冶金原理 教學(xué)大綱

1、講授教學(xué)大綱一、課程在培養(yǎng)方案中的地位、目的和任務(wù)本課程系冶金專(zhuān)業(yè)的主業(yè)課程。本課程是在無(wú)機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和冶金概論的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握冶金過(guò)程的基本原理和使用原理分析問(wèn)題解決問(wèn)題的方法，為今后的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)和工作實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。二、課程的基本要求1、了解重要基本概念和基本原理的定義和含義；2、能運(yùn)用所學(xué)的理論對(duì)基本冶金過(guò)程進(jìn)行定性、定量分析；3、能夠初步解決具體的研究問(wèn)題；4、不要背誦公式定理，而要在理解的基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用。各章的基本要求：1.冶金熔體a. 冶金熔體的基本概念和特點(diǎn)；三元相圖相平衡（初晶面，劃分三角形，平衡線、平衡點(diǎn)的性質(zhì)，冷卻過(guò)程分析，等溫截面圖）。要求能夠熟練

2、的進(jìn)行冷卻過(guò)程分析，會(huì)根據(jù)相圖選擇合理的熔體成分；b.了解各種冶金熔體的結(jié)構(gòu)理論，特別是對(duì)于冶金爐渣，要求會(huì)應(yīng)用所學(xué)的理論解釋相關(guān)現(xiàn)象；c. 了解冶金熔體的物理化學(xué)性質(zhì)及其變化規(guī)律，能夠使用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，以及正確的查圖都區(qū)有關(guān)參數(shù)；d.掌握熔渣的酸堿性、氧化性的表示方法，會(huì)用來(lái)初步分析問(wèn)題；了解渣與金屬間的反應(yīng)；e.會(huì)讀圖獲取熔體的熱力學(xué)參數(shù)。2.熱力學(xué)基礎(chǔ)a.了解熱力學(xué)的性質(zhì)和應(yīng)用，嚴(yán)格與動(dòng)力學(xué)相區(qū)分；b.掌握吉布斯自由能圖的構(gòu)筑和應(yīng)用方法、圖中線的斜率的變化規(guī)律，會(huì)計(jì)算化合物的分解壓。c.掌握繪制熱力學(xué)平衡的方法，能夠熟練的繪制Me-O系、Me-O-S系的平衡圖、電勢(shì)-pH圖，會(huì)舉一

3、反三建立其他體系的平衡圖如Me-Cl-O系的平衡圖等；并能用來(lái)初步解決具體問(wèn)題，如解釋冶金現(xiàn)象、選擇工藝條件等；d.掌握碳的燃燒反應(yīng)特別是布多爾反應(yīng)的平衡關(guān)系，掌握氫的燃燒反應(yīng)及C-H-O系的平衡，會(huì)進(jìn)行平衡計(jì)算并建立變價(jià)金屬氧化物用CO和H2、C還原的平衡圖；明確熔渣中金屬氧化物的還原的對(duì)比關(guān)系；理解真空還原、金屬熱還原的原理；e.掌握不同標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的換算關(guān)系，并會(huì)運(yùn)用活度進(jìn)行精煉的平衡計(jì)算，了解熔析精煉、區(qū)域熔煉的原理。3.動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)a.掌握成核與長(zhǎng)大的機(jī)理，理解成核動(dòng)力學(xué)公式的物理意義，會(huì)應(yīng)用晶體形成動(dòng)力學(xué)公式；b.掌握雙膜理論，并會(huì)應(yīng)用；c.熟練掌握流/固相反映的動(dòng)力學(xué)步驟、自動(dòng)催化機(jī)理

4、及各種物理因素對(duì)反應(yīng)速度的影響；掌握化學(xué)反應(yīng)控制、擴(kuò)散控制動(dòng)力學(xué)方程；特別是掌握其應(yīng)用前提條件；了解會(huì)和控制的動(dòng)力學(xué)方程；三、實(shí)驗(yàn)要求見(jiàn)本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。四、考核方式由學(xué)校組織統(tǒng)一閉卷考試。實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程編號(hào)：05040031課程學(xué)分：2總 學(xué) 時(shí)：32適應(yīng)專(zhuān)業(yè)：冶金工程專(zhuān)業(yè)參考教材：有色冶金原理及工藝實(shí)驗(yàn)修訂日期：2010年12月一、課程在培養(yǎng)方案中的地位、目的和任務(wù)冶金原理實(shí)驗(yàn)是冶金原理專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，包括冶金原理和冶金工藝兩個(gè)方面的內(nèi)容，屬綜合性教學(xué)實(shí)驗(yàn)。所涉及的八個(gè)實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容包括高溫熔體物理性質(zhì)測(cè)定；礦物的氧化、還原、浸出；金屬離子的萃取分離；電位 -PH 圖的繪制

