第一篇：冶金物理化學(xué)、有色金屬冶金專業(yè)

冶金物理化學(xué)、有色金屬冶金專業(yè)

綜合考試復(fù)習(xí)提綱

參考書：傅崇說主編，有色冶金原理（第2版），冶金工業(yè)出版社。考試大綱：

1、冶金爐渣

爐渣的種類與組成、硅酸度、熔融爐渣的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)、二元系狀態(tài)圖、三元系狀態(tài)圖：熔體的冷卻過程、平衡反應(yīng)、相組成、等溫截面圖和變溫截面圖的畫法（主要考三元系）

2、化合物的離解－生成反應(yīng)（主要考計算題）

離解－生成反應(yīng)的自由能與溫度的關(guān)系、氧化物的吉布斯自由能圖、氧化物離解－生成反應(yīng)熱力學(xué)、鐵氧化物的離解－生成反應(yīng)、碳酸鹽離解熱力學(xué)

3、氧化物的還原

燃燒反應(yīng)：離解度與平衡常數(shù)、不同還原劑下的還原反應(yīng)熱力學(xué)、多相反應(yīng)動力學(xué)

4、硫化礦的火法冶金

硫化物及其焙燒過程的熱力學(xué)

5、氧化物和硫化物的火法氯化

氯化反應(yīng)的熱力學(xué)及動力學(xué)

6、粗金屬的火法精煉

各種火法精煉的原理（必考，主要考問答題或名詞解釋）

7、濕法冶金浸出、凈化和沉積

濕法冶金反應(yīng)熱力學(xué)、浸出反應(yīng)的分類及反應(yīng)式、浸出反應(yīng)動力學(xué)、離子沉淀、沉積反應(yīng)

8、溶劑萃取與離子交換

溶劑萃取基本原理：分配常數(shù)、分配比、萃取率、分離系數(shù)、萃取劑、稀釋劑、鹽析劑、萃取機理、萃取平衡、協(xié)同萃取 離子交換的基本原理

9、濕法冶金電解過程

電極過程動力學(xué)、陰極過程、陽極過程、電解過程、槽電壓、電流效率、電能效率

注：主要考試類型有：計算題、問答題、名詞解釋。除特別注明外，每一章中這三種形式都有可能出現(xiàn)。）

第二篇：教學(xué)大綱_冶金物理化學(xué)

《冶金物理化學(xué)》教學(xué)大綱

一、課程概要 課程編號：020401

開課院系：冶金與生態(tài)工程學(xué)院

課程類別：必修課

適用專業(yè)：冶金工程

課內(nèi)總學(xué)時：88（課內(nèi)64，實驗24）

課程基礎(chǔ)：物理化學(xué)，冶金傳輸原理

根據(jù)我校的人才培養(yǎng)目標，建設(shè)特色突出、國內(nèi)一流、國際知名的研究型大學(xué)，對國家與地方經(jīng)濟，特別是鋼鐵行業(yè)，培育創(chuàng)新、進取、團結(jié)、實踐能力強的一代新人。本課程采用多種教學(xué)手段和方法，精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，對于來自全國各地的優(yōu)質(zhì)學(xué)生來源，培養(yǎng)學(xué)生掌握運用冶金物化基本理論去解決實際問題的方法和能力，了解該學(xué)科的思維方法，培養(yǎng)冶金工程專業(yè)的本科生對新工藝、新流程設(shè)計能力、實踐探索能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

本課程的目標是通過學(xué)習(xí)冶金物理化學(xué)的基本理論，為后續(xù)的其他專業(yè)課程學(xué)習(xí)打好扎實的理論基礎(chǔ)；培養(yǎng)運用冶金的基礎(chǔ)理論分析和解決實際問題的能力。

為了達到本課程的預(yù)期目的，在課程內(nèi)容的設(shè)置上，注意傳統(tǒng)內(nèi)容與現(xiàn)代內(nèi)容的結(jié)合；課堂教學(xué)與實驗課教學(xué)的呼應(yīng)，主講老師的科研成果對教學(xué)的促進，將本課程辦成具有研究性和前沿性的時代特征的國際一流新的教學(xué)平臺。

二、教學(xué)目的

1．本課程是冶金工程專業(yè)本課生必修課程，是一門重點介紹冶金物理化學(xué)基本概念、基本原理以及在冶金過程中應(yīng)用的專業(yè)基礎(chǔ)課。2．通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握冶金熱力學(xué)、冶金動力學(xué)的基本原理。學(xué)會運用這些原理分析和解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的新問題；不斷地改造舊工藝，創(chuàng)造新工藝，降低生產(chǎn)消耗，提高生產(chǎn)率；不斷地向相關(guān)學(xué)科滲透，擴大冶金物理化學(xué)的研究領(lǐng)域。

3.通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握冶金物理化學(xué)基本的實驗技能，對冶金中的問題，利用冶金物理化學(xué)基礎(chǔ)和其他專業(yè)知識綜合的研究方法。

