Рекомендовано Минобразованием России для направления подготовки диплом
| Вид материала | Диплом |
- Рекомендовано Минобразованием России для направления подготовки диплом, 72.4kb.
- Рекомендовано Минобразованием России для направления подготовки диплом, 88.46kb.
- Рекомендовано Минобразованием России для направления подготовки диплом, 70.63kb.
- Рекомендовано Минобразованием России для направления подготовки диплом, 90.11kb.
- Рекомендовано Минобразованием России для направления подготовки диплом, 85.34kb.
- Рекомендовано Минобразованием России для направления подготовки диплом, 118.75kb.
- Рекомендовано Минобразованием России для направления подготовки диплом, 126.93kb.
- Рекомендовано Минобразованием России для направления подготовки диплом, 211.4kb.
- Рекомендовано Минобразованием России для направления подготовки диплом, 89.5kb.
- Рекомендовано Минобразованием России для направления подготовки диплом, 100.69kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УТВЕРЖДАЮ
Руководитель Департамента
образовательных и программ и стандартов
профессионального образования
______________________ В.И.Кружалин
"__19__" __июля_ 2002 г.
ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
МЕТАЛЛУРГИЯ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ
Рекомендовано Минобразованием России для направления подготовки
дипломированных специалистов 651300 Металлургия
Специальность 110200 Металлургия цветных металлов
Москва 2002 г.
1. Цель дисциплины
Сформировать знания по технологии производства редких металлов W, Mo, Ta, Nb, Ti, Zr, Hf, U, Th, Re, Ge, Ga, In, Tl, Se, Te, РЗМ, Sc на базе знания физико-химических основ металлургических процессов.
2. Практические умения и навыки
Уметь составлять и анализировать технологические схемы производства редких металлов, выбирать стандартное оборудование, выполнять металлургические расчеты, материальные балансы по основным и вспомогательным материалам. Выполнять в лабораторном масштабе технологические эксперименты с минералами и концентратами редких металлов и продуктами их переработки.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы (час)
Табл. 1
Вид учебной работы | Всего часов | Семестр |
| 8 | ||
| Общая трудоемкость | 180 | 180 |
| Аудиторные занятия | 85 | 85 |
| Лекции (Л) | 60 | 60 |
| Практические занятия (ПЗ) | | |
| Семинары (С) | | |
| Лабораторные работы (ЛР) | 25 | 25 |
| Самостоятельная работа | 95 | 95 |
| Курсовой проект (работа) | | |
| Расчетно-графическая работа | | |
| Реферат | | |
| Другие виды самостоятельной работы | | |
| Виды итогового контроля | | Экзамен |
4. Содержание учебной дисциплины
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
Табл. 2
| № | Раздел дисциплины | Лекции | ПЗ | С | ЛР |
| | Введение | * | | | |
| 1 | Металлургия вольфрама | * | | | * |
| 2 | Металлургия молибдена | * | | | * |
| 3 | Металлургия тантала и ниобия | * | | | * |
| 4 | Металлургия титана | * | | | * |
| 5 | Металлургия циркония и гафния | * | | | |
| 6 | Металлургия рассеянных редких металлов | * | | | * |
| 7 | Металлургия редкоземельных металлов | * | | | * |
| 8 | Металлургия урана и тория | * | | | * |
| 9 | Основы технологии порошковых материалов и изделий | * | | | |
4.2. Содержание лекционного курса
Введение: Классификация редких металлов. Особенности переработки редкометалльного сырья. Масштабы производства и потребления редких металлов. Охрана окружающей среды. Задачи и содержание курса.
Раздел 1. Металлургия вольфрама
- История открытия, физико-химические свойства и области применения. Характеристика рудного сырья (минералы, руды, концентраты). Способы первичной переработки вольфрамитовых и шеелитовых концентратов.
1.2. Технология спекания вольфрамитовых концентратов с содой. Аппаратурное оформление процесса.
1.3. Автоклавно-содовое выщелачивание. Другие варианты первичного разложения вольфрамитовых концентратов.
1.4. Очистка растворов вольфрамата натрия от примесей (кремния, мышьяка, фосфора, молибдена и др.). Способы конверсии раствора вольфрамата натрия в раствор вольфрамат аммония. Экстракция и сорбция в производстве вольфрама.
1.5. Кристаллизация паравольфрамата аммония и прокалка его с получением триоксида.
1.6. Технология получения вольфрамовых порошков восстановлением триоксида вольфрама водородом. Требования к чистоте и гранулометрическому составу для различных областей применения.
1.7. Получение компактных изделий (штабиков, прутков, резцов и др.) методом прессования и спекания порошков.
1.8. Использование дуговых и электронно-лучевых печей для получения крупногабаритных слитков.
Раздел 2. Металлургия молибдена
2.1. История открытия, физико-химические свойства и области применения. Характеристика рудного сырья (минералы, руды, концентраты). Способы первичной переработки молибденовых концентратов.
