Жұмыс бағдарламасы металлургия редких и рассеянных металлов рабочая программа Мамандығы: 5В070900 «Металлургия»

МЕТАЛЛУРГИЯ РЕДКИХ и рассеянных МЕТАЛЛОВ

Рабочая программа

Мамандығы: 5В070900 «Металлургия»

Курс - 4

Лекциялар - 30

Зертханалық жұмыстар - 30

Курстық жұмыс, емтихан,

Өзіндік жұмыс – 30

Өскемен

2014

Кафедра мәжілісінде қаралған

Кафедра меңгерушісі Н.А. Куленова
№ _________хаттама « ___» ________________ 2014 ж.

Тау-кен-металлургия факультетінің әдістемелік Кеңесімен мақұлданды

Төрайымы: Г.Т. Нұршайықова
№ _____хаттама « ___» ________________ 2014 ж.

Әзірлегендер: Л.Н. Жанузакова

Норма бақылаушысы: Т.В. Тютюнькова

1 ПӘННІҢ МАҚСАТЫ ЖӘНЕ МІНДЕТТЕРІ, ОНЫҢ ОҚУ ЖОСПАРЫНДАҒЫ ОРНЫ

Курстың мақсаты – сирек металдар металлургиясы, олардың шикізат көздерінің ерекшеліктері, мырыш, мыс және қорғасын өндірісінің металлургиялық процесстеріндегі өзгерісі, оларды алу және қасиеттері жақын элементтерді бөлу әдістері саласындағы білімнің теориялық негізін беру.

2 ПӘННІҢ МАЗМҰНЫ

2.1.2 Қасиеттері жақын металдарды бөлу. Гидрометаллургиядағы ион алмасу процесстерінің теориялық негізі. Иониттер, олардың қасиеттері, жіктелуі, алмасу сыйымдылығы. Иониттерді сирек металдар металлургиясында қолдану (металдарды алу және бөлу, өндірістік және ақаба суларды тазарту, металдарды кеніш суларынан бөліп алу).

2.1.3 Экстракциялық процесстердің теориялық негіздері. Экстракция әдістерінің механизмі. Экстрагенттердің жіктелуі. Таралу және бөліну коэффициенттері. Экстракциялық бөлінудің мысалдары.

2.1.4 Электрохимиялық процесстер. Электродтық потенциал. Электрохимиялық кернеу қатары. Цементация және электролиз процесстерінің теориялық негіздері. Осы әдістердің сирек металдар металлургиясында қолданылуы.

2.1.4 Шашыранды сирек металдар.

Таллий, физикалық және химиялық қасиеттері, маңызды қосылыстары, алу көздері. Құрамында таллийі бар шикізаттарды ашу әдістері және таллийдің концентрациясын көтеру жолдары. Таллийдің қорғасын, мырыш және мыс өндірістеріндегі өзгеруі. Таллийді қорғасын-мырыш өндірісінің қалдықтарынан бөліп алу. Металдық таллийді алу және оны тазарту жолдары. Қолдану облысы.

Индий, физикалық және химиялық қасиеттері, маңызды қосылыстары. Индийдің шикізат көздері. Индийдің мырыш және қорғасын өндірісінің процесстеріндегі өзгеруі. Индийді ерітіндіге өткізу және ерітіндіден индий концентраттарын бөліп алу тәсілдері. Қара индий алу және оны тазарту жолдары. Екінші қолданымдағы индийді өңдеу технологиясы. Қолдану облысы.

Галлий, галлийдің физикалық-химиялық қасиеттері жөнінде жалпы мәлімет, маңызды қосылыстары. Галлийдің шикізат көздері, оның мырыш және алюминий өндірістеріндегі өзгеруі. Галлийді алюминий және мырыш өндірісінің айналымдық ерітінділерінен бөліп алу технологиясы. Металдық галлий алу. Қолдану облысы.

Германий, физикалық және химиялық қасиеттері, маңызды қосылыстары, шикізат көздері. Сульфидтік шикізаттарды және көмірлерді өңдеу кезінде германийдің өзгеруі. Құрамында германийі бар шикізаттарды ыдырату және концентраттар алу әдістерінің физикалық-химиялық негіздері (күкірт қышқылымен ыдырату, сульфаттай күйдіру, германий сульфидін ұшыру және б.). Германий тетрахлоридін алу.

Селен және теллур, осы элементтердің негізгі қасиеттері және маңызды қоспалары. Селен мен теллурды алу көздері. Селен мен теллурдың мыс, қорғасын және күкірт қышқылы өндірістеріндегі өзгеруі. Мыстың электролиттік шламдарын өңдеу жолдары (тотықтыра күйдіру, сульфаттай күйдіру, содамен күйежентектеу). Селенді күкірт қышқылы өндірісінің шламынан бөліп алу. Селен мен теллурды ерітінділерден бөліп алу әдістерінің негізі. Селен мен теллурдың қолданылу салалары.