三、基本要求

1．課程重點

熱力學(xué)基本定理在冶金中應(yīng)用及標準吉布斯自由能的計算方法；Elingham圖的應(yīng)用；溶液（包括鐵液與渣液的活度與活度系數(shù)、Wagner模型、分子理論與離子理論模型、標準溶解自由能等）；擴散與傳質(zhì)的基本理論；三個典型的冶金動力學(xué)模型（氣固相反應(yīng)動力學(xué)、氣液相反應(yīng)動力學(xué)、液液相反應(yīng)動力學(xué)）。

2．課程難點

活度的概念及活度標準態(tài)的選擇；不同標準態(tài)活度及活度系數(shù)之間關(guān)系；相圖的基本規(guī)則（鄰接、相界限構(gòu)筑、二次體系副分、切線、阿爾克馬德、零變點）。含有一個不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖的冷卻過程分析；氣泡在均相與非均相形核、氣泡長大與上升過程動力學(xué)機理；液液反應(yīng)動力學(xué)的雙膜理論的應(yīng)用；不同控速條件的氣固反應(yīng)動力學(xué)的未反應(yīng)核模型。

3.解決辦法

1）充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)教師資源，讓國內(nèi)外著名學(xué)者周國治院士給全體學(xué)生開第一課－緒論，除全面介紹冶金物理化學(xué)的發(fā)展及如何在冶金中的應(yīng)用外，重點指導(dǎo)學(xué)生如何學(xué)習(xí)冶金物理化學(xué)，學(xué)會解決冶金物理化學(xué)中難點問題的方法。2）教師通過舉例、通俗化、強調(diào)、比較等手段使學(xué)生真正掌握教學(xué)中的重點和難點。教師在講解重點和難點內(nèi)容的過程中，要放慢速度，舉一反三。3）每章教學(xué)內(nèi)容完成之后，助課老師對內(nèi)容進行總結(jié)，講解習(xí)題中的問題，針對不同章節(jié)的內(nèi)容，講有代表性的例題。在這些過程中，也把重點和難點內(nèi)容再一次滲透進去，又一次達到了舉一反三的作用；4）針對重點和難點內(nèi)容，每次課后留一至兩道思考題，用“探究性”的學(xué)習(xí)方式，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，給學(xué)生指定不同的參考書中的相關(guān)內(nèi)容，要求學(xué)生課外閱讀，學(xué)生嘗試自己解決這些知識點。如對于“活度的概念及活度標準態(tài)的選擇”問題，要求學(xué)生閱讀魏壽昆院士編著的“冶金過程熱力學(xué)”的有關(guān)章節(jié)，對于“液液反應(yīng)動力學(xué)的雙膜理論的應(yīng)用”，要求學(xué)生閱讀韓其勇教授編寫的“冶金過程動力學(xué)”的相關(guān)章節(jié)等。針對這些問題，也作為作業(yè)，要求學(xué)生寫出評論。

通過教學(xué)中采取了以上方法，對解決教學(xué)過程中出現(xiàn)的重點和難點，收到了很好的效果。4．能力培養(yǎng)要求

重點要求學(xué)生牢固地掌握冶金物理化學(xué)的基本概念和基本原理，獨立完成大量習(xí)題，能夠正確熟練地計算冶金體系中化學(xué)反應(yīng)的吉布斯白由能變化，判斷化學(xué)反應(yīng)的方向和限度，分析化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)機理，獨立完成要求的四個實驗。以課堂講授為主，輔以習(xí)題課、課堂討論及答疑，提高作業(yè)數(shù)量及批改質(zhì)量，對重點學(xué)生加強答疑，在條件成熟時實現(xiàn)多媒體教學(xué)。

四、教學(xué)內(nèi)容

模塊一 理論課教學(xué)（64學(xué)時）

緒論（2學(xué)時）

現(xiàn)代冶金過程與冶金物理化學(xué)；

冶金熱力學(xué)與冶金動力學(xué)的最新發(fā)展；

如何學(xué)習(xí)冶金物理化學(xué)？

（一）冶金熱力學(xué)部分（32學(xué)時）

1． 熱力學(xué)基本定理及在冶金中的應(yīng)用（4學(xué)時）1.1 幾個基本公式

1）體系中組元i的自由能的描述；理想氣體體系中組元i的自由能；液相體系中組元i的自由能；固相體系中組元i的自由能。2）等溫方程式的導(dǎo)出

由單個組元I的自由能推導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)的自由能變化；討論自由能變化的三種形式；重點討論的形式，得出

；自由能變化與標準自由能便哈的關(guān)系與聯(lián)系，二者在熱力學(xué)中分別承擔(dān)的角色。3）等壓方程式與二項式

微分式；由微分式導(dǎo)出積分式；討論其意義。第1、2學(xué)時

作業(yè)1-1，1-5 1.2 冶金熱力學(xué)中標準自由能的計算

1）用積分法計算化學(xué)反應(yīng)的標準自由能變化；（注：講不定積分法，學(xué)生閱讀定積分法）；例題：教科書 p22 例1-6

2）由積分法得到的化學(xué)反應(yīng)的標準自由能求化學(xué)反應(yīng)標準自由能與溫度的二項式； 3）由標準生成自由能和標準溶解自由能求化學(xué)反應(yīng)的標準自由能（二項式）； 4）由電化學(xué)反應(yīng)的電動勢求化學(xué)反應(yīng)的標準自由能變化； 5）由自由能函數(shù)求化學(xué)反應(yīng)的標準自由能變化。第3、4學(xué)時

