Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Уральский государственный технический университет - УПИ»
Утверждаю
Проректор по учебной работе
______________О.И. Ребрин
«___» ______________2006 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Техногенное сырье и вторичные материалы
Рекомендовано Методическим советом УГТУ-УПИ
для направления 150100 – Металлургия,
специальности 150109– Металлургия техногенных и вторичных ресурсов
Екатеринбург
2006
1
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным
стандартом высшего образования и учебным планом по направлению подготовки
150100 – металлургия (рег. № 2-тех/дс от 03.03.2000 г.), специальность 150109–
металлургия техногенных и вторичных ресурсов.
Программу составили:
Мастюгин Сергей Аркадьевич, доцент, к.т.н., кафедра металлургии тяжелых
цветных металлов
Волкова Наталья Александровна, доцент, к.т.н. - кафедра металлургии
тяжелых цветных металлов
Программа одобрена на заседании кафедры тяжелых цветных металлов
(протокол № 04 от « 26 » апреля 2006 г.)
Заведующий кафедрой
Набойченко С.С.
Программа одобрена на заседании Методической комиссии металлургического факультета ( протокол № 03 от « 12 » мая 2006 г.)
Председатель Методической комиссии
Жуков А.А.
АННОТАЦИЯ СОДЕРЖАНИЯ ПРОГРАММЫ
В процессе изучения данной дисциплины будущие специалисты получают
знания о природных, техногенных и вторичных ресурсах, знакомятся с общими
принципами технологии производства черных и цветных металлов с точки зрения
образования техногенного сырья и вторичных ресурсов. Студенты изучают
промышленную классификацию, паспортизацию и систему кодирования отходов
с получением необходимых навыков.
2
1. Цели и задачи дисциплины
Изучение дисциплины базируется на ранее изучаемых курсах «Неорганическая
химия»,
«Физическая
химия»,
«Теплотехника
и
теплоэнергетика
металлургических производств».
Цели дисциплины заключаются в следующем:
- ознакомление с характеристикой природных ресурсов; роль и значение
техногенного сырья и вторичных ресурсов;
- изучение общих принципов технологии производства черных и цветных
металлов с точки зрения образования техногенных и вторичных ресурсов;
- изучение промышленной классификации, паспортизации и системы
кодирования отходов, принципов обращения и подготовки вторичных ресурсов к
использованию.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения дисциплины студенты должны:
- иметь представление о проблеме комплексности использования сырья и
материалов, системе паспортизации и обращения с отходами;
- знать типовые схемы получения черных и цветных металлов, источники
образования техногенного сырья и вторичных ресурсов;
- уметь описывать производство конкретного металла структурной
технологической схемой, а металлургические процессы – уравнениями
химических реакций; рассчитывать выход и состав продуктов, промпродуктов и
отходов основных металлургических операций;
- уметь сформировать полный классификационный код отхода, составить
паспорт отхода, знать требования по работе с вторичными ресурсами.
3. Объем дисциплины и виды учебной нагрузки
Таблица1
Вид учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия,
в т.ч.: лекции
практические занятия (ПЗ)
лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа,
в т.ч.: подготовка к лекциям
подготовка к практическим занятиям
подготовка к лабораторным работам
подготовка домашних работ (ДР)
другие виды самостоятельной работы
Вид итогового контроля
Всего
часов
150
102
68
17
17
48
24
6
6
8
4
Семестры
7
74
50
34
8
8
24
12
3
3
4
2
Экзамен
8
76
52
34
9
9
24
12
3
3
4
2
Экзамен
3
4. Содержание дисциплины
4.1 Разделы дисциплины и виды занятий
Та б л и ц а 2
№
Раздел дисциплины
п/п
1
2
1
Введение
2
Общие сведения по основам
металлургии
2.1 Характеристика рудного сырья
2.2 Вторичное сырье
2.3 Энергоресурсы и вспомогательные
материалы
2.4 Принципы металлургических процессов
3
Основы производства металлов, как
источника вторичных ресурсов
3.1 Производство чугуна и стали
3.2 Металлургия меди. Попутные
производства и их отходы.
3.3 Производство свинца и цинка
3.4 Добыча и производство драгоценных
металлов
3.5 Металлургия алюминия
4
Вторичные ресурсы
металлургического предприятия
4.1 Нормативно-правовая база обращения с
отходами. Промышленная классификация
и система кодирования отходов.
4.2 Паспорт опасности отхода.
4.3 Движение техногенных ресурсов.
Техногенные месторождения
минерального сырья. Их формирование
на территории предприятия.