Мырыш және қорғасын өндірісінде шикізаттарды кешенді өңдеу. Сирек металдардың мырыш өндірісінің өнімдеріне таралуы және оларды өңдеу сұлбалары. Сирек металдардың қорғасын өндірісінің өнімдеріне таралуы және оларды өңдеу сұлбалары.

2.1.5 Сирек жер сирек металдар (лантан және лантанидтер). Лантан және лантанидтер, олардың жалпы сипаттамасы, физикалық және химиялық қасиеттері, маңызды қосындылары, шикізат көздері. Монациттік концентраттарды ыдырату әдістерінің физикалық-химиялық негіздері (қышқылдық және сілтілік ыдырату). Сирек жер металдарды бөлу жолдары (бөлшектей кристалдандыру, бөлшектей тұндыру, таңдамалы түрде тотықтыру және тотықсыздандыру, тұздарды термиялық жолмен ыдырату, экстракция және ион алмасу), сирек жер металдарды алу, олардың қолданылу салалары..

2.1.6 Қиын балқитын металдар.

Цирконий және гафний, олардың физикалық-химиялық қасиеттері және маңызды қосылыстары. Шикізат көздері. Циркондық концентраттарды содамен, әкпен және әктаспен күйежентектей отырып ыдыратудың теориясы және практикасы. Цирконийді тұз қышқылды және күкірт қышқылды ерітінділерден бөлу және цирконий қос тотығын алу. Цирконий тетрахлоридін өндіру. Металдық цирконий және гафний алу, осы металдарды және олардың қосылыстарын қолдану.

Тантал және ниобий, физикалық-химиялық қасиеттері, маңызды қосылыстары. Минералдары, кендері және кендік концентраттары. Танталитті ыдырату әдістері (сілтілермен бірге балқыту, балқытқыш қышқылмен ыдырату). Лопарит концентраттарын өңдеу. Тантал мен ниобийді бөлу жолдары (комплексті фторидтерді бөлшектеп кристалдандыру, экстракция). Металдық тантал мен ниобийді алу. Тантал мен ниобий және олардың қосылыстарын қолдану салалары.

Ванадий, ванадий және оның технологияда қолданылатын негізгі қосылыстарының физикалық-химиялық қасиеттері. Ванадийді өндіру үшін шикізат көздері. Ванадийді темір кендерінен (қара металлургия қождарынан) бөліп алу. Ванадий және феррованадийді алу. Ванадийді техникалық титан тетрохлоридінен бөліп алу. Қолдану салалары.

Вольфрам, вольфрам және оның маңызды қосылыстарының физикалық-химиялық қасиеттері. Вольфрам минералдарының, кендерінің және кендік концентраттарының сипаттамалары. Вольфрамиттік және шеелиттік концентраттарды ыдырату жолдары (соламен күйежентектеу, сода ерітінділерімен автоклавтарда ыдырату, оларды техникалық-экономикалық салыстыру). Құрамында вольфрамы бар ерітінділерді қоспалардан тазалау. Аммоний паравольфраматын және вольфрам үш тотығын алу. Вольфрам үш тотығынан вольфрам ұнтағын алу. Вольфрамды қолдану салалары.

Молибден, молибден және оның технологияда қолданылатын маңызды қосылыстарының физикалық және химиялық қасиеттері. Минералдары, кендері және кендік концентраттары. Молибден концентраттарын өңдеудің кеңінен таралған технологиялық сұлбалары. Молибдениттің және басқа сульфидтедің тотығу процесстерінің теориялық негізі. Өртендіні өңдеудің гидрометаллургиялық жолдары, молибденті аммиактық ерітінділерден бөліп алу (буландыру және бейтараптау әдістері).

Рений, рений және оның қосылыстарының физикалық-химиялық қасиеттері. Ренийдің шикізат көздері. Молибденит концентраттарын өңдеу кезінде және мыс өндірісіндегі ренийдің өзгеруі. Ренийді ерітінділерден бөліп алу технологиясы (сорбциялық, ион алмасу, экстракция әдістері, аз еритін қосылыстарын тұндыру). Аммоний перранатын және металдық рений алу. Қолдану саласы.

2.1.7 Жеңіл сирек металдар.