作業(yè)1-6 1-7 1-8

2．熱力學(xué)參數(shù)狀態(tài)圖（10學(xué)時）2.1 Ellingham圖

思路：

氧勢圖的形成原理---氧勢圖的熱力學(xué)特征---氧勢圖的應(yīng)用 具體內(nèi)容

1）氧勢圖的形成原理；

2）氧勢圖的熱力學(xué)特征；（特殊的線；直線斜率；直線位置）3）氧勢圖的應(yīng)用 第5、6學(xué)時

作業(yè)1-4，1-9，1-10，1-11，1-12

課外閱讀：氧氣標尺；Jeffes圖；溶解在鐵溶液中的元素與氧氣反應(yīng)的氧勢圖

2.2相圖分析方法及基本規(guī)則

具體內(nèi)容 1）相圖基本定律：相律、連續(xù)原理、相應(yīng)原理 2）三元系相圖的構(gòu)成：構(gòu)成原理、濃度三角形 3）三元系濃度三角形性質(zhì)：杠桿規(guī)則與重心規(guī)則

第7、8學(xué)時

作業(yè)： 3-1

4）三元系濃度三角形性質(zhì)：垂線、平行線、等含線、定比例、直線

5）簡單共晶型三元系：圖的構(gòu)成、平面投影圖、結(jié)晶過程（冷卻組織及量-杠桿原理應(yīng)用）、等溫線與截面。第9、10學(xué)時

作業(yè)： 3-2

課外閱讀：相圖的基本規(guī)則

6）具有一個穩(wěn)定二元化合物的三元系

7）具有一個不穩(wěn)定二元系的三元系：圖的特點、分析相圖中一個特殊的點M1的冷卻過程 第11、12學(xué)時

作業(yè)：分析M2、M3點的冷卻過程

2.3相圖的應(yīng)用

1）高爐渣系CaO-SiO2-Al2O3 分析

2）轉(zhuǎn)爐渣系CaO-SiO2-FeO2 分析 第13、14學(xué)時

作業(yè)3-4

3．冶金溶液（10學(xué)時）3.1 鐵溶液

3.1.1兩個基本定律

具體內(nèi)容 拉烏爾定律；亨利定律；兩個定律的聯(lián)系及區(qū)別分析。

3.1.2不同標準態(tài)活度及活度系數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換 具體內(nèi)容

三個不同標準態(tài)的活度的定義；三個不同標準態(tài)的活度之間的關(guān)系（3個關(guān)系式）；三個不同標準態(tài)的活度系數(shù)之間的關(guān)系（11個關(guān)系式）第15、16學(xué)時

作業(yè)2-1 2-2 ；思考 2-1 2-2 2-5 3.1.3標準溶解自由能

具體內(nèi)容

溶解前為純物質(zhì)M，溶解在溶液中分別為三個不同標準態(tài)時標準溶解自由能；例題 2-2 3.1.4多元系鐵溶液??活度相互作用系數(shù) 具體內(nèi)容

瓦格納模型（一價、二階作用系數(shù)）;相互作用系數(shù)的關(guān)系（）；

例題2-3，2-4 第17、18學(xué)時

作業(yè)2-4 2-5 2-7 2-9； 思考2-6 3.2 二元正規(guī)溶液

具體內(nèi)容

混合自由能與過剩自由能；正規(guī)溶液的定義；正規(guī)溶液的混合函數(shù)與過剩函數(shù)；

正規(guī)溶液的性質(zhì)

例題2-6 第19、20學(xué)時

作業(yè)2-11 2-12； 思考2-8

3.3 冶金爐渣 3.3.1爐渣的性質(zhì)

堿度（堿度，光學(xué)堿度，過剩堿）；氧化還原性

3.3.2分子理論

理論模型;例題 2-8

第21、22學(xué)時

作業(yè)2-13 2-14 2-15

3.3.3捷姆金完全離子理論

理論模型;例題2-9 3.3.4爐渣的硫容量

硫化物容量;硫酸鹽容量;硫容量與堿度

第23、24學(xué)時

作業(yè)2-16 2-17 2-19

閱讀 磷酸鹽容量

4．冶金熱力學(xué)應(yīng)用（8 學(xué)時）4.1 冶金反應(yīng)過程最高反應(yīng)溫度及煉鋼中元素發(fā)熱能力的計算

1.冶金反應(yīng)過程標準焓的計算 2.最高反應(yīng)溫度的計算 3.煉鋼中元素發(fā)熱能力的計算

第25、26學(xué)時

4.2固體氧化物直接還原

直接還原熱力學(xué)分析；直接還原機理；直接還原％CO－T平衡圖。第27、28學(xué)時

閱讀：固體氧化物的間接還原

4.3選擇性還原-----從紅土礦中提取鈷和鎳 選擇性還原過程熱力學(xué)；分析討論。

4.4 選擇性氧化-----奧氏體不銹鋼的去碳保鉻

1）鉻的氧化物；含鉻鐵水的吹煉；

第29、30學(xué)時

閱讀： 爐渣脫硫、脫磷的熱力學(xué)分析（P127-134）

2）奧氏體不銹鋼冶煉發(fā)展的三個階段；奧氏體不銹鋼的去碳保鉻；理論計算；分析討論。

第31、32學(xué)時

作業(yè)4-3 4-4 4-5

閱讀：霧化提礬（P122-123）

（二）冶金動力學(xué)部分(30學(xué)時）5．冶金反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)（8學(xué)時）