4.4 Вторичные материальные ресурсы
4.5 Вторичные энергоресурсы
4.6 Методы оценки качества и рынок
техногенного сырья и вторичных
ресурсов.
Лекций,
час
3
2
12
ПЗ, ДР, ЛР,
час час час
4
5
6
4
4
2
2
4
20
4
4
4
8
4
4
2
2
2
4
2
2
2
8
4
4
4
22
6
4
4
4
2
4
4
2
2
4
2
4
2
2
2
2
4
№
Раздел дисциплины
п/п
5
Сбор и подготовка техногенного сырья
и вторичных материальных
ресурсов к промышленному
использованию
Лекций,
час
10
ПЗ, ДР, ЛР,
час час час
3
5.1 Принципы подготовки техногенного
сырья к переработке. Требования к
качеству сырья.
5.2 Сбор и заготовка вторичного сырья.
Требования к лому и отходам по
стандартам
5.3 Транспортировка и хранение
5.4 Прием сырья на переработку, существующие методы испытаний.
6
Заключение
3
1
3
2
2
2
2
4.2 Содержание разделов дисциплины
Введение
Роль металлургии в развитии научно-технического прогресса страны. Масштабы
металлургического производства в России и мире. Классификация и характеристика
природных ресурсов. Значение вторичных материальных и энергоресурсов.
Раздел 2. Общие сведения по основам металлургии
Характеристика рудного сырья, как комплексного источника полезных
компонентов. Руды и минералы. Типы месторождений. Методы добычи руд, способы
обогащения руд черных и цветных металлов. Продукты и отходы обогащения.
Вторичное сырье. Общее понятие, характеристика лома и отходов черных и
цветных металлов. Топливо. Его применение в металлургических процессах.
Понятие о вторичных энергоресурсах.
Вспомогательные материалы металлургических процессов. Виды, характеристики
и предъявляемые требования. Флюсы, их состав и роль в пирометаллургии.
Реагентика металлургических операций.
Роль и задачи производства. Классификация металлургических процессов.
Типовые схемы переработки сырья. Понятия: расплав, шлак, штейн, газ, пыль,
возгоны, концентрат, хвосты, кеки, отвальные продукты.
Окислительные и восстановительные процессы в твердой и жидкой фазах.
Автогенные процессы и конвертирование. Электрометаллургия.
Гидрометаллургические процессы получения металлов.
5
Электрохимические схемы разделения и рафинирования металлов.
Раздел 3. Основы производства металлов, как источника вторичных
Ресурсов
Производство чугуна и стали. Предприятия. Доменный и мартеновский процессы,
конвертирование. Основное оборудование. Отходы металлургического производства.
Металлургия меди. Предприятия. Технологические схемы извлечения меди из
сульфидного и окисленного сырья. Основные виды оборудования. Шлаки, процессы
шлакообразования. Пыли и возгоны, принципы очистки газов. Огневое и
электролитическое рафинирование меди. Комплексность использования сырья. Виды
отходов предприятий медного производства, их физико-химические свойства и
объемы образования.
Производство цинка. Основные предприятия. Способы получения цинка.
Технологическая схема: обжиг-выщелачивание-электролиз. Пирометаллурги- ческие
способы получения чистого цинка. Комплексность использования сырья. Основное
оборудование. Отходы цинкового производства.
Производство свинца. Предприятия. Технологическая схема получения чернового
свинца и его рафинирование. Комплексность использования сырья. Оборудование.
Отходы свинцового производства.
Добыча и производство драгоценных металлов. Источники получения золота и
серебра. Попутное извлечение драгметаллов из промпродуктов цветной
металлургии. Технологические схемы. Аффинаж. Отходы добычи и извлечения
драгоценных металлов.
Металлургия алюминия. Основные предприятия. Технологические схемы
получения глинозема по способам Байера и спекания. Электролиз расплава. Отходы
производства глинозема и выплавки алюминия.
Раздел 4. Вторичные ресурсы металлургического предприятия
Промышленная классификация и система кодирования отходов. Основные
определения и виды классификации отходов. Причины перевода материалов в
отходы. Полный классификационный код – порядок формирования. Признаки
классификации и номенклатура отходов. Коды и характеристики опасных отходов.
ФККО - федеральный
классификационный каталог отходов. Коды операций по
обращению с отходами.
Паспорт опасности отхода. Назначение, область применения и содержание
паспорта. Порядок составления и оформления паспорта.
Движение техногенных ресурсов. Техногенные месторождения минерального
сырья. Образование месторождений и их классификация. Состав полезных
компонентов. Методика исследования и оценки техногенных месторождений.
