冶金工程专业实验教学大纲
一.课程信息
课程名称:冶金原理和技术实验
Experiments of Metallurgical Principle and Technology
学时:3周(80学时)
学分:3学分
适用专业:冶金工程专业,其它专业学生可选修
开课单位:化工学院
二. 课程的性质、目的和任务
本课程为实践性环节,通过本环节的学习使学生在完成有色冶金原理和工艺、钢铁冶金学和新材料工艺学等课程后,巩固所学的基础理论知识,培养动手能力、科学思维和工程意识,掌握冶金工程的基本实验研究方法和技能。
三. 教学的基本要求
要求学生实验前认真学习实验指导书,理解实验原理和方法,实验设备和仪器的使用方法,了解实验步骤,懂得实验数据的取得和处理方法,能按要求完成实验报告。对于研究型实验应能在教师指导下自行查阅资料,拟定实验方案和步骤,独立完成实验,培养创新能力。
四. 各章教学内容、要求和学时分配
1. 有色冶金原理和技术基本实验
(1) 实验1液-固多相反应动力学实验 8学时
通过实验测定分解率,采用尝试法确定反应的速度控制类型并 计算反应的表观活化能,讨论强化反应的措施。
(2) 实验2萃取分离实验 4学时
以N-235为萃取剂,TBP为添加剂(相调节剂),磺化煤油为稀释剂,从盐酸体系中萃取钴,测定钴和镍的分配比,钴镍的分离系数。
(3)实验3离子交换实验 4学时
实验测定Ni2+离子对于弱酸性阳离子交换树脂的流出曲线和淋洗曲线,根据曲线确定树脂的交换容量,Ni2+离子浓度的富集倍数,讨论影响因素。
(4)实验4微粉制备实验 16学时
采用沉淀转化法,以硝酸铋溶液为原料,沉淀分离出硝酸氧铋,然后在碱性条件下转化为氧化铋,过滤分离后干燥、煅烧制备a-Bi2O3粉末,测定产物的纯度,观察形貌和粒度大小。学习活度-活度图的制作,并用于分析工艺条件。
2.湿法冶金工艺流程实验 24学时
目前开出内容:硫酸浸出含锌物料,经过滤分离,净化,结晶,沉淀,干燥和煅烧等步骤,分别制备硫酸锌、碱式碳酸锌和活性氧化锌的工艺流程实验,掌握湿法冶金的基本原理和主要工艺过程,掌握硫酸锌溶液的除杂净化方法,精细锌化学品的制备方法。
待设备经费到位后开出工程性综合实验:通过从矿石到中间产品再到纯金属的全工艺流程实验,掌握湿法冶金各单元操作及过程控制,熟悉实际生产过程中的设备配置,性能及使用方法,掌握工艺过程中产生的“三废”的综合利用和治理方法。
3.钢铁冶金实验 24学时
铁矿石(烧结矿或球团矿)的氢气还原过程研究, 包括配料、成型、烧结等预处理,,氢气还原氧化铁成金属铁的火法冶金过程。(由于目前该实验设备经费尚未到位,2003年可能无法开出,暂用材料工艺实验代替或安排到火法冶金厂实习)。
4.材料工艺实验(选修) 24学时
在教师指导下由学生自行设计工艺路线(水热法、沉淀-热分解法、微乳液法、电解法、溶胶-凝胶法、相转移法等)完成一种有色金属或化合物超细粉(薄膜)的制备工艺研究,并进行产物表征(根据测试仪器和经费安排形貌观察,粒度测定,物相分析)。
五. 教学方式及辅助教学环节
学生在教师指导下预习实验指导书或查阅文献资料拟定实验路线,设计实验装置,实验步骤,完成实验研究和产物分析,进行实验数据分析与处理,撰写实验报告。
考核方式:考查实验设计,操作,数据处理,报告写作情况,按优、良、中、及格、不及格五级记分制评定成绩。
六.教材及参考书
教材: 冶金原理和技术实验指导书。
参考书:
1.傅崇说主编,有色冶金原理(修订版),北京:冶金工业出版社,1993
2.李慧主编,钢铁冶金学,北京:冶金工业出版社,1993
3.张昭,彭少方,刘栋昌编著,无机精细化工工艺学,北京:化学工业出版社,2002
七.成绩评定
根据学生在整个实验过程中的表现(学习态度,动手能力,分析解决问题的能力)和实验报告撰写综合评定。