Программа учебной дисциплины «гидрометаллургическое оборудование»

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» Согласовано _______________________ Утверждаю ______________________ Руководитель ООП по направлению 220700 доц. А.А. Кульчицкий Зав. кафедрой АТПП доц. А.А. Кульчицкий ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ» Направление подготовки: 220700 Автоматизация технологических процессов и производств Профиль подготовки: Автоматизация технологических процессов и производств в металлургической промышленности Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная Составители: доц. А.Я. Бодуэн, каф. Металлургии САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2012 Цели и задачи дисциплины: Целью данного курса является ознакомление слушателей с основами конструкций гидрометаллургического оборудования, привитие навыков выполнения расчетов, использования критериальных зависимостей в процессе решения задач тепло- и массообмена при выборе тех или иных агрегатов. Задача дисциплины – подготовка специалиста в области автоматизации технологических процессов и производств в металлургической промышленности, предполагает знание основных технологических процессов, выполнение балансовых расчетов основных переделов гидрометаллургических цехов и, на основе этих знаний, выполнение элементов проектных разработок. 2. Место дисциплины в структуре ООП: Дисциплина «Гидрометаллургическое оборудование» относится к дисциплинам по выбору студента профессионального профиля «Автоматизация технологических процессов и производств в металлургической промышленности». Для освоения учебного материала данной дисциплины необходимы знания по физике; общей и физической химии; информатике, гидроаэромеханике и тепломассообмену, уметь пользоваться компьютером, работать с информацией из различных источников; иметь знания по технике безопасности при работе в химической лаборатории. 3. Требования к результатам освоения дисциплины: Изучение дисциплины «Металлургическая гидроаппаратура» направлено на формирование у студентов следующих компетенций: ОК-4, 6, 10, ПК-1-4, 7-13, 15, 17-21, 39-43. В результате изучения дисциплины студент должен: Знать: конструкции основных аппаратов гидрометаллургических цехов, принципы их работы и возможность их применения для различных технологических процессов; Уметь: проводить анализ, сопоставлять между собой различные переделы и грамотно выбирать оформление тех или иных технологических схем гидрометаллургических процессов; выявлять возможные элементы моделирования гидрометаллургических процессов и на этой основе выполнять расчет и выбор основных аппаратов; Владеть: основами выполнения технологических расчетов основных аппаратов и на основе этих расчетов делать выбор стандартного оборудования при проектировании технологических схем цепи аппаратов. 4. Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц. Вид учебной работы Всего часов Семестр 5 Аудиторные занятия (всего) 180 180 В том числе: - - Лекции 36 36 Практические занятия (ПЗ) - - Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР) 36 36 Самостоятельная работа (всего) 76 76 В том числе: - - Курсовой проект (работа) Расчетно-графические работы да Реферат Другие виды самостоятельной работы Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) Экзамен Общая трудоемкость час зач. ед. 180 36 5 5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины № п/п Наименование раздела дисциплины Содержание раздела 1. Введение. Основная задача и содержание курса. Основные принципы выбора и конструирования гидрометаллургической аппаратуры. 2. Аппаратурное оформление процессов выщелачивания. Способы выщелачивания. Проточное (перколяционное), агитационное, смешанное – агитационно-перколяционное. Основные аппараты и аппаратурно-технологические схемы процесса выщелачивания. Принцип расчета и выбора аппаратов различного типа. Агитационное выщелачивание. Принцип организации процесса выщелачивания в реакторах различного типа. Перемешивание и выбор перемешивающих устройств для реакторов. Назначение перемешивания в жидкой среде. Основные факторы при выборе мешалок. Способы оценки интенсивности перемешивания. Типы механических мешалок, их конструкционные особенности и области их применения (лопастные мешалки, пропеллерные, турбинные, цепные, специальные). Определение рабочей мощности мешалки. Моделирование механических мешалок для процессов растворения твердых веществ. Принцип расчета. Категории гидродинамического подобия для процесса перемешивания. Мешалки с пневматическим перемешиванием с центральным аэролифтом. Мешалки с пневмомеханическим перемешиванием. Расчет потребного количества и давления воздуха (газа), необходимого для пневматического перемешивания. Автоклавы и их расчет. Основные типы автоклавов: с поверхностным нагревом и механическим перемешиванием, с применением острого пара для нагрева и перемешивания. Расчет производительности автоклава. Расход пара на нагрев и перемешивание. Проверочный расчет прочности стенки аппарата. Схема непрерывно действующих реакторов различного типа. Техника безопасности при работе реакторов. Антикоррозионная защита аппаратов. Расчет производительности реакторов. 