5、；濕法電解等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生更牢固掌握所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手和理論聯(lián)系實(shí)際、分析解決問(wèn)題的能力，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。二、課程的基本要求要求學(xué)生能基本掌握各實(shí)驗(yàn)的基本原理，較熟練地操作實(shí)驗(yàn)所涉及到的儀器設(shè)備，并能根據(jù)所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出合理的解決方案。三、課程的基本內(nèi)容以及重點(diǎn)難點(diǎn)1、實(shí)驗(yàn)前由指導(dǎo)教師講清實(shí)驗(yàn)的基本要求、設(shè)備工作原理、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作步驟、安全注意事項(xiàng)；2、實(shí)驗(yàn)時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備套數(shù)確定每組實(shí)驗(yàn)人數(shù)，一般情況為45人一組，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)時(shí)間為4小時(shí)，實(shí)驗(yàn)由各小組成員共同完成；3、掌握實(shí)驗(yàn)裝置的基本工作原理及其操作方法；4、按照實(shí)驗(yàn)要求完成規(guī)定的

6、測(cè)試數(shù)據(jù)，經(jīng)指導(dǎo)教師認(rèn)可后實(shí)驗(yàn)方為完成；5、實(shí)驗(yàn)完畢后，對(duì)所用儀器設(shè)備進(jìn)行整理，對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行清理。四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容摘要具體項(xiàng)目和內(nèi)容見(jiàn)下表：章 節(jié)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)要求內(nèi)容提要鐵-水系電位-pH圖綜合通過(guò)實(shí)驗(yàn)要求掌握電位-pH圖的繪制方法，并作出鐵-水系電位-pH圖利用酸度計(jì)和數(shù)字電壓表測(cè)量不同pH值下的電位。電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)綜合通過(guò)實(shí)驗(yàn)作出銅電解過(guò)程中的極化曲線利用銅電解槽、電化學(xué)工作站測(cè)出電極電位隨反應(yīng)時(shí)間的變化。高溫熔體粘度的測(cè)定綜合作出高溫熔體粘度隨溫度的變化曲線通過(guò)高溫爐熔化冶金物料，利用粘度計(jì)測(cè)量不同溫度下熔體的粘度。硫化鋅氧化過(guò)程動(dòng)力學(xué)綜合作出硫化鋅硫的氧化率與時(shí)間的關(guān)系曲線，根據(jù)數(shù)

7、據(jù)和有關(guān)知識(shí)判斷氧化過(guò)程的控制性環(huán)節(jié)。利用管式爐加熱，通空氣氧化硫化鋅中的硫，用雙氧水吸收，利用氫氧化鈉進(jìn)行滴定分析。金屬氧化物還原過(guò)程動(dòng)力學(xué)綜合作出還原率與時(shí)間的關(guān)系曲線，分析各時(shí)間段所屬的控制性環(huán)節(jié)，提出相應(yīng)提高還原速度的措施。利用豎式管狀爐加熱，調(diào)節(jié)氫氣流量，還原金屬氧化物，電子天平稱(chēng)量、計(jì)時(shí)，打印機(jī)定時(shí)打印數(shù)據(jù)。溶劑萃取綜合作出萃取等溫線將煤油磺化后用P204配置萃取劑，從FeCl3溶液中萃取鐵，利用K2Cr2O7進(jìn)行滴定分析。鋅焙砂浸出過(guò)程動(dòng)力學(xué)綜合作出浸出率與時(shí)間的關(guān)系曲線圖，判斷浸出過(guò)程屬的控制環(huán)節(jié)，提出提高浸出速率的措施將焙砂進(jìn)行分級(jí)，用恒溫水浴進(jìn)行鋅焙砂的硫酸浸出，利用Na2EDTA進(jìn)行滴定分析。銅電解精煉電流效率的測(cè)定綜合通過(guò)實(shí)驗(yàn)計(jì)算電解電流效率，提出提高電流效率