5.1 化學(xué)反應(yīng)速率及反應(yīng)級數(shù)

1.化學(xué)反應(yīng)進度； 2.化學(xué)反應(yīng)速率；

3.化學(xué)反應(yīng)速率方程（n級不可逆反應(yīng)）； 4.1級可逆反應(yīng)方程。

5.2 反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系

1.阿累尼烏斯公式與活化能； 2.活化能與熱力學(xué)函數(shù)關(guān)系式。

第1、2學(xué)時

作業(yè)5-1，5-2；思考題：5-1，5-

2閱讀：串連反應(yīng)

5.3 擴散與傳質(zhì)

費克第一定律；費克第二定律；費克二定律的特解（擴散偶；幾何面源）第3、4學(xué)時 閱讀：有效碰撞理論及過渡態(tài)理論

5.4 相際傳質(zhì)

邊界層的概念；邊界層理論；傳質(zhì)系數(shù) 第5、6學(xué)時

作業(yè)6-1

5.5 多相反應(yīng)動力學(xué)基本模型

雙膜理論；溶質(zhì)滲透理論；表面更新理論；舉例6－6

第7、8學(xué)時

作業(yè)6-3，6-7；思考題：6-5 6．多相反應(yīng)動力學(xué)（22學(xué)時）6.1 氣一固反應(yīng)（8學(xué)時）

6.1.1氣-固反應(yīng)特點與反應(yīng)機理

氣固反應(yīng)特點及處理方法； 6.1.2未反應(yīng)核模型 1)外擴散為限制環(huán)節(jié)時反應(yīng)模型 第9、10學(xué)時

2）內(nèi)擴散為限制環(huán)節(jié)時反應(yīng)模型 3）界面化學(xué)反應(yīng)為限制環(huán)節(jié)時反應(yīng)模型 第11、12學(xué)時

4）內(nèi)擴散和界面化學(xué)反應(yīng)混合控速時反應(yīng)模型 5）一般情況 第13、14學(xué)時

作業(yè)7-1，7-2；思考題7-1

6.1.3未反應(yīng)核模型應(yīng)用 未反應(yīng)核模型特殊條件下：外擴散、內(nèi)擴散或界面化學(xué)反應(yīng)控速應(yīng)用 及動力學(xué)參數(shù)獲取，舉例 第15、16學(xué)時

作業(yè)7-3，7-4 ；思考題：7-2，7-3 6.2 氣一液反應(yīng)（8學(xué)時）

6.2.1氣泡形成機理與動力學(xué)過程 6.2.2均相中氣泡的生成機理

均相中氣泡的生成機理；例：碳-氧反應(yīng)；非均相氣泡生成機理；活性氣隙的最大半徑；氣泡長大與上升動力學(xué)機理。第17、18學(xué)時

作業(yè)7-5

6.2.3氣泡在液相中的行為

1.氣泡在液相中的運動； 2.氣泡在上浮過程中長大。

6.2.2鋼液中碳-氧反應(yīng)動力學(xué) 1）碳氧反應(yīng)機理 2）碳氧反應(yīng)動力學(xué)模型

第19、20學(xué)時

作業(yè)7-6

3）碳氧反應(yīng)動力學(xué)模型舉例 6.2.4氣泡冶金過程動力學(xué)

1)吹氬冶煉超低碳不銹鋼碳氧反應(yīng)機理

2)吹氬冶煉超低碳不銹鋼碳氧反應(yīng)模型（1）第21、22學(xué)時

作業(yè)7-7； 思考題7-4 3)吹氬冶煉超低碳不銹鋼碳氧反應(yīng)模型（2）4)吹氬脫氫過程動力學(xué) 第23、24學(xué)時

作業(yè)7-8 ；思考題7-5 6.3 液一液反應(yīng)（4學(xué)時）

6.3.1液-液相反應(yīng)特點與動力學(xué)方程

1.液-液反應(yīng)特點 2.液-液反應(yīng)動力學(xué)機理 3.液-液反應(yīng)動力學(xué)方程

第25、26學(xué)時

作業(yè)7-9

6.3.2液-液反應(yīng)應(yīng)用實例

例：錳氧化反應(yīng)動力學(xué) 第27、28學(xué)時

作業(yè)7-10 ；思考題7-6，7-7 6.4 液－固反應(yīng)（2學(xué)時）

固-液相反應(yīng)特點；固-液相反應(yīng)機理；實例介紹：爐渣-耐火材料反應(yīng)實例 第29、30學(xué)時

作業(yè)7-11； 思考題：7-8

模塊二 冶金物理化學(xué)實驗教學(xué)（24學(xué)時)

（一）課程設(shè)計的思想、效果以及課程目標 基于冶金物理化學(xué)學(xué)科特點和學(xué)生培養(yǎng)目標，即培養(yǎng)基礎(chǔ)知識扎實，綜合素質(zhì)高，實踐能力強，具有創(chuàng)新精神，適應(yīng)社會發(fā)展需要的高水平研究型創(chuàng)新人才，不僅需要傳授給學(xué)生冶金物理化學(xué)的理論知識，更要培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和科技創(chuàng)新能力。實驗教學(xué)作為冶金物理化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實際、動手能力、創(chuàng)造力、想象和思維能力的有效手段，對于工程技術(shù)與研究型人才的培養(yǎng)尤為重要。根據(jù)冶金物理化學(xué)教學(xué)大綱，按照學(xué)生培養(yǎng)目標，密切結(jié)合冶金物理化學(xué)的特點，切實把握理論教學(xué)、實踐教學(xué)和科技創(chuàng)新環(huán)節(jié)，注重相互之間的聯(lián)系與結(jié)合，科學(xué)地設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容。課程的設(shè)計思想

(1)注重實踐，倡導(dǎo)創(chuàng)新，將學(xué)生分析和解決實際問題的能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)放在首位；

在實驗設(shè)計上，我們將傳統(tǒng)的印證性實驗改為探索性、設(shè)計性實驗，用以培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力及創(chuàng)新能力。教學(xué)內(nèi)容重點體現(xiàn)在本科生綜合能力、實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)與提高方面。既要符合培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展對創(chuàng)新型人才、工程型人才的需要，同時又要注重層次化，即基礎(chǔ)層次、綜合層次、創(chuàng)新層次。在基礎(chǔ)層次培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，加強綜合層次和創(chuàng)新層次的能力培養(yǎng)的教學(xué)體系。將科研成果、科研思路、新型實驗裝備和新的實驗技術(shù)和方法引入到課程教學(xué)內(nèi)容中，拓寬課程內(nèi)容和方法，讓學(xué)生更多地了解冶金學(xué)科的發(fā)展，增強科技創(chuàng)新意識，進一步培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實際、科研創(chuàng)新能力。將實踐教學(xué)與創(chuàng)新教育結(jié)合，把實踐教學(xué)作為創(chuàng)新精神與工程能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，達到培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的目的。

(2)實驗教學(xué)與課堂教學(xué)緊密結(jié)合、互相補充、相互加強。

由于課堂教學(xué)和實驗教學(xué)進度一致，使得實驗內(nèi)容與課堂教學(xué)的重點、難點相互呼應(yīng)。學(xué)生帶著問題做實驗，在實驗中去尋找這些問題的答案，有利于鞏固學(xué)生對相關(guān)知識的掌握，達到了強化課堂教學(xué)效果的目的。實驗課程效果

多年來，學(xué)院“211” 工程建設(shè)實驗室投入資金2000萬元，建成了符合當前世界冶金科技發(fā)展趨勢的“現(xiàn)代冶金技術(shù)實驗室”、“高溫物理化學(xué)實驗室”兩個特色、優(yōu)勢明顯的高水平實驗室，形成了從事冶金技術(shù)和現(xiàn)代冶金學(xué)科領(lǐng)域基礎(chǔ)研究、進行冶金工藝改造和研究開發(fā)冶金新工藝等方面科學(xué)研究和教學(xué)基地。為冶金學(xué)科的全面發(fā)展并在整體上接近國際同類學(xué)科先進水平奠定了很好的基礎(chǔ)。目前已建立了軟、硬件條件良好的完善實踐教學(xué)體系。另外，實驗教學(xué)內(nèi)容與課堂講授內(nèi)容相互配合，極大地促進了學(xué)生對相關(guān)理論知識的掌握，使理論教學(xué)和實踐教學(xué)結(jié)合的更加緊密，相輔相成，大大促進了學(xué)生工程實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，全面提高了課程的教學(xué)效果。課程目標

通過冶金物理化學(xué)實踐教學(xué)活動的學(xué)習(xí)與鍛煉，為后續(xù)的其他專業(yè)課程學(xué)習(xí)打好扎實的實踐基礎(chǔ)；提高學(xué)生實踐動手能力與理論聯(lián)系實際的能力，分析解決問題的能力和創(chuàng)新能力，達到培養(yǎng)高水平研究型人才、工程型人才的目標。

（二）課程內(nèi)容 冶金物理化學(xué)實驗教學(xué)共計24學(xué)時，由三個“子模塊”組成:

子模塊一：學(xué)生在實驗室完成四個綜合實驗，每個實驗4學(xué)時，共計16學(xué)時。這部分進行的教學(xué)改革是：為了充分發(fā)揮部分同學(xué)的潛能，在每個實驗后均有相應(yīng)的拓展實驗訓(xùn)練內(nèi)容，以供優(yōu)秀的學(xué)生在業(yè)余時間選擇練習(xí)。