3. Аппаратурное оформление процесса разделения пульп. Способы разделения пульп и суспензий. Классификация пульп. Разделение пульп гравитационным способом, путем фильтрации и за счет центробежных сил. Отстаивание. Отстойники, их расчет, принцип выбора аппарата. Зависимость скорости отстаивания от различных факторов. Степень уплотнения сгущенного продукта. Теоретическая скорость осаждения твердой частицы в неподвижной среде. Значение коэффициента сопротивления. Определение скорости осаждения частиц по методу Стокса и методу Лященко. Поправочные коэффициенты, зависящие от формы частиц. Определение площади и высоты отстойника. Расчет содержания растворимых веществ, увлекаемых шламом. Типы сгустителей и их конструкции. Схемы непрерывной противоточной декантации. Способы антикоррозионной защиты. Технико-экономическое сравнение различных типов отстойников. Фильтрация. Классификация фильтрующих перегородок. Факторы, влияющие на выбор фильтров. Фильтры периодического действия: нутч-фильтры, фильтр-пресс и др. Фильтры непрерывного действия: барабанный и дисковый вакуум-фильтры, ленточные фильтры и др. Основное уравнение фильтрации. Определение констант фильтрации, скорости фильтрации и скорости промывки осадка. Содержание сухого вещества в осадке и концентрация твердого в пульпе. Расчет поверхности фильтрации и принцип выбора фильтра. Центрифугирование. Фильтрация, отстаивание и осветление с помощью центрифугирования. Классификация центрифуг по фактору разделения. Устройство центрифуг. Периодически действующие центрифуги, непрерывно действующие центрифуги, сверхцентрифуги. Расчет фактора разделения при центрифугировании. Расчет допустимого числа оборотов центрифуг. 4. Теплообменные процессы в гидрометаллургии. Теплообменная аппаратура. Способы нагрева и охлаждения. Выбор теплоносителя или охлаждающего агента. Типовые группы теплообменных устройств: нагрев паром, жидкостями, газами и электрическим током. Охлаждающие агенты. Выбор теплообменных аппаратов. Классификация теплообменных аппаратов по способу передачи тепла. Поверхностные теплообменники (оросительные, погруженные, "труба в трубе", кожухотрубные и др.). Теплообменники смешения, основные конструкции и устройство. Регенеративные теплообменные аппараты. Сравнение теплообменных аппаратов. Принцип расчета поверхностных теплообменников. Нахождение средней поверхности для цилиндрической стенки. Уравнение теплопередачи Ньютона-Фурье для плоской и цилиндрической стенки. Нахождение коэффициента теплопередачи. Значение критериев подобия при передаче тепла конвекцией. Определение значения коэффициента теплоотдачи. Принцип расчета и выбора теплообменных аппаратов. Выпаривание. Аппаратура для выпаривания. Выпаривание при различных давлениях. Факторы, влияющие на производительность и интенсивность работы выпарных аппаратов. Устройство выпарных аппаратов. Аппараты со свободной циркуляцией (змеевиковые, рубашечного типа и с горизонтальными трубами). Аппараты с естественной циркуляцией (с центральной циркуляционной трубой, с подвесной греющей камерой, с выносным кипятильником). Аппараты с принудительной циркуляцией. Пленочные аппараты. Многокорпусные выпарные установки. Схемы с прямоточным, с противоточным и с параллельным питанием. Расчет количества выпариваемой воды и расхода пара. Определение теплоты парообразования жидкости. Антикоррозионная защита и защита от инкрустации теплообменных поверхностей. 5. Массообменные процессы. Аппаратура для кристаллизации. Основные понятия растворимости. Насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные растворы. Способы перевода растворов в неустойчивое состояние. Типы и основы конструкции кристаллизаторов. кристаллизаторы с водяным охлаждением (со встроенными змеевиками или рубашками, горизонтальные кристаллизаторы непрерывного действия с выносным холодильником). Кристаллизаторы с воздушным охлаждением; барабанный вращающийся кристаллизатор непрерывного действия. Вакуум-кристиаллизаторы. Непрерывно действующие схемы. Принцип выбора аппаратов для кристаллизации. Уравнение для определения количества образовавшихся кристаллов. Тепловой баланс для случая кристаллизации. Определение теплоты образования кристаллов. Аппаратура для процессов сорбции, экстракции и ректификации. Основные виды аппаратов, их устройство, конструктивные особенности и принцип работы. Основы технологического расчета и выбор аппаратов для процессов массопередачи. 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. Пирометаллургическое оборудование х х х х 2. Автоматизация технологических процессов в металлургии х х х 3. Автоматизированные системы управления металлургическими производствами 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 4 2 6 2. Аппаратурное оформление процессов выщелачивания. 10 4 10 14 3. Аппаратурное оформление процесса разделения пульп. 8 24 40 32 4. Теплообменные процессы в гидрометаллургии. 8 4 10 12 5. Массообменные процессы. 8 4 10 12 6. Лабораторный практикум № п/п № раздела дисциплины Наименование лабораторных работ Трудо-емкость (час.) 1. 2 Определение зависимости давления пара от температуры автоклавного процесса 4 2. 3 Определение констант процесса фильтрации 8 3. 3 Центробежное разделение пульп 8 4. 