2.2. Окислительный обжиг молибденита в многоподовых печах и печах "КС". Технология возгонки триоксида молибдена из огарков.
2.3. Гидрометаллургическая переработка огарков с получением раствора молибдата аммония. Очистка растворов от примесей меди, железа, никеля и цинка.
2.4. Теоретические основы и практика кристаллизации парамолибдата аммония.
2.5. Варианты азотнокислого разложения молибденита.
2.6. Экстракция и сорбция в технологии производства молибдена.
2.7. Технология получения молибденовых порошков восстановлением триоксида молибдена водородом.
Раздел 3. Металлургия тантала и ниобия
3.1. История открытия, физико-химические свойства и области применения. Характеристика рудного сырья (минералы, руды, концентраты). Способы первичной переработки концентратов.
3.2. Переработка богатых танталитовых и колумбитовых концентратов. Сплавление со щелочью, разложение плавиковой кислотой. Переработка пирохлоровых концентратов.
3.3. Переработка лопаритовых концентратов методом хлорирования в шахтных электропечах и солевом расплаве хлоридов. Варианты конденсации хлоридов.
3.4. Способы разделения тантала и ниобия: экстракционные, кристаллизационные, ректификационные.
3.5. Производство металлического тантала и ниобия: натриетермическое восстановление комплексных фторидов, карботермическое и алюминотермическое восстановление оксидов, восстановление водородом из пентахлоридов, электролитическое восстановление из расплавов.
3.6. Получение компактных металлов методами порошковой металлургии и плавки.
Раздел 4. Металлургия титана
4.1. История открытия, физико-химические свойства и области применения. Характеристика рудного сырья (минералы, руды, концентраты). Способы первичной переработки титанового сырья.
4.2. Восстановительная плавка ильменитового концентрата.
4.3. Хлорирование титановых шлаков в шахтных хлораторах и в хлораторах с солевым расплавом.
4.4. Производство технического и чистого тетрахлорида титана.
4.5. Получение пигментного диоксида титана из тетрахлорида титана и ильменитового концентрата.
4.6. Производство металлического титана магнийтермическим и натриетермическим восстановлением тетрахлорида титана. Иодидный метод рафинирования титана.
4.7. Получение компактного металла из титановой губки.
Раздел 5. Металлургия циркония и гафния
5.1. История открытия, физико-химические свойства и области применения. Характеристика рудного сырья (минералы, руды, концентраты).
5.2. Первичная переработка концентратов. Способы разложения циркона: разложение спеканием с содой, мелом. Переработка растворов от выщелачивания. Осаждение хлористого циркония. Разделение основных сульфатов циркония. Осаждение кристаллогидрата сульфата циркония. Кристаллизация сульфато-цирконатов натрия и аммония.
5.3. Производство фтороцирконата калия. Получение четыреххлористого циркония. Производство металлического циркония восстановлением тетрахлорида циркония магнием и фтороцирконата калия натрием.
5.4. Разделение циркония и гафния дробной кристаллизацией фтористых комплексных солей. Экстракционное и сорбционное разделение. Ректификация хлоридов. Избирательное восстановление хлоридов.
5.5. Получение циркония электролизом галогенидов в солевом расплаве. Иодидное рафинирование циркония. Производство компактного циркония дуговой и электронно-лучевой плавкой циркониевой губки.
Раздел 6. Металлургия рассеянных редких металлов
6.1. Классификация рассеянных редких металлов и их сырьевые источники.
6.2. Рений
6.2.1. История открытия, свойства металла и основных соединений, методы производства в России и за рубежом. Области применения металла и его соединений.
6.2.2. Способы попутного извлечения рения при переработке молибденитовых и медных сульфидных концентратов.
6.2.3. Переработка шламов и пылей. Извлечение рения методом сорбции и экстракции. Способы получения перрената аммония.
6.2.4. Получение порошкообразного и компактного рения из перрената аммония.
6.3. Селен и теллур
6.3.1. Свойства селена и теллура. Области применения. Выделение селена и теллура из растворов.
6.3.2. Извлечение селена и теллура из медеэлектролитных анодных шламов.
6.3.3. Извлечение селена и теллура из шламов сернокислого и целлюлозно-бумажного производства. Рафинирование селена и теллура.
6.4. Германий
6.4.1. История открытия, свойства металла и основных соединений. Способы производства. Области применения.
6.4.2. Поведение германия при переработке концентратов цветных металлов и сжигании углей. Концентрирование германия осадительными и экстракционными методами.
6.4.3. Получение технического тетрахлорида германия.
6.4.4. Очистка технического тетрахлорида германия. Производство диоксида германия и металлического германия восстановлением диоксида водородом. Очистка германия от примесей и получение монокристаллов.
6.4.5. Контроль качества германия.
6.5. Галлий
6.5.1. Физико-химические свойства соединений, области применения. Концентрирование галлия на различных стадиях производства глинозема и электролиза алюминия. Получение галлиевых концентратов из обогащенных им алюминатных растворов.
