цветных и редких металлов. Вовлечение в сферу производства забалансового и нетрадиционного сырья, вторичного сырья и сырья техногенного происхождения. Особенности минерально-сырьевой базы энергетического и вспомогательного сырья и актуальные проблемы её развития. Рециклинг металлов и материалов, как эффективное направление снижения нагрузки на сырьевую базу цветной металлургии.

3.

Современное состояние и перспективы развития ресурсосберегающих технологий в металлургии цветных, редких и благородных металлов.

Ресурсосберегающие технологии в металлургии лёгких металлов. Обогащение низкокачественного алюминиевого сырья. Интенсификация автоклавных технологий для вскрытия бокситового сырья. Применение комбинированных технологий Байер-спекание для переработки низкокачественных бокситов. Повышение эффективности декомпозиции алюминатных растворов и смежных технологических операций. Применение сухого и полусухого способа спекания шихт. Комплексная переработка алюминийсодержащего сырья природного и техногенного происхождения с извлечением редких металлов. Утилизация шламовых отходов в производстве попутной продукции. Развитие технологии высокоамперного электролиза криолит-глинозёмного расплава и внедрение автоматизированных систем управления. Развитие альтернативных технологий производства алюминия и сплавов на его основе. Внедрение энерго- и материалосберегающих процессов в производстве титана, магния и других лёгких металлов.

Ресурсосберегающие технологии в металлургии тяжёлых цветных металлов. Внедрение автогенных технологий при переработке сульфидного сырья цветных металлов. Применение автоклавных технологий и электро-гидрометаллургических технологий в производстве меди. Комплексная переработка сульфидных полиметаллических руд и перспективы её развития. Существующие технологии и перспективы их развития для извлечения редких и благородных металлов из продуктов и полупродуктов в производстве тяжёлых цветных металлов. Повышение экологической безопасности переработки сульфидного сырья. Использование шлаков и шламов в производстве попутной продукции. Извлечение редких металлов при комплексной переработке полиметаллических руд. Использование и внедрение непрерывных технологических процессов в металлургии меди, никеля, цинка и свинца на основе разработки высокопроизводительных, экономичных в эксплуатации и технологичных в изготовлении конструкций машин и механизмов, механизированных и автоматизированных комплексов, аппаратуры для осуществления химико-металлургических процессов, а также вспомогательного оборудования различного назначения.

Разработка и внедрение систем автоматизации, обеспечивающих решение ключевых производственных вопросов, занятости обслуживающего персонала во вредных условиях труда и достижение высокой экономической эффективности производства.


4.

Актуальные проблемы производства высокотехнологичных сплавов и композиционных материалов на основе цветных, редких и благородных металлов.

Современное состояние и ведущие тенденции развития материаловедения в интересах обеспечения потребностей человечества в высокоэффективных материалах. Проблемы рационального природопользования в процессе производства, применения и утилизации материалов в соответствии с жизненным циклом продукции.

Применение современных методов исследования и испытаний материалов, металлов и сплавов, с целью прогнозирования их строения и свойств.

Основные проблемы металлургии и материаловедения цветных металлов: развитие ресурсосберегающих технологий производства сплавов цветных металлов; повышение качества цветных металлов и сплавов; ресурсосберегающие технологии синтеза лигатур цветных и редких металлов; получение дисперсно-упрочнённых сплавов; производство порошков и композиционных материалов на их основе. Современные достижения в области поверхностного упрочнения металлоизделий, повышения их коррозионной устойчивости и придания материалам антифрикционных свойств.




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


№ п/п

Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин

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

1

2

3

4

1.

Проектирование единого информационного пространства виртуальных предприятий

x

x

x

x

2.

Специальные системы управления в металлургии

-

x

x

x

3.

Устойчивость и безопасность реакторных узлов металлургических процессов

-

-

x

x


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. Актуальные проблемы цветной металлургии.

1

-

-

-

4

5

2.

Основные тенденции в изменении сырьевой базы цветной металлургии и перспективы её развития.

2

2

-

-

8

12

3.

Современное состояние и перспективы развития ресурсосберегающих технологий в металлургии цветных, редких и благородных металлов.

5

13

39

-

46

103

4.

Актуальные проблемы производства высокотехнологичных сплавов и композиционных материалов на основе цветных, редких и благородных металлов.

2

4

8

-

10

24

6. Лабораторный практикум
Целью лабораторного практикума является знакомство с примерами технических решений, обеспечивающих достижение ресурсосберегающего эффекта в производстве цветных, редких и благородных металлов.

6.1. Примерные темы лабораторных занятий:

- Технология синтеза высокоактивных реагентов в технически значимых системах глинозёмного производства;

- Комплексная переработка нефелинового концентрата на глинозём и попутную продукцию;

- Использование металлотермических процессов в металлургии лёгких и редких металлов.

- Применение автоклавных процессов для интенсификации технологических процессов;

- Утилизация шламов глинозёмного производства в производстве портландцемента;

- Использование высокотехнологичных аналитических методов контроля качества металлургической продукции.

- Плавка алюминия и алюминиевых сплавов;

- Электролитическое осаждение медных порошков;

- Исследование оптимального режима осаждения малорастворимых алюминатов лития.



7. Практические занятия

Целью практических занятий является расчётная оценка и анализ существующих и перспективных технических решений для решения проблемных вопросов металлургии и материаловедения.



7.1. Приметные темы практических занятий:

- Балансовый расчёт современного алюминиевого электролизёра и его анализ;

- Расчёт материальных потоков глинозёмного производства и их оптимизация;

- Расчёт материальных потоков при комплексной переработке сульфидного медно-никелевого сырья;

- Расчёт и выбор ресурсосберегающего оборудования в производстве цветных металлов.

