Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Pirometalurgia
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
NRCM-1-501-s
Wydział:
Metali Nieżelaznych
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Recykling i Metalurgia
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Małecki Stanisław (stanmal@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

W ramach przedmiotu studenci poznają technologie otrzymywania podstawowych metali nieżelaznych (miedź, cynk ołów, metale szlachetne) ze szczególnym uwzględnieniem technologii realizowanych w kraju. Na wykładzie student osiąga wiedzę techniczną i technologiczną, natomiast na ćwiczeniach laboratoryjnych wykorzystuje ją praktycznie.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Posiada wiedzę z zakresu ekstrakcji miedzi i niektórych metali towarzyszących miedzi. RCM1A_W02, RCM1A_W05, RCM1A_W01 Sprawozdanie,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Posiada wiedzę niezbędną do zaplanowania eksperymentów potrzebnych do wyjaśnienia problemów występujących w praktyce przemysłowej. RCM1A_W02, RCM1A_W05, RCM1A_W03 Sprawozdanie,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi analizować procesy zachodzące w realizowanych technologiach produkcji miedzi. Potrafi pozyskiwać potrzebne informacje z literatury. RCM1A_U08, RCM1A_U03, RCM1A_U01, RCM1A_U02 Egzamin
M_U002 Posiada umiejętność prowadzenia badań laboratoryjnych- zna zasady działania aparatury pomiarowej RCM1A_U04, RCM1A_U06 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Ma świadomość wpływu przemysłu metali nieżelaznych na środowisko naturalne człowieka. RCM1A_K01, RCM1A_K03 Udział w dyskusji,
Egzamin
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
45 30 0 15 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Posiada wiedzę z zakresu ekstrakcji miedzi i niektórych metali towarzyszących miedzi. + - - - - - - - - - -
M_W002 Posiada wiedzę niezbędną do zaplanowania eksperymentów potrzebnych do wyjaśnienia problemów występujących w praktyce przemysłowej. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi analizować procesy zachodzące w realizowanych technologiach produkcji miedzi. Potrafi pozyskiwać potrzebne informacje z literatury. + - - - - - - - - - -
M_U002 Posiada umiejętność prowadzenia badań laboratoryjnych- zna zasady działania aparatury pomiarowej - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Ma świadomość wpływu przemysłu metali nieżelaznych na środowisko naturalne człowieka. + - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 127 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 godz
Przygotowanie do zajęć 35 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 40 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

Metalurgia miedzi
Produkcja koncentratów miedzi; rozdrabnianie rudy; flotacja. Podstawy procesu stapiania koncentratów siarczkowych miedzi, rozdział żużla i kamienia miedziowego; czynniki wpływające na przechodzenie miedzi zawartej w kamieniu
miedziowym do żużla, zachowanie się domieszek metalicznych podczas topienia;
Stapianie koncentratu siarczkowego w piecu szybowym: Budowa pieca szybowego; przygotowanie wsadu do pieca szybowego; reakcje zachodzące w piecu szybowym; procesy zachodzące w odstojniku; utylizacja pyłów i gazów gardzielowych; czynniki wpływające na intensyfikację biegu pieca szybowego; magnetyt w piecu szybowym; doskonalenie procesu topienia kamienia miedziowego w piecach szybowych; odmiany procesów topienia kamienia miedziowego w piecach szybowych;
Wytop kamienia miedziowego w piecach zawiesinowych; Zasada wytopu kamienia miedziowego w piecach zawiesinowych; zalety i wady procesów zawiesinowych; mechanizm utleniania koncentratu miedziowego; mechanizm utleniania ziarenka Cu2S; zawiesinowy proces przetopu kamienia miedziowego firmy Outokumpu; wpływ konstrukcji palników koncentratu na przewał pieca Outokumpu oraz ilość unoszonych pyłów; rozdział zanieczyszczeń pomiędzy kamień miedziowy żużel i fazę gazową; perspektywy procesów zawiesinowych; proces wytopu kamienia miedziowego w piecu zawiesinowym INCO; opis budowy pieca INCO; suszenie koncentratu; bilans cieplny procesu INCO; przerób kamienia miedziowego; przerób żużla zawiesinowego; porównanie procesów INCO i Outokumpu.
Konwertorowanie kamienia miedziowego; Reakcje zachodzące w pierwszym i drugim etapie konwertorownia; konwertorowanie kamienia miedziowego w konwertorze Peirce-Smitha; kontrola temperatury w konwertorze; kontrola przetlenienia miedzi blister; kontrola tworzenia się żużla konwertorowego i jego składu; zastosowanie dmuchu wzbogaconego w tlen; przetapianie w konwertorze stałego wsadu; maksymalizacja przewału i długości kampanii konwertora; zastosowanie dmuchu o wysokim ciśnieniu; alternatywne metody konwertorownia; konwertor Hobokena; przebieg procesu konwertorowania w konwertorach Hobokena; urządzenia towarzyszące konwertorom; konwertor z górnym dmuchem; konwertorowanie w zawiesinie; rozkład pierwiastków w procesie konwertorownia; zachowanie się domieszek podczas procesu konwertorownia; kamienia miedziowego; zachowanie się arsenu w procesie konwertorownia.
Straty miedzi w żużlach: wpływ zawartości krzemionki na rozpuszczalność miedzi w żużlach; wielkość strat miedzi w żużlu i ich minimalizacja; odstawanie żużla; szybkość opadania kropel kamienia lub miedzi przez warstwę żużla; odzysk Cu z żużli poprzez wolne studzenie-rozdrabnianie-flotację; procedura schładzania żużla; rozdrabnianie żużli; minimalizacja zawartości Cu w materiałach odpadowych.
Jednostadialny proces Outokumpu do otrzymywania miedzi; Termodynamiczne warunki bezpośredniego wytwarzania miedzi w procesie zawiesinowym; reakcje chemiczne zachodzące w piecu zawiesinowym; reakcje zachodzące w wannie ostojowej; opis jednostadialnego procesu zawiesinowego w hucie Głogów II; proces odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym; zawartość Cu w żużlach; konwertorowanie stopu Cu-Pb-Fe; alternatywny proces jednostopniowego otrzymywania miedzi.
Rafinacja ogniowa miedzi; Własności termodynamiczne układu Cu-O; układ Cu-S-O; usuwania siarki z miedzi; usuwanie zanieczyszczeń w procesie ogniowej rafinacji; usuwanie arsenu z miedzi; usuwanie ołowiu z miedzi blister; odlewanie anod.
Inne metody otrzymywania miedzi: Isasmelt, Vanjukowa, Noranda, El Teniente, Contop, Mitsubishi.