6.5.2. Получение галлия высокой чистоты различными методами. Кислотно-щелочная обработка, вакуумная обработка, электролитическое рафинирование.
6.5.3. Кристаллофизические методы очистки и получение монокристаллов галлия. Направленная кристаллизация, зонная плавка. Метод Чохральского.
6.5.4. Другие способы глубокой очистки. Хлоридный и субхлоридный способы.
6.6. Индий
6.6.1. Физико-химические свойства и области применения. Технология извлечения индия из промпродуктов цинкового производства и других видов сырья (свинца, олова).
6.6.2. Получение индиевых концентратов. Получение чернового индия.
6.6.3. Рафинирование чернового индия химическими способами. Электролитическое рафинирование. Вакуумная дистилляция, зонная плавка и вытягивание слитка из расплава.
6.7. Таллий
6.7.1. Физико-химические свойства и применение. Схемы извлечения таллия из отходов цинковых, свинцовых и медных заводов.
6.7.2. Получение чернового таллия и способы его рафинирования.
Раздел 7. Металлургия редкоземельных металлов
7.1. Место редкоземельных металлов (РЗМ) в Периодической системе элементов. Физико-химические свойства и области применения.
7.2. Сырьевые источники. Типовые технологические схемы комплексной переработки монацитовых и лопаритовых концентратов.
7.3. Методы получения РЗМ. Избирательное окисление. Избирательное восстановление. Разделение экстракцией.
7.4. Разделение РЗМ ионообменной хроматографией.
7.5. Получение редкоземельных металлов. Получение безводных хлоридов и фторидов "сухими" способами и обезвоживанием кристаллогидратов.
7.6. Электролитическое получение РЗМ. Металлотермические методы получения РЗМ. Восстановление галогенидов кальцием и литием. Восстановление фторидов.
7.7. Восстановление оксидов с одновременной дистилляцией металлов. Лантанотермический, карботермический способы восстановления. Очистка РЗМ дистилляцией.
Раздел 8. Металлургия урана и тория
8.1. Основные свойства урана и тория и их соединений. Сырьевые источники.
8.2. Первичная переработка руд и концентратов урана: карбонатная и сернокислотная схемы.
8.3. Ионный обмен и экстракция в производстве урана.
8.4. Технология производства фторидов урана. Особенности производства урана восстановлением его тетрафторида кальцием и магнием.
8.5. Производство тория. Экстракционные методы очистки тория.
8.6. Восстановление диоксида тория и тетрафторида тория кальцием. Получение компактного тория.
Раздел 9 Основы технологии порошковых материалов и изделий
9.1. Методы получения порошков, их классификация.
9.2. Технология процессов формования порошков и спекания изделий их них.
5. Примерный перечень лабораторных работ
Табл. 3
| № | Наименование |
| 1. | Вскрытие вольфрамовых концентратов спеканием с содой |
| 2. | Получение искусственного шеелита |
| 3. | Получение вольфрамового ангидрида |
| 4. | Получение порошка вольфрама восстановлением вольфрамового ангидрида водородом |
| 5. | Исследование процесса обжига молибденитового концентрата в печи кипящего слоя (с применением ЭВМ) |
| 6. | Окислительный обжиг молибденитовых концентратов |
| 7. | Извлечение молибдена из молибденитовых огарков |
| 8. | Получение смеси оксидов тантала и ниобия |
| 9. | Изучение процесса ректификационной очистки тетрахлорида титана (на модельных смесях) |
| 10. | Моделирование на ЭВМ процесса зонной очистки германия |
| 11. | Электрохимическое получение галлия |
| 12. | Выделение индия из растворов цементацией |
| 13. | Исследование некоторых физических и технологических характеристик порошковых материалов |
| 14. | Влияние давления прессования на уплотнение брикета |
| 15. | Спекание однокомпонентных систем |
| 16. | Исследование экстракции неодима трибутилфосфатом в режиме противотока |
| 17. | Экстракционная очистка урановых концентратов |
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
6.1. Рекомендуемая литература (основная и дополнительная)
а) основная литература
1а. Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов. М.:Металлургия, 1991.- 432 с.
б) дополнительная литература
1б. Зеликман А.Н., Меерсон Г.А. Металлургия редких металлов. М.:Металлургия, 1973.- 608 с.
2б. Зеликман А.Н., Крейн О.Е., Самсонов Г.В. Металлургия редких металлов. М.:Металлургия, 1978.- 560 с.
6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
Контролирующие компьютерные программы для самостоятельной работы студентов.
Плакаты, слайды по получению редких металлов.
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Специализированные аудитории для лабораторного практикума, оснащенные необходимым оборудованием.
Программа составлена в соответствии с Государственным стандартом образовательным стандартом по направлению подготовки дипломированных специалистов 651300 Металлургия.
Программа составлена на основе рабочей программы МИСиС (ТУ) по данной дисциплине.
Программа одобрена на заседании Совета УМО по образованию в области металлургии от 29 января 2002 года, протокол №40.
Зам. председателя Совета УМО В.П.Соловьев