子模塊二：利用網(wǎng)絡(luò)和國際優(yōu)秀物理化學(xué)軟件FactSage，設(shè)計了四個網(wǎng)絡(luò)實驗平臺，每個實驗2學(xué)時，共計8學(xué)時。

子模塊三：進一步培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實際、科研創(chuàng)新能力，將科研成果、科研思路、新型實驗裝備和新的實驗技術(shù)和方法引入到課程教學(xué)內(nèi)容中，拓寬課程內(nèi)容和方法，達到培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的目的，設(shè)計了四個選作實驗，每個實驗4學(xué)時，共計16學(xué)時。

子模塊一內(nèi)容

實驗

一、銅液定氧實驗

【實驗性質(zhì)】綜合性實驗；學(xué)時：4

通過本實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解固體電解質(zhì)定氧電池的工作原理，掌握運用冶金熱力學(xué)分析計算結(jié)果和銅液定氧的方法，定氧數(shù)據(jù)的處理計算；了解定氧探頭的制作；了解高溫爐的結(jié)構(gòu)、電熱體、加熱原理；了解并掌握熱電偶的測溫原理、測溫方法、高溫爐恒溫帶的測量；了解氣體凈化方法和原理、高溫爐內(nèi)氣氛控制的方法。提高學(xué)生的動手能力、綜合運用知識的能力。

在上述實驗的基礎(chǔ)上，學(xué)生可以在業(yè)余時間開展如下拓展實驗訓(xùn)練：

（1）自己設(shè)計一個電爐；

已知：爐管尺寸Ф50*60*600mm,電源電壓220v 加熱帶長度400mm，氧化性氣氛工作，爐體中等保溫，要求爐膛溫度1000℃.計算電熱絲的直徑與長度，匝數(shù)及匝間距。（2）自己制作一個單鉑銠熱電偶；

（3）氬氣脫水、脫氧、脫除CO2的具體實驗步驟；（4）簡述定氧電池的制作步驟；（5）鐵液定氧實驗的設(shè)計。

實驗

二、利用差熱分析技術(shù)研究AlN材料的氧化行為 【實驗性質(zhì)】設(shè)計性實驗；學(xué)時：4 通過本實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解熱分析技術(shù)相應(yīng)的工作原理，掌握運用熱分析數(shù)據(jù)研究AlN材料的氧化反應(yīng)動力學(xué)過程的方法，相關(guān)數(shù)據(jù)的處理計算；了解TG、DTA及TG-DTA（DSC）聯(lián)用熱分析儀的操作技術(shù)；掌握試樣化學(xué)反應(yīng)過程中質(zhì)量變化的測量方法。提高學(xué)生的動手能力、綜合運用知識的能力。

在上述實驗的基礎(chǔ)上，學(xué)生可以在業(yè)余時間開展如下拓展實驗訓(xùn)練：

（1）用TG-DTA(DSC)法測量含水鐵礦石或紅土鎳礦在加熱過程中質(zhì)量變化及熱分解溫度；

（2）通過分析軟件，計算反應(yīng)的幾個階段的失重量，幾個階段的起始反應(yīng)溫度，幾個階段的熱效應(yīng)的變化，并輸出測量數(shù)據(jù)；

（3）根據(jù)數(shù)據(jù)處理計算結(jié)果，判斷幾個特殊階段的化學(xué)反應(yīng)方程式。

實驗

三、鐵礦石900℃間接還原性能檢測 【實驗性質(zhì)】綜合性實驗；學(xué)時：4

通過本實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解、鞏固所學(xué)冶金物理化學(xué)過程熱力學(xué)、動力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)知識，并運用所學(xué)相關(guān)知識，對影響鐵礦石還原動力學(xué)性能的相關(guān)因素進行分析討論，提高理論聯(lián)系實際的水平；了解并掌握鐵礦石還原動力學(xué)性能測定方法；了解所用設(shè)備的工作原理及基本操作方法。通過實驗，使得同學(xué)們的動手能力和分析問題與解決問題的能力得到提高。

在上述實驗的基礎(chǔ)上，學(xué)生可以在業(yè)余時間開展如下拓展實驗訓(xùn)練：

（1）球團礦900℃還原膨脹性能檢測；

（2）塊礦的爆裂性能。

實驗

四、含鈦高爐渣中鈦的結(jié)晶富集 【實驗性質(zhì)】綜合性實驗；學(xué)時：4

通過本實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解、運用所學(xué)冶金物理化學(xué)熱力學(xué)相圖、動力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)知識，對影響鈦富集相物相的組成、晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌等相關(guān)因素進行分析討論，找出優(yōu)化的選擇結(jié)晶條件；了解并初步掌握X射線衍射儀的工作原理和正確操作方法，初步掌握X射線衍射進行物相鑒定的方法；了解掃描電子顯微鏡與能譜儀的結(jié)構(gòu)與工作原理，初步掌握掃描電子顯微鏡與能譜儀進行物相的微觀形貌和化學(xué)組成的鑒定方法；通過實驗，使得同學(xué)們的動手能力和分析問題與解決問題的能力得到提高。

在上述實驗的基礎(chǔ)上，學(xué)生可以在業(yè)余時間開展如下拓展實驗訓(xùn)練：（1）鋼中非金屬夾雜物的金相鑒定；（2）爐渣和燒結(jié)礦的礦相分析；

（3）利用掃描電鏡和能譜儀對鋼中夾雜物微觀形貌和組成進行分析及測定。

子模塊二內(nèi)容

實驗

五、硅熱還原法煉鎂的熱力學(xué)分析 【實驗性質(zhì)】網(wǎng)絡(luò)平臺實驗；學(xué)時：2

通過本實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握標準狀態(tài)和非標準狀態(tài)時化學(xué)反應(yīng)等溫方程式的計算方法及應(yīng)用，能分析溫度、活度、分壓等因素對化學(xué)反應(yīng)方向的影響；理解硅熱還原法煉鎂的熱力學(xué)原理。掌握FactSage軟件的Reaction模塊的主要用法。

實驗

六、鐵水脫硫的熱力學(xué)模擬 【實驗性質(zhì)】網(wǎng)絡(luò)平臺實驗；學(xué)時：2

實際冶金過程多為金屬熔體、爐渣、煙氣等多元多相組成的復(fù)雜體系，計算其平衡組成目前唯一可行的方法是采用如FactSage這樣的熱化學(xué)計算專業(yè)軟件；同時，對于爐渣、熔锍等多元熔體由于多偏離理想溶液且組元眾多，其過剩熱力性質(zhì)多采用溶液模型來描述。目前，同時集成熱化學(xué)數(shù)據(jù)庫并具有多種計算功能的熱力學(xué)軟件已經(jīng)成為冶金工作者進行熱力學(xué)計算及過程模擬的主流工具。

通過本實驗的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能理解多元多相反應(yīng)的計算原理及用途，掌握運用冶金熱力學(xué)計算結(jié)果分析和調(diào)控脫硫反應(yīng)的能力；了解FactSage軟件的爐渣、鐵水熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫，掌握FactSage軟件的Equilib模塊的主要用法以及結(jié)算結(jié)果的分析。

實驗

七、爐渣相圖的綜合應(yīng)用 【實驗性質(zhì)】網(wǎng)絡(luò)平臺實驗；學(xué)時：2

通過本實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟練掌握二元系、三元系相圖（等溫截面、液相投影面、等組成的等溫截面）的解讀；以煉銅和煉鋼過程的主要渣系為例，掌握利用爐渣相圖分析冶金過程中的爐渣的熔化性能、飽和溶解度等性質(zhì)的方法，從而達到利用所學(xué)物理化學(xué)知識分析和指導(dǎo)冶金生產(chǎn)的目的。

實驗

八、優(yōu)勢區(qū)圖在硫化物焙燒過程的應(yīng)用 【實驗性質(zhì)】網(wǎng)絡(luò)平臺實驗；學(xué)時：2

通過本實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉優(yōu)勢區(qū)圖的解讀，掌握利用優(yōu)勢區(qū)圖分析硫化物焙燒過程所需的熱力學(xué)條件，掌握如何控制溫度、氣氛獲得所希望的焙燒產(chǎn)物；掌握FactSage軟件的Predom模塊的主要用法。

子模塊三內(nèi)容

實驗

九、鋯酸鈣材料抗侵蝕性能研究 【實驗性質(zhì)】選作實驗；學(xué)時：4

通過本實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握鋯酸鈣材料抗侵蝕性能的測定方法與測定原理；運用所學(xué)冶金物理化學(xué)過程熱力學(xué)、動力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)知識，分析討論影響鋯酸鈣材料抗侵蝕性能的相關(guān)因素；確定侵蝕過程的反應(yīng)機理；加深對冶金液固反應(yīng)動力學(xué)的理解與認識。通過實驗，使得同學(xué)們的動手能力和分析問題與解決問題的能力得到提高。

實驗

十、鐵礦石500℃低溫還原粉化性能RDI檢測實驗 【實驗性質(zhì)】選作實驗；學(xué)時：4

通過本實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握鐵礦石低溫還原粉化性能的測定方法與測試原理；能夠計算鐵礦石低溫還原粉化性能各項指標；了解并初步掌握X射線衍射儀的工作原理和正確操作方法以及X射線衍射進行物相鑒定的方法；確定鐵礦石低溫還原粉化性能的影響因素。通過實驗，使得同學(xué)們的動手能力和分析問題與解決問題的能力得到提高。

實驗

十一、電爐粉塵碳熱還原回收鋅的熱力學(xué)和動力學(xué)研究 【實驗性質(zhì)】選作實驗；學(xué)時：4

通過本實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握鐵礦石低溫還原粉化性能的測定方法與測試原理；能夠計算鐵礦石低溫還原粉化性能各項指標；了解并初步掌握X射線衍射儀的工作原理和正確操作方法以及X射線衍射進行物相鑒定的方法；確定鐵礦石低溫還原粉化性能的影響因素。通過實驗，使得同學(xué)們的動手能力和分析問題與解決問題的能力得到提高。