3 Определение удельной площади сгущения 8 5. 4 Изучение термического и гидравлического сопротивления пульпо-пульпового теплообменника 4 6. 5 Определение коэффициента массопередачи в процессе абсорбции 4 7. Практические занятия (семинары) – не предусмотрены. 8. Примерная тематика курсовых проектов (работ). Курсовые проекты (работы) не предусмотрены. 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины: Презентации конструкций основных аппаратов, схем цепей аппаратов реальных процессов, аппаратурно-технологические схемы гидрометаллургических процессов, чертежи и синьки промышленных агрегатов гидрометаллургических цехов. Диафильмы и слайды основных гидрометаллургических агрегатов и цепей аппаратов. Основная литература Основная 1. Набойченко С.С., Юнь А.А. Расчеты гидрометаллургических процессов. М.: МИСИС, 1995, 428 с. 2. Мастюгин С.А., Набойченко С.С., Волкова Н.А. Типовое оборудование для металлургических процессов. Учебное пособие. Екатеринбург, УГТУ-УПИ. 3. Грейвер Т.Н. Основы методов постановки и решения технологических задач цветной металлургии. ГУП "Руда и металлы". 1999, 147 с. Дополнительная литература 3.  Процессы и аппараты химической технологии /Основы инженерной химии/. Учебник для вузов под редакцией проф. Н.Н.Смирнова. СПб: Химия, 1996. 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины: Лабораторные занятия проводятся в специализированной аудитории теории гидрометаллургических процессов и оборудования ауд. 3218, в которой смонтированы лабораторные стенды, позволяющие выполнять работы по определению тех или иных параметров, необходимых при расчетах для выбора гидрометаллургических агрегатов и для изучения принципа работы и эксплуатации различных аппаратов. Представлены установки, позволяющие определять физико-химические параметры сред, перерабатываемых в гидрометаллургии и необходимых для расчета и выбора гидрометаллургической аппаратуры. 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, оформление и защита отчетов по выполненным лабораторным работам, выполнение индивидуальных расчетно-графических заданий на практических занятиях. Разработчики: Кафедра доцент А.Я. Бодуэн (место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия) Эксперты: Кафедра МЦМ профессор В.М. Сизяков (место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия) Кафедра МЦМ профессор Г.В. Петров (место работы) занимаемая должность) (инициалы, фамилия)

Похожие:

	Рабочая программа учебной дисциплины «Электротехника» Изучение этой дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении математики и физики и последующих дисциплин: теплотехники,...		Рабочая программа учебной дисциплины «Электротехника» Изучение этой дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении математики и физики и последующих дисциплин: теплотехники,...
	Рабочая программа учебной дисциплины «Электротехника и электроника» Изучение этой дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении математики и физики и последующих дисциплин: теплотехники,...		Рабочая программа учебной дисциплины «Электротехника и электроника» Изучение этой дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении математики и физики и последующих дисциплин: теплотехники,...
	Рабочей программы учебной дисциплины рабочая программа учебной дисциплины «Конкурентное право» Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины (пререквизиты)		Рабочей программы учебной дисциплины рабочая программа учебной дисциплины «Конкурентное право» Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины (пререквизиты)
	Рабочей программы учебной дисциплины рабочая программа учебной дисциплины «Банковское право» Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины (пререквизиты)		Рабочая программа учебной дисциплины «Технология машиностроения» Профиль подготовки: Технологии, оборудование и автоматизация машиностроительных производств
	Рабочей программы учебной дисциплины рабочая программа учебной дисциплины... Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины (пререквизиты)		Программа учебной дисциплины Процессы и оборудование микротехнологии... Изучение дисциплины предполагает предварительное освоение следующих дисциплин учебного плана
	Рабочая программа учебной дисциплины бд02. Литература Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения учебной дисциплины		Рабочая программа учебной дисциплины сд. 02. 02 Технологическое оборудование Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Рабочая программа учебной дисциплины «нефтегазопромысловое оборудование» Эксплуатация и обслуживание объектов добычи газа, газоконденсата и подземных хранилищ		Учебной дисциплины пс рпуд рабочая программа учебной дисциплины корпоративные... Компетенции студента, формируемые в результате освоения учебной дисциплины / ожидаемые результаты образования и компетенции студента...
	Паспорт рабочей программы учебной дисциплины 4 структура и содержание учебной дисциплины Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с фгос спо...		Программы учебной дисциплины 4 структура и содержание учебной дисциплины Рабочая программа учебной дисциплины Основы микробиологии и иммунологии является частью основной профессиональной образовательной...