- Термодинамическая оценка применимости металлотермических процессов в производстве металлов и сплавов;

- Расчёт технологических показателей в производстве цветных металлов;

- Термодинамическое обоснование состава технологических растворов для оптимизации условий выделения гидроксида алюминия;

- Расчёт и оптимизация состава шихты для утилизации металлургических шламов в производстве портландцемента.


8. Самостоятельная работа

Время, планируемое на самостоятельную работу, используется в основном для самостоятельной проработки содержания разделов дисциплины подготовки к



9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины




9.1. Рекомендуемая литература


Основная:

  1. 1. Цветные металлы Сибири – 2009: Сборник докладов первого международного конгресса. Красноярск: ООО «Версо», 2009. 836 с.

  2. 2. Исследования в области переработки и утилизации техногенных образований и отходов. Труды Всероссийской конференции. Институт металлургии УрО РАН. Екатеринбург, 2009. 472 с.

  3. 3. Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья и синтеза на его основе функциональных материалов: Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием. Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2008. Ч.1. 287 с. Ч 2. 254 с.

  4. 4. Черемисина О.В. Теория и практика извлечения цветных металлов из промышленных растворов, стоков, природных вод и грунтов. Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 2008. 148 с.

  5. 5. Воропанова Л.А. Методы извлечения компонентов из слабоконцентрированных растворов. Владикавказ, Изд-во ВНЦ. 271 с.

  6. 6. Бричкин В.Н. Процессы массовой кристаллизации из растворов в производстве глинозёма/ В.Н.Бричкин, В.М. Сизяков. СПГГИ (ТУ). СПб., 2005. 134 с.

  7. 7. Теляков Н.М. Теория и практика извлечения благородных металлов при комплексной переработке руд с применением сегрегационного и сульфатизирующего обжигов. СПГГИ (ТУ). СПб., 2000. 60 с.

  8. 8. Петров Г.В. Современное состояние и технологические перспективы производства платиновых металлов их хромитовых руд/ Г.В.Петров и др. СПб., 2001. 200 с.

  9. 9. Петров Г.В. Концентрирование платиновых металлов при переработке традиционного и нетрадиционного платинометального сырья. СПГГИ (ТУ). СПб., 2001. 110 с.

  10. 10. Сизяков В.М. Получение порошков алюминия, магния и титана с использованием методов нанометаллургии/ В.М.Сизяков и др. СПГГИ (ТУ). СПб., 2008. 95 с.

  11. 11. Меретуков М.А. Кластеры, структуры и материалы наноразмера/ М.А.Меретуков и др. М.: Руда и металлы, 2005. 128 с.

  12. 12. Алымов М.И. Порошковая металлургия нанокристаллических материалов. М.: Наука, 2007. 169 с.

  13. 13. Казанцев Г.Ф. Переработка лома и отходов цветных металлов в ионных расплавах/ Г.Ф.Казанцев и др. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 211 с.

  14. 14. Захаров В.И. Разработка технологий получения и использования взрывчатых веществ на основе продуктов кислотной переработки нефелинсодержащего сырья/ В.И.Захаров и др. Апатиты: КНЦ РАН, 2008.

  15. 15. Набойченко С.С. Автоклавная гидрометаллургия цветных металлов/ С.С.Набойченко и др. Екатеринбург: ГОУ УГТУ-УПИ, 2002. 940 с.

  16. 16. Бричкин В.Н. Металлургия лёгких металлов. производство алюминия и магния: Лабораторный практикум. СПГГИ (ТУ). СПб., 2003. 88 с.

  17. 17. Сизяков В.М. Металлургия лёгких металлов. Производство глинозёма: Лабораторный практикум/ В.М.Сизяков, В.Н.Бричкин. СПГГИ (ТУ). СПб., 2003. 91с.

  18. 18. Сизяков В.М. Технологические и методологические основы получения алюминия на мощных алюминиевых электролизёрах / В.М. Сизяков, В.Ю. Бажин. Санкт-Петербургский государственный горный институт университет. СПб, 2011. 130 с.



Дополнительная:

1. Казанцев Г.Ф. Переработка лома и отходов цветных металлов в ионных расплавах. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 210 с.

2. Александровский С.В. Получение дисперсных порошков титана, циркония, скандия и синтез их тугоплавких наносоединений металлотермическим восстановлением хлоридов. Руда и металлы, 2006. 243 с.

3. Наумчик А.Н. Применение новых огнеупорных материалов в алюминиевых электролизёрах. Л., изд. ЛГИ, 1985. 44 с.

4. Бричкин В.Н. Металлургия лёгких металлов. Производство алюминия и магния: Лабораторный практикум. Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 2005. 88 с.

5. Франценюк И.В. Альбом микроструктур чугуна, стали, цветных металлов и их сплавов / И.В. Франценюк, Л.И. Франценюк. М.: Академкнига, 2004. 192 с.

6. Орлов А.К. Основы производства и обработки металлов / А.К. Орлов, Г.В. Коновалов. Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 2006. 115 с.

9.2. Средства обеспечения освоения дисциплины

Тематические плакаты, учебные пособия и методические указания для выполнения лабораторных работ и практических заданий, библиотека дипломных проектов, выпускных квалификационных работ, диссертаций и авторефератов, электронных презентаций.


10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Занятия по дисциплине проводятся в специализированных лабораториях кафедры металлургии цветных металлов.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

В качестве средств текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации разработаны проверочные вопросы и задания.


Разработчики:

Кафедра металлургии профессор В.Н. Бричкин

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

Кафедра металлургии профессор Г.В. Петров



(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
Кафедра металлургии доцент В.Ю. Бажин

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

Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал