18_150103_b

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Санкт-Петербургский государственный горный институт
имени Г.В. Плеханова
(технический университет)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
_____________проф. М.А. Иванов
«__» ___________2009 г.
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
"ВЛИЯНИЕ ТЕРМОУРАВНОВЕШЕННЫХ ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ НА
ПОВЕДЕНИЕ РАСПЛАВОВ В ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТАХ"
(18 час.)
Санкт-Петербург
2009 г.
1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ СЕМИНАРА
При рассмотрении того или иного процесса, протекающего
в
условиях
определенного промышленного (или лабораторного) агрегата, возникают следующие
основные вопросы:
– направление процесса и продукты, которые он может дать. При этом известно
исходное состояние системы (концентрации реагирующих веществ, давление,
температура и т.п.);
– стадия окончания процесса, пределы, до которых может протекать процесс, и
состояние системы при окончании процесса;
– скорость протекания процесса, ее зависимость от отдельных параметров,
характеризующих данную систему, и изменение во времени при протекании процесса.
Цель данного семинара – изучение воздействия энергонасыщенной газовой струи на
расплавы разного состава.
В ходе семинара решаются основные задачи:
– изучение различных физических свойств расплавленных сред;
– анализ диаграмм плавкости;
– анализ термодинамического расчета;
– минералогический состав шлаков;
– физико-химические основы процесса;
– гидродинамика газовой струи в расплавленной ванне;
– скорость окислительных процессов при продувке расплава;
– термодинамика процесса;
– термохимия плавки;
– управление процессом;
– температурные условия кислородно-воздушной продувки;
– особенности химизма реакций окисления;
Во многих автогенных процессах имеет место истечение газовой струи в среду
высокой плотности, т.е. по принятому в гидравлике определению "истечение затопленной
струи" или "истечение струи в затопленное пространство". Особенностью продувки
следует считать то, что продуваемый газ частично или полностью ассимилируется
жидкостью. Характерной чертой продувки является большая скорость движения
продуваемого газа и значительный запас энергии струи.
2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения курса "Влияние термоуравновешенных газовых потоков на
поведение расплавов в промышленных агрегатах"
слушатель должен знать:
 физико-химические характеристики расплавов;
 гидродинамику газовой струи;
 закономерности воздействия газовой струи на расплав;
 физико-химическую сущность процессов, положенных в основу технологии
производства цветных, редких и благородных металлов;
 принципиальные взаимосвязи технологических процессов и эксплуатируемого
оборудования;
В результате прохождения курса слушатель должен уметь:
 анализировать особенности воздействия знергонасыщенной газовой струи на
расплавы разного состава;
 производить гидродинамический и теплообменный расчеты взаимодействия
газовой струи с расплавом;
 производить термодинамический анализ процесса;
 анализировать фазовые превращения в материалах;
2
 рассчитать кинетику процесса;
 управлять процессом окисления;
 анализировать, критически сопоставлять и выбирать рациональные решения для
разработки новых процессов в металлургии цветных, редких и благородных металлов;
 осуществлять комбинацию новых и перспективных процессов для разработки
эффективных технологий в металлургии цветных, редких и благородных металлов.
 выбрать и обосновать рациональную технологическую схему переработки
рудного сырья.
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№
пп.
1
2
3
4
5
Раздел дисциплины
Современное состояние сырьевой базы
Природа и свойства расплавленных сред (штейнов)
Природа и свойства расплавленных сред (шлаков)
Поведение газовой струи
Удаление примесей
Лекци
и, час.
2
2
2
2
1
ПЗ,
час.
3
2
3
1
3.2. Содержание разделов дисциплины
РАЗДЕЛ 1. Современное состояние сырьевой базы. Медные, свинцово-цинковые,
никелевые, сурьмяные и ртутные руды, алюминиевое, магниевое и титановое сырье, руды
редких металлов. Комплексный характер сырья для производства цветных металлов.
РАЗДЕЛ 2. Природа и свойства расплавленных сред (штейнов). Анализ диаграммы
плавкости. Изучение различных физических свойств расплавленных сред. Анализ
штейновых систем.
Второстепенные компоненты штейнов. Структура и
термодинамический свойства штейнов. Обобщение имеющихся сведений по строению
штейнов.
РАЗДЕЛ 3. Природа и свойства расплавленных сред (шлаков). Минералогический
состав шлаковых систем. Диаграмма плавкости основных компонентов металлургических
шлаков. Термодинамические свойства шлаков. Эволюция взглядов на природу шлаков.
Физические свойства шлаков. Обобщение имеющихся сведений по строению шлаков.
РАЗДЕЛ 4. Свойства газовой струи. Физико-химические основы процесса.
Гидродинамика газовой струи в расплавленной ванне. Геометрия газовой струи и
расплава. Скорость окислительных процессов. Кинетика процесса окисления.
Окисленность ванны. Термодинамика автогенных процессов. Термохимия процесса.
Поведение воздушно-кислородной струи. Температурные условия продувки.
РАЗДЕЛ 5. Удаление примесей. Общие соображения по вопросу об удалении
примесей. Классификация удаляемых примесей. Зависимость между условиями ведения
технологического процесса и видом накапливающихся примесей. Условия для удаления
висмута, селена и теллура. Извлечение серы из отходящих газов.
4. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Основная:
1. Набойченко С.С., Агеев Н.Г., Дорошкевич А.П. и др. Процессы и аппараты цветной
металлургии. –Екатеринбург.: УГТУ, 1997.
2. Ефимов В.А., Эльдарханов А.С. Технологии современной металлургии. -М.: Высшая
школа, 2005.
3
3. Бледнов Б.П. Автогенные процессы в металлургии меди и никеля. книга. Учебное
пособие. -М.: Металлургия, 2006.
4. Смирнов И.И., Кокорин В.С. Расчеты оборудования в металлургии тяжелых цветных
металлов: Учебное пособие.-М.: Металлургия, 2005.
5. Мечев В.В., Быстров В.П., Тарасов А.В. и др. Автогенные процессы в цветной
металлургии. -М.: Металлургия, 1991.
6. Худяков И.Ф., Тихонов А.И., Деев В.И., Набойченко С.С. Металлургия меди, никеля и
кобальта.- М.: Металлургия, 1977, ч.1, с.266, ч.2.
7. Диомидовский Д.А., Шалыгин Л.М. Расчеты пиропроцессов и печей цветной
металлургии. -М.: Металлургиздат, 1963.
8. Шалыгин Л.М. Конвертерный передел в цветной металлургии.-М.:Металлургия, 1965.
9. А.с.120646 СССр. Способ конвертирования медных и медно-никелевых штейнов
/Диомидовский Д.А., Шалыгин Л.М., Гальнбек А.А., Южанинов И.А. – опубл. БИ.1959.
10. Диомидовский Д.А., Шалыгин Л.М. , Гальнбек А.А., Южанинов И.А. //Цветные
металлы.-1959.-№ 2.- с.27-34.
11. Методы комплексного исследования технологии и аппаратуры конвертерного
передела штейнов : печи / Л. М. Шалыгин, Т. Р. Косовцева, Г. В. Коновалов //
Цветные металлы. - 2006. - №10
12. Разработка новой технологии извлечения никеля из окисленных никелевых руд / Л.М.
Шалыгин, А.С. Курныгин, Н.М. Теляков и др. // Отчет по НИР, 1986.
13. Шалыгин Л.М., Коновалов Г.В., Колтон Г.А. Перспективное направление автогенной
переработки сульфидных руд и концентратов на основе пространственно
ориентированного кислородного дутья. // Цветные металлы. - 2006. - №1
14. Шалыгин Л.М. Оценка энерготехнологической и экологической эффективности
применения кислорода при конвертировании штейнов//Цвет.металлы.- 1996.- N2.
Дополнительная:
15. Зайцев В.Я., Маргулис Е.В. Металлургия свинца и цинка. Учебное пособие для вузов.
-М.: Металлургия, 1985.
16. Пискунов И.Н., Смирнов Ю.М. Пирометаллургия цинка. Учебное пособие. -Л.: РИО
ЛГИ, 1978.
17. Пискунов И.Н., Орлов А.К. Металлургия свинца. Универсальный процесс. Л.: РИО
ЛГИ, 1978.
18. Разумов К.А., Перов В.А. Проектирование обогатительных фабрик. –М.: Изд-во
"Недра", 1971.
19. Материалы научно-проектных институтов ВАМИ, Гипроникеля, Гинцветмета,
Гипрохима, Гиредмета и др.
5. СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
– образцы минералов, руд, концентратов, огарков, агломератов, металлов.
– плакаты с изображением технологического оборудования, диаграмм состояния и
схем.
Исполнитель,
профессор
Заведующий кафедрой ПТПЭ,
профессор
Н.М. Теляков
Н.М. Теляков
Декан МФ,
профессор
Н.М. Теляков
4