Nazwa modułu: Pirometalurgia Rok akademicki: 2030/2031 Kod: NME-1-601-s Punkty ECTS: 4 Wydział: Metali Nieżelaznych Kierunek: Metalurgia Specjalność: - Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: - Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 6 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr inż. Małecki Stanisław (stanmal@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Posiada wiedzę z zakresu ekstrakcji miedzi i niektórych metali towarzyszących miedzi. ME1A_W05 Aktywność na zajęciach, Egzamin, Sprawozdanie, Udział w dyskusji M_W002 Posiada wiedzę niezbędną do zaplanowania eksperymentów potrzebnych do wyjaśnienia problemów występujących w praktyce przemysłowej ME1A_W09 Aktywność na zajęciach, Egzamin, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych Umiejętności M_U001 Potrafi analizować procesy zachodzące w realizowanych technologiach produkcji miedzi. Potrafi pozyskiwać potrzebne informacje z literatury. ME1A_U03, ME1A_U11 Egzamin M_U002 Posiada umiejętność prowadzenia badań laboratoryjnych- zna zasady działania aparatury pomiarowej ME1A_U04, ME1A_U06 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych Kompetencje społeczne M_K002 Ma świadomość wpływu przemysłu metali nieżelaznych na środowisko naturalne człowieka ME1A_K03 Egzamin, Udział w dyskusji 1 / 5
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład audytoryjne laboratoryjne projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne Inne terenowe E-learning Wiedza M_W001 M_W002 Umiejętności M_U001 M_U002 Posiada wiedzę z zakresu ekstrakcji miedzi i niektórych metali towarzyszących miedzi. Posiada wiedzę niezbędną do zaplanowania eksperymentów potrzebnych do wyjaśnienia problemów występujących w praktyce przemysłowej Potrafi analizować procesy zachodzące w realizowanych technologiach produkcji miedzi. Potrafi pozyskiwać potrzebne informacje z literatury. Posiada umiejętność prowadzenia badań laboratoryjnych- zna zasady działania aparatury pomiarowej + - - - - - - - - - - - - + - - - - - - - - + - - - - - - - - - - - - + - - - - - - - - Kompetencje społeczne M_K002 Ma świadomość wpływu przemysłu metali nieżelaznych na środowisko naturalne człowieka + - + - - - - - - - - Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład <b>metalurgia miedzi</b>:produkcja koncentratów miedzi; rozdrabnianie rudy; flotacja. Podstawy procesu stapiania koncentratów siarczkowych miedzi: Układ równowag Cu- O-S; układ równowagi Cu-Fe-S; własności fizyczne kamieni miedziowych; układ równowag FeO-Fe2O3-SiO3; budowa i własności fizyczne żużli metalurgicznych; reakcje metalżużel; rozdział żużla i kamienia miedziowego; czynniki wpływające na przechodzenie miedzi zawartej w kamieniu miedziowym do żużla; powstawanie magnetytu i jego wpływ na przebieg procesów przetapiania koncentratów miedzi; zachowanie się domieszek metalicznych podczas topienia; Stapianie koncentratu siarczkowego w piecu szybowym: Budowa pieca szybowego; 2 / 5
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 w okresie izotermicznym; zawiesinowy proces przetopu kamienia miedziowego firmy Outokumpu; wpływ konstrukcji palników koncentratu na przewał pieca Outokumpu oraz ilość unoszonych pyłów; wpływ zastosowania miału węglowego zamiast oleju na przebieg procesów w piecu Outokumpu; rozdział zanieczyszczeń pomiędzy kamień miedziowy żużel i fazę gazową; bilans cieplny pieców zawiesinowych; kontrola procesu Outokumpu za pomocą komputera; 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; układ obsługi gazów technologicznych; porównanie procesów INCO i Outokumpu. Konwertorowanie kamienia miedziowego; Reakcje zachodzące w pierwszym etapie konwertorownia; reakcje zachodzące w 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; współczynniki aktywności szkodliwych domieszek; postać domieszek rozpuszczonych w żużlach konwertorowych; rozpuszczalność Ag i Au w żużlach; zachowanie się srebra w drugim okresie konwertorownia; zachowanie się arsenu w procesie konwertorownia. Straty miedzi w żużlach: Zawartość miedzi w żużlach otrzymywanych z przetapiania koncentratów oraz procesu konwertorownia; rozpuszczalność miedzi w żużlach będących w kontakcie z miedzią metaliczną; rozpuszczalność miedzi w żużlach będących w kontakcie z kamieniem miedziowym; 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; przygotowanie wsadu; reakcje zachodzące w szybie reakcyjnym; kontrola pracy szybu reakcyjnego; problemy związane z wymurówką pieca zawiesinowego; trzon pieca; strefa odstojnika poniżej szybu reakcyjnego; procesy zachodzące w kotle do odzysku ciepła; proces odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym; zawartość Cu w żużlach; konwertorowanie stopu Cu-Pb-Fe; alternatywny proces jednostopniowego otrzymywania miedzi. 3 / 5
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; ciągłe odlewanie anod; odlewanie anod z przetopu źle odlanych anod oraz ze złomu miedziowego. Topienie, odlewanie i kontrola jakości miedzi katodowej; Topienie katod; odlewanie różnych kształtów z miedzi; kontrola zawartości tlenu; walcowanie i jakość prętów; wpływ domieszek na lejność i podatność na walcowanie; wpływ domieszek na przewodność elektryczną; wpływ domieszek na podatność na rekrystalizację; wymagania stawiane miedzi katodowej, standardy ISO; produkcja i zastosowanie miedzi beztlenowej OF (oxygen free); pochodne miedzi beztlenowej; produkcja, własności i zastosowania miedzi o bardzo wysokiej czystości. Zachowanie się materiałów ogniotrwałych w procesach otrzymywania miedzi; Wpływ własności powierzchniowych na korozję materiałów ogniotrwałych; zjawiska wywołujące lokalną korozję materiałów ogniotrwałych; korozja magnezytowych materiałów ogniotrwałych przez żużle ferrytowe; korozja materiałów ogniotrwałych w konwertorach. <b>metalurgia niklu</b>: Właściwości fizyczne niklu, właściwości chemiczne niklu, rudy i minerały niklu; wzbogacanie siarczkowych rud niklu; topienie siarczkowych koncentratów niklu; konwertorownie kamienia niklowego; proces INCO; rudy tlenkowe niklu,; pirometalurgia rud tlenkowych niklu. <b>metalurgia kobaltu</b>: Właściwości fizyczne kobaltu, właściwości chemiczne kobaltu, rudy i minerały kobaltu; metody otrzymywania kobaltu z żużli konwertorowych powstających podczas konwertorownia kamienia miedziowego. <b>metalurgia renu</b>: Właściwości fizyczne renu, właściwości chemiczne renu, rudy i minerały renu; odzysk renu z gazów procesowych, wytwarzanie związków renu; wytwarzanie proszku renu metalicznego <b>metalurgia selenu</b>: Właściwości fizyczne selenu, właściwości chemiczne selenu, rudy i minerały selenu; otrzymywanie selenu w procesie produkcji miedzi; rafinacja selenu; laboratoryjne laboratoryjne składają się z trzech jednostek: 1. Wpływ węgla organicznego na proces topienia polskich koncentratów miedzi 2. Właściwości u kładu równowag Cu-Fe-S i ich wpływ na proces konwertorowania 3. Odmiedziowanie żużli z procesu zawiesinowego Sposób obliczania oceny końcowej 0,7 (Ocena z egzaminu)+ 0,3 (Ocena z ćwiczeń laboratoryjnych) Wymagania wstępne i dodatkowe Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych. Zalecana literatura i pomoce naukowe M. Kucharski: Pirometalurgia miedzi Wydawnictwo AGH, 2002 M. Kucharski: manuskrypty wykładów Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu 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. Cz. Malinowski, S. Małecki, Reduction of cadmium oxide from (CdO+ZnO) mixture, Archives of 4 / 5
Metallurgy, nr 1, v.45, (2000), 103-113. Cz. Malinowski, S. Małecki, D. Żołnierczyk, Reduction of PbSO4 by (CO + CO2) mixture, Thermochimica Acta, 423/1-2, (2004), 143-148. 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 Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Przygotowanie do zajęć Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 28 godz 5 godz 28 godz 6 godz 6 godz 30 godz 1 godz 104 godz 4 ECTS 5 / 5