Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Hydrometalurgia
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
NRCM-1-502-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. Rudnik Ewa (erudnik@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Student zapoznaje się z najnowszymi osiągnięciami naukowo-technicznymi w zakresie procesów hydrometalurgicznych stosowanych w procesach pozyskiwania metali ze źródeł pierwotnych i wtórnych. Tematyka zajęć obejmuje charakterystykę oraz podstawy teoretyczne procesów ługowania, oczyszczania ługów potrawiennych oraz odzysku produktów końcowych. Na ćwiczeniach laboratoryjnych zdobywa umiejętności praktyczne w zakresie realizacji procesów hydrometalurgicznych.

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 Student zna podstawowe hydrometalurgiczne technologie produkcji metali z rud i odzysku metali z materiałów odpadowych i półproduktów. RCM1A_W04, RCM1A_W05, RCM1A_W01 Egzamin
M_W002 Potrafi dobrać i uzasadnić wybór odpowiedniej metody: ługowania danego typu surowca, oczyszczania roztworu z określonych zanieczyszczeń i odzysku metali z elektrolitu oraz potrafi wyjaśnić wpływ różnych czynników na przebieg procesów hydrometalurgicznych. RCM1A_W04, RCM1A_W05, RCM1A_W01 Egzamin
M_W003 Student potrafi zinterpretować wyniki obliczeń termodynamicznych oraz diagramów równowag w wodnych roztworach elektrolitów w kontekście doboru warunków ługowania, wytrącania związków metali i odzysku metali z roztworów. Student potrafi wyrazić za pomocą równań matematycznych szybkość reakcji heterogenicznych biegnących w różnych obszarach oraz przedstawić interpretację tych równań. RCM1A_W04, RCM1A_W05, RCM1A_W01 Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi zaprojektować i samodzielnie przeprowadzić pomiar, zinterpretować wyniki badań laboratoryjnych oraz wyciągnąć prawidłowe wnioski. RCM1A_U06, RCM1A_U04, RCM1A_U03, RCM1A_U01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
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 Student zna podstawowe hydrometalurgiczne technologie produkcji metali z rud i odzysku metali z materiałów odpadowych i półproduktów. + - + - - - - - - - -
M_W002 Potrafi dobrać i uzasadnić wybór odpowiedniej metody: ługowania danego typu surowca, oczyszczania roztworu z określonych zanieczyszczeń i odzysku metali z elektrolitu oraz potrafi wyjaśnić wpływ różnych czynników na przebieg procesów hydrometalurgicznych. + - + - - - - - - - -
M_W003 Student potrafi zinterpretować wyniki obliczeń termodynamicznych oraz diagramów równowag w wodnych roztworach elektrolitów w kontekście doboru warunków ługowania, wytrącania związków metali i odzysku metali z roztworów. Student potrafi wyrazić za pomocą równań matematycznych szybkość reakcji heterogenicznych biegnących w różnych obszarach oraz przedstawić interpretację tych równań. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi zaprojektować i samodzielnie przeprowadzić pomiar, zinterpretować wyniki badań laboratoryjnych oraz wyciągnąć prawidłowe wnioski. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 125 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 45 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 3 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):
  1. Ługowanie

    Ługowanie surowców – dobór odczynników ługujących, techniki ługowania, zastosowanie mikroorganizmów

  2. Równowagi w roztworach wodnych

    Wyniki obliczeń termodynamicznych przedstawione jako, diagramy równowag w wodnych roztworach elektrolitów, równowagi wytrącania trudno rozpuszczalnych związków, kompleksowania przedstawione w kontekście doboru warunków ługowania.

  3. Kinetyka procesów heterogenicznych

    Kinetyka reakcji heterogenicznych w układzie ciało stałe-ciecz – produkty rozpuszczalne i nieporowata warstewka produktu stałego; płaska i kulista powierzchnia reakcji; transport masy w układach heterogenicznych przedstawione w kontekście doboru warunków ługowania.

  4. Oczyszczanie ługów potrawiennych

    Selektywne oczyszczanie roztworów po ługowaniu – metody strąceniowe, ekstrakcja rozpuszczalnikowa, cementacja, metody sorpcyjne, sorpcja jonowymienna, biosorpcja, elektrodializa.

  5. Odzysk produktów z roztworów wodnych

    Wydzielanie metali z roztworów wodnych – reduktory gazowe, elektroliza

  6. Elementy galwanotechniki

    Otrzymywanie powłok galwanicznych, anodowe utlenianie metali, polerowanie metali i stopów.

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):
  1. Kinetyka ługowania fazy stałej

    Kinetyka roztwarzania miedzi metalicznej w roztworach amoniakalnych, kinetyka reakcji w układzie: faza stała – faza ciekła: płaska i kulista powierzchnia reakcji. Ługowanie materiału cynkonośnego.

  2. Metody oczyszczania roztworów wodnych Ekstrakcja rozpuszczalnikowa miedzi za pomocą ciekłego wymieniacza jonowego, selektywne usuwanie żelaza z roztworu wodnego metodą strąceniową, kinetyka cementacji miedzi cynkiem.
  3. Elementy elektrometalurgii

    Nadnapięcie wydzielania wodoru na metalach, wpływ gęstości prądu na postać osadu katodowego miedzi, wydajność prądowa w procesie elektrolizy siarczanu cynku – wpływ zanieczyszczeń elektrolitu, galwaniczne powłoki niklowe, anodowanie aluminium.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie wykładu ustnego wzbogaconego prezentacją multimedialną.
  • 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:

Warunkiem uzyskania zaliczenia z ćwiczeń laboratoryjnych jest wykonanie wszystkich ćwiczeń wskazanych w planie zajęć, zaliczenie sprawozdań pisemnych z wykonanych ćwiczeń oraz zaliczenie kolokwium końcowego z zakresu materiału realizowanego na zajęciach. Zaliczenia poprawkowe odbywają się w II i III terminie.
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie zaliczenia z ćwiczeń laboratoryjnych (wpis w WU).

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – 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. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

ocena końcowa = 0.6 * (ocena z egzaminu) + 0.4 * (ocena z ćwiczeń laboratoryjnych)

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

Obecność studenta na ćwiczeniach laboratoryjnych jest obowiązkowa. Odrabianie ćwiczeń odbywa się za zgodą osoby prowadzącej zajęcia i we wskazanym przez nią terminie. W przypadku nieusprawiedliwionej nieobecności powyżej 20% zajęć student nie uzyskuje zaliczenia ćwiczeń.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Zaliczenie modułu Chemia.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1.Habashi F., “Principles of extractive metallurgy: Hydrometallurgy”, Gordon&Breach,New York–London–Paris, 1969 (reprint 1980)
2. Burkin A.R., Chemical hydrometallurgy: theory and principles, Imperial College Press, 2001
3.Cooper W.C., “Hydrometallurgy and electrometallurgy of copper”, 1991
4.Gupta C., “Chemical metallurgy”, Wiley, 2003
5.Han K.N., Fundamentals of aqueous metallurgy, SME, 2002
6.Havlík T., “Hydrometallurgy: principles and applications”, CrC Press, 2008
7.Łętowski F., “Podstawy hydrometalurgii”, WNT, Warszawa, 1975
8.Szymanowski J., “Ekstrakcja miedzi hydroksyoksymami”, PWN, Warszawa, 1990
9.Charewicz W., “Biometalurgia metali nieżelaznych. Podstawy i zastosowanie”, CBPM Cuprum, Wrocław, 2002
10.Hydrometallurgy (czasopismo naukowe)
11.JOM (czasopismo naukowo-techniczne)
12.Rudy i Metale Nieżelazne (czasopismo naukowo-techniczne)

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Rudnik E., Bayaraa E., “Electrochemical dissolution of smelted low-grade electronic scraps in acid sulfate-chloride solutions”, Hydrometallurgy, 159 (2016), 110-119
Rudnik E., Dashbold N., “Studies on copper recovery from smelted low-grade e-scrap using hydrometallurgical methods”, Minerals & Metallurgical Processing, 34(1) (2017), 20-29
Rudnik E., Tarnawski A., “Influence of SO32- ions and current density on silver electrowinning from spent photographic solution”, Hydrometallurgy, 171 (2017), 267-274
E. Rudnik, M. Kostępski, „Comparative studies on the codeposition of antimony and tin from acidic chloride and sulfate-chloride solutions”, Archives of Metallurgy and Materials, 2(63) (2018), 709-717
Rudnik E., Knapczyk-Korczak J., “Preliminary investigations on hydrometallurgical treatment of spent Li-ion batteries”, Metallurgical Research & Technology (2019)

Informacje dodatkowe:

Prowadzący zajęcia w laboratorium nie dopuszczają do zajęć studentów nieposiadających odpowiedniej odzieży ochronnej (fartuch) i środków ochrony indywidualnej (okulary ochronne).