Бериллий, бериллий және оның қосылыстарының физикалық-химиялық қасиеттері. Шикізат көздері. Құрамында бериллийі бар концентраттарды өңдеу технологиясы (сілтілік және қышқылдық әдістер). Металдық бериллий алу. Бериллийдің уыттылығы және онымен жұмыс істеу кезіндегі техника қауіпсіздігінің ережелері. Бериллий және оның қосылыстарының қолданылу салалары. Бериллийдің гидрометаллургиясы үшін жаңа минералдық шикізаттар.

Скандий, скандий және оның қосылыстарының физикалық-химиялық қасиеттері. Скандийдің шикізат көздері. Құрамында скандийі бар шикізаттарды өңдеудің маңызды технологиялық сұлбалары (титан хлораторларының пайдаланылған балқымасын, вольфрам және қалайы өндірісінің қалдықтарын). Металдық скандий алу. Скандий және оның қосылыстарының қолданылу салалары.

2.1.8 Аз қалдықты өндіріс және қоршаған ортаны қорғау. Сирек металдар металлургиясында қалдықтардың түзілу көздері. Қалдықтардың жіктелуі және уыттылық көрсеткіштері. Сирек металдар өндірісінде аз қалдықты процесстерді әзірлеудің негізгі бағыттары. Сирек металдар өндірісінде ақаба суларды тазарту. Сирек металдар өндірісінде шаң тұту және газдарды тазарту. Түсті металлургиядағы сирек металдар өндірісінің шаңдары мен қалдықтарын кәдеге асыру.

1. 
   Зертханалық жұмыстар.
   

2.2.1 Қауіпсіздік техникасының Ережелері, студенттердің білімін тексеру – 2 сағат

2.2.2 Сирек металдарды сапалық талдау – 3 сағат.

2.2.3 Таллий және оның қосылыстары– 3 часа.

2.2.4 Селен және оның қосылыстары – 3 часа.

2.2.5 Теллур және оның қосылыстары– 3 часа.

2.2.6 Техникалық теллурды тазарту – 4 часа.

2.2.7 СЖМ қосындысын олардың тотығының техникалық қоспасында гравитациялық жолмен анықтау. – 4 сағат.

2.2.8 Индийді сульфаттық мырыш ерітінділерінен экстракциямен бөліп алу– 4 сағат

2.2.9 Индийді өндірістік ерітінділерден фосфаттарды тұндыру әдісімен бөліп алу – 4 сағат.

2. 
   Курстық жұмыстардың ұсынылатын тақырыптары
   

2.4.1 Вольфрамит концентратын содамен күйежентектеу.

2.4.2 Молибден концентратын КК пешінде (немесе көп еденді) күйдірудің металлургиялық есептеуі.

2.4.3 Қорғасын өндірісінің шаңдарынан таллийді экстракциялық технологиямен бөліп алу, экстракторды есептеу.

2.4.4 Шеелит концентратын қышқылдық ыдырату.

2.4.5 Индийді вельцтотықтардан экстракциялық технологиямен бөліп алу.

2.4.6 Танталит концентратын КОН –пен (немесе NaOH) бірге балқыту арқылы ыдырату және тантал мен ниобийді кешенді фторидтер түрінде бөлу.

2.4.7 Ренийді шаң тұтудың сулы жүйесінің ерітінділерінен ион алмасу технологиясымен аммоний перранатын алу арқылы бөліп алу.

2.4.8 Селенді мысты электролиттік жолмен тазарту шламдарынан бөліп алу.

2.4.9 Скандийді титан хлораторларының пайдаланылған балқымаларынан экстракциялық технологиямен бөліп алу (ТВЭКС-ТБФ немесе сұйық экстракт ТБФ).

2.4.10 Скандийді титан хлораторларының пайдаланылған балқымасынан сорбциялық технологиямен бөліп алу.

2.4.11 Бериллийдің гидрометаллургиясы үшін жаңа минералдық шикізаттар.

ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Негізгілері
1 Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов: Учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1991. – 431с.

2 Зеликман А.Н., Меерсон Г.А. Металлургия редких металлов. – М.: Металлургия, 1973. – 607с.

3 Химия и технология редких и рассеянных элементов. /Под ред. проф. Большакова К.А. Часть 1-3. – М.: Высшая школа, 1985.
Қосымша
4 Сонгина О.А. Редкие металлы. – М.: Металлургия, 1964. – 568с.

5 Снурников А.П. Комплексное использование минеральных ресурсов в цветной металлургии. – М.: Металлургия, 1986.

6 Надольский А.П. Расчеты процессов и аппаратов производства тугоплавких металлов: Учебное пособие для вузов. – М.: Металлургия, 1980. – 128с.

7 Коровин С.С., Дробот Б.В., Федоров П.И. //Под общ. ред. Коровина С.С. Редкие рассеянные элементы. Химия и технология. – М.: МИСИС, 1996, т.1 – 376с., т.2 – 461с.