Разработка кадастра техногенных месторождений.
Вторичные материальные ресурсы (ВМР). Технологические и эксплуатационные
отходы. Их классификация. Источники образования и существующие методы
6
утилизации. Ресурсосберегающие требования на стадии образования ВМР и при
размещении отходов.
Вторичные энергоресурсы, классификация. Утилизация вторичной тепловой и
топливно-химической энергии в металлургической промышленности
Рынок техногенного сырья и вторичных ресурсов в существующий момент. Его
особенности, возможные пути развития. Требования к качеству вторичных ресурсов,
методы его оценки.
Раздел 5. Сбор и подготовка техногенного сырья и вторичных
материальных ресурсов к промышленному использованию
Законодательство Российской федерации в области обращения с вторичными
материальными ресурсами.
Нормативно-правовые основы обращения с отходами производства и
потребления, вовлечения отходов
в хозяйственный оборот в качестве
дополнительных источников сырья.
Жизненный цикл изделия. Этапы технологического цикла.
Принципиальные требования к подготовке техногенного сырья для
промышленного использования.
Нормативы образования отходов. Краткие сведения по оформлению проекта
нормативов образования и лимитов размещения отходов. Лицензирование
деятельности по обращению с отходами производства и потребления.
Сбор, подготовка и переработка вторичного сырья.
Стандартизация заготавливаемых лома и отходов для промышленной переработки.
Методы качественной оценки заготовленного техногенного и вторичного сырья.
Заключение
Природоохранные требования к производству металлов, в том числе из
техногенного и вторичного сырья. Требования, предъявляемые к современному
металлургическому процессу. Критерий «Экологически чистое производство».
5. Практические занятия
№
п /п
1
№ раздела
дисциплины
2
1
2.4
2
3.1
Наименование темы
практических занятий
3
Структура построения технического отчета
металлургического цеха, материальные балансы.
Составление материальных балансов производств
черновой и рафинированной меди.
Определение нормативов образования отходов в
производстве чугуна и стали
7
3
3.2
4
5
6
4.1
7
4.2
8
9
10
5.1
11
5.2
Определение нормативов образования отходов
производства черновой меди: отвального шлака
сократительной плавки, выломок огнеупоров,
отработанных катализаторов и др. Определение
нормативов образования отходов рафинирования
черновой меди
Определение нормативов образования отходов в
производстве свинца и цинка.
Определение нормативов образования отходов в
производстве золота и серебра. Расчет показателей
извлечения металла: сквозного, передельного.
Определение класса опасности отходов, образующихся
в производстве свинца, цинка, алюминия
Составление паспорта промышленных отходов,
образующихся в производстве меди
Составление паспорта промышленных отходов,
образующихся в производстве свинца и цинка
Составление паспорта промышленных отходов,
образующихся при производстве алюминия
Навыки работы с ФККО в плане определения кода
отхода
Построение схем материальных потоков в
производстве черных и цветных металлов с расчетом
объемов образования отходов, формирования
техногенных месторождений
6. Лабораторные работы
Таблица 4
№
№ раздела
п/п дисциплины
1
2
1
3.2
2
3.3
3
3.4
4
4.2
5
4.3
6
4.4
7
4.6
8
5.1
Наименование темы лабораторной работы
3
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1 Рекомендуемая литература
8
а) основная литература
1. Кляйн С.Э., Карелов С.В., Деев В.И. Цветная металлургия, окружающая среда,
экономика. Екатеринбург, УГТУ, 2000, 321 с.
2. Юсфин Ю.С., Леонтьев Л.И., Черноусов П.И. Промышленность и окружающая
среда. Москва, ИКЦ «Академкнига», 2002, 470 с.
б) дополнительная
1. Жуков В.П., Селиванов Е.Н. Сырье, основные продукты и полупродукты
производства цветных металлов. Учебное пособие. Екатеринбург, УГТУ-УПИ,
2001,40 с.
2.
Советкин В.Л., Ярошенко Ю.Г., Карелов С.В. и др. Природоохранные
мероприятия в металлургии. Учебное пособие. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2004,
242 с.
7.2 Средства обеспечения освоения дисциплины
а) Принципиальные схемы производства черных и цветных металлов
б) Технико-экономические показатели основных процессов в металлургии меди,
цинка, алюминия, магния.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Специализированная аудитория, макеты единиц оборудования.
Инженерные калькуляторы.
Использование материальной базы промышленного предприятия при проведении
учебного процесса.
9