《有色金属冶金过程基础理论》课程教学大纲
开课单位:冶金工程系
课程负责人:夏文堂
适用于本科冶金工程专业
教学时数:40学时
一、课程概况
本课程是冶金工程专业有色金属冶金方向的一门专业基础课程,其原理部分是有色金属冶炼的基础,工艺学涉及从矿石原料冶炼到金属的全过程。
通过本课程的学习,使学生具备有色金属火法冶金、湿法冶金、电冶金等方面的理论基础及专业知识。
本课程的任务在于介绍各种有色冶金过程所遵循的内在规律,为改造老工艺、开发新工艺以及有预见性地控制现有生产提供理论依据。
本课程的先修课程主要有《冶金物理化学》、《冶金传输原理》等。
本课程的后续课程主要有《生产实习》、《毕业设计(论文)》等。
二、教学基本要求
通过本课程的学习,要求学生掌握火法冶金的焙烧、熔炼、吹炼和精练,湿法冶金的浸出、净化、沉积,电冶金的电解沉积、电解精炼和融盐电解等单元过程的基本原理,并运用这些基本原理对有色金属冶炼工艺进行分析和评述。
通过本课程的学习使学生掌握有色金属冶炼的基本理论和工艺。
在每一章后习题中选择3~4题供学生练习,以加深学生对教材内容的理解,同时鼓励学生自己多做教材中的习题。
本课程为考试课,期末以闭卷方式考核。
三、教学内容及要求
1 硫化矿的火法冶金
教学内容:硫化矿火法冶金类型,金属硫化物的热力学性质,焙烧过程热力学、动力学及气相组成以及硫化矿的氧化富集造锍过程。
基本要求:掌握焙烧过程热力学分析以及硫化物氧化富集的基本原理。
重点:焙烧过程热力学分析以及硫化物氧化富集的基本原理。
难点:硫化物氧化富集的基本原理及氧化物还原在不同控制步骤时的收缩核动力学模型。
2 氧化物和硫化物的火法氯化
教学内容:概述、氯化反应的热力学、氯化反应的动力学。
基本要求:了解氯化冶金的定义、过程及分类,掌握氯化反应的热力学,了解氯化反应的步骤及动力学特征。
重点:氯化反应的热力学。
难点:氯化反应的热力学。
3 粗金属的火法精炼
教学内容:粗金属火法精炼的目的、方法及其分类,熔析精炼、萃取精炼、区域熔炼、蒸馏、氧化精炼以及硫化精炼的基本原理及步骤。
基本要求:掌握粗金属火法精炼方法分类及各种精炼方法的原理与区别。
重点:火法精炼原理。
难点:粗金属火法精炼原理。
4 湿法冶金浸出、净化和沉积
教学内容:湿法冶金反应热力学基础、浸出过程、离子沉淀、金属从水溶液中的沉积。
基本要求:了解湿法冶金优点,浸出分类;掌握湿法冶金反应的热力学基础,浸出过程的
热力学及动力学分析,电位-pH图的结构原理和方法。
重点:电位-pH图的结构原理和方法、浸出过程的热力学与动力学分析、溶液净化方法。
难点:电位-pH图的结构原理和方法、浸出过程的热力学与动力学分析。
5 溶剂萃取和离子交换
教学内容:溶解萃取、离子。
基本要求:了解分配常数、分配比、萃取率及分离系数之间的关系,常用离子交换树脂的种类和功能;掌握溶剂化萃取原理和离子交换的基本原理,萃取过程动力学,离子交换动力学重点:溶剂化萃取原理和离子交换的基本原理,萃取过程动力学,离子交换动力学。
难点:协同萃取、离子交换的选择性。
6 湿法冶金电解过程
教学内容:概述、电极过程的动力学、阴极过程、阳极过程、电解过程、槽电压、电流效率和电能效率。
基本要求:了解电冶金应用范围;掌握电解的基本过程及几个重要概念,阴极过程氢离子及杂质金属离子的放电行为、电解沉积及电解精炼的基本原理。
重点:电解的基本过程及重要概念。
难点:电解的基本过程、阳离子在阴极上的共同放电效应。
四、课时分配表
五、推荐教材、参考资料
1.推荐教材:
傅崇说. 《有色冶金原理》-2版.北京:冶金工业出版社,2007。
2.推荐参考书:
李洪桂. 《冶金原理》.北京:科学出版社出版,2007年。
邱竹贤. 《有色金属冶金学》.北京:冶金工业出版社,1988年。
赵天从. 《重金属冶金学》(上、下).北京:冶金工业出版社,1981年。
李洪桂. 《稀有金属冶金原理及工艺》.北京:冶金工业出版社,1981年。
傅崇说《冶金溶液热力学原理与计算》.北京:冶金工业出版社,1979年。
六、执行大纲说明
1.布置一定量的习题。
2.本课程理论性较强,应注重理论联系实际,加大当前新技术及新工艺的介绍。
3. 根据具体情况,适当调整。
执笔人:周雪娇
审核人:夏文堂。