Metalurgia metali szlachetnych
Otrzymywanie srebra, złota i platynowców ze szlamów po rafinacji ołowiu.

Metalurgia ołowiu
Rudy i minerały ołowiu; metody otrzymywania ołowiu: proces szybowy, ISP, Caldo, QSL, Kivcet; otrzymywanie ołowiu z surowców wtórnych: piec obrotowo-wahadłowy, piec obrotowo-wychylny, KPO.

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):

Ćwiczenia laboratoryjne składają się z trzech jednostek:

1. Wpływ węgla organicznego na proces topienia polskich koncentratów miedzi.

2. Właściwości układu równowag Cu-Fe-S i ich wpływ na proces konwertorowania.

3. Odmiedziowanie żużli z procesu zawiesinowego.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Obecność na ćwiczeniach laboratoryjnych jest obowiązkowa (dopuszczalna jedna nieobecność usprawiedliwiona podczas całego kursu). Student musi odrobić nieobecność po wcześniejszym uzgodnieniu z prowadzącym ćwiczenie. Wymagane przygotowanie teoretyczne do realizowanych ćwiczeń laboratoryjnych – forma sprawdzenia kolokwium lub odpowiedź ustna. Uzyskanie oceny z kol. 2,0 musi zostać poprawione przed kolejnym ćwiczeniem laboratoryjnym. Sprawozdanie z ćwiczenia musi również być oddane przed kolejnym ćwiczeniem laboratoryjnym. Na poprawę niezaliczonego sprawozdania student ma tylko tydzień od daty zwrotu widniejącej na sprawozdaniu.
Po zakończeniu ostatniego ćwiczenia lab. sprawozdanie z ćwiczenia jest przyjmowane TYLKO przez 1 tydzień licząc od daty ostatniego ćwiczenia.
Końcowa ocena z ćwiczeń laboratoryjnych jest średnią uzyskanych ocen ze sprawozdań i kol. z wagą 40:60.
Przewiduje się zaliczenie poprawkowe ćwiczeń lab., które odbywa się tylko w jednym terminie dla wszystkich grup lab. w sesji oraz jeden w sesji poprawkowej- obowiązuje całość materiału niezależnie od tego ile niezaliczonych ćwiczeń ma student.
Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń laboratoryjnych.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: – Obecność obowiązkowa: Nie – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: – Obecność obowiązkowa: Tak – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

ocena końcowa = 0.3(L)+0.7(E)
L – ocena z zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych
E – ocena z egzaminu

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

W uzgodnieniu z prowadzącym zajęcia.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. C.K.Gupta, Chemical Metallurgy, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2003.
2. F. Łętowski, Podstawy hydrometalurgii, WNT, Warszawa, 1975.
3. 2. F. Habashi, Handbook of Extractive Metallurgy, WILEY-VCH, 1997.
4. A. Król, T. Mazurek, Metalurgia cynku i kadmu, Wyd. Śląsk, Katowice, 1965.
5. M. E. Schlesinger, M. J. King, K. C. Sole, W. G. Davenport, Extractive Metallurgy of Copper, Elsevier 2011.
6. M. Kucharski, Pirometalurgia miedzi, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Kraków, 2003.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. K. Gargul, S. Małecki, M. Włodarczyk, Wpływ stosowanych reduktorów na przebieg i koszt procesu redukcji podczas rafinacji ogniowej miedzi, Rudy i Metale Nieżelazne, 2013 R. 58 nr 12, s. 843–849.

2. Cz. Malinowski, S. Małecki, Reduction of cadmium oxide from (CdO+ZnO) mixture, Archives of Metallurgy, nr 1, v.45, (2000), 103-113.

3. Cz. Malinowski, S. Małecki, D. Żołnierczyk, Reduction of PbSO4 by (CO + CO2) mixture, Thermochimica Acta, 423/1-2, (2004), 143-148.

4. S. Małecki, Thermogravimetric study of the reduction of basic lead sulphate, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry: vol. 117, Issue 3 (2014), s. 1091-1095.

Informacje dodatkowe:

Brak