實驗

十二、含鈦高爐渣流動性能的實驗研究 【實驗性質(zhì)】選作實驗；學(xué)時：4

通過本實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握熔體粘度的測試原理及方法；實驗設(shè)備的使用方法和適用范圍及操作技術(shù)；了解渣粘度隨溫度的變化規(guī)律；影響含鈦高爐渣粘度的主要因素；初步進行粘度模型的驗證。通過實驗，使得同學(xué)們的動手能力和分析問題與解決問題的能力得到提高

第三篇：有色金屬冶金專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)方案

080603有色金屬冶金專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)方案

一、學(xué)科簡介

有色金屬學(xué)屬冶金工程與冶金材料學(xué)科。貴州有色金屬資源豐富。鋁礦資源居全國第二位,鋁產(chǎn)量居全國榜首,鈦產(chǎn)量占全國總量的80%以上；鋅、銻礦儲量也居全國前列。

本專業(yè)自1958年建校時開始招收本科生，1984年開始招收碩士研究生，根據(jù)國家教委專業(yè)指導(dǎo)目錄，將鋼鐵冶金專業(yè)和有色金屬冶金專業(yè)合并為冶金工程專業(yè)，幾十年來為國家和地方培養(yǎng)了一大批工程技術(shù)人才，他們遍布全國各地，在事業(yè)上都作出了卓著的成績。

鋁冶金方面

承擔(dān)校基金、省基金以及橫向(貴州鋁廠、貴州輕研所和廣西平果鋁業(yè)公司)等項目二十多項。主要科研成果有：“石灰在高壓溶出貴州鋁土礦過程中對赤泥相變的作用”獲1991年貴州省科技進步二等獎；“氧化鋁專業(yè)課程教學(xué)改革的實踐和成效”獲1989年全國高校教學(xué)優(yōu)秀成果獎、貴州工業(yè)大學(xué)一等獎；“石灰在高壓溶出貴州鋁土礦過程中對赤泥相變的作用”和“拜耳赤泥相量計算方法探討”分別獲1998年貴州省科協(xié)首屆自然科學(xué)優(yōu)秀論文一等獎和二等獎；“鋁酸鈣熟料溶出工藝研究”1998年7月獲第二屆華中地區(qū)科學(xué)技術(shù)推廣大會二等獎。鋅冶金方面

“鋅、二氧化錳冶煉新工藝”從七十年代就開始探索，被列入貴州省“七五”攻關(guān)項目，并獲國家發(fā)明專利和北京國際發(fā)明展覽會銅牌獎，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，其主要研究者江聲揚教授因此被評為省勞模，享受國務(wù)院津貼；“云南都龍錫礦高鐵鋅精礦全濕法處理的工藝研究”獲中國有色金屬學(xué)會一等優(yōu)秀論文獎。銻冶金方面

“低溫?zé)掍R新工藝”項目，獲國家發(fā)明專利并獲第三屆全國發(fā)明展覽會“金獎”；“銻礦直接濕法生產(chǎn)銻白”項目完成了半工業(yè)試驗，獲國家發(fā)明專利；用“電氯化法”直接從礦石中制取銻白，是一具有獨創(chuàng)性的先進工藝，技術(shù)指標先進，達到我國GB4062-83一級品標準，其中90％達到零級品標準，經(jīng)濟效益好，具有推廣應(yīng)用價值，在我國屬于領(lǐng)先地位，國外未見報道，開創(chuàng)了濕法制取銻白的新途徑；另外，還進行了電化法浸出硫化銻礦與銻的同時電積等新工藝的研究，并獲省科技進步四等獎。

冶金過程環(huán)境保護方面

“從含鎳廢渣中提取金屬鎳”獲貴州省科學(xué)大會獎；“從煉銅廢渣中回收錫、銅、鉛、鋅等金屬的方法”獲1996年國家專利，并獲北京國際發(fā)明展覽會銅牌獎，該研究處于我國領(lǐng)先水平，并已成功應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)，在有色冶金環(huán)保方面做出了巨大的貢獻；“軟錳礦吸收煉銻SO2廢氣制取硫酸錳”和“軟錳礦吸收

工業(yè)SO2廢氣制取硫酸錳”項目分別于1997年和2000年獲得?；鸷褪』鸬馁Y助；“氧化鋁生產(chǎn)中脫硫”項目于1988年與貴州鋁廠氧化鋁廠合作研究，并獲

省基金資助；“用貴州高鋁礦生產(chǎn)氧化鋁時的脫硫新方法研究” 獲國家自然科學(xué)基金資助；除此而外，還對“含鍺氧化鋅煙塵的處理”等項目進行了系統(tǒng)研究。

二、學(xué)習(xí)年限

碩士研究生學(xué)習(xí)年限一般為3年。

三、培養(yǎng)目標

1．本專業(yè)培養(yǎng)具有正確的政治方向，熱愛祖國，擁護中國共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo)，努力學(xué)習(xí)，自覺遵紀守法，有良好的道德品質(zhì)。

2．在有色金屬冶金學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)，掌握堅實的理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)的專業(yè)知識，了解有色金屬冶金學(xué)科的發(fā)展動向。

3．具有從事本專業(yè)科學(xué)研究和解決工程技術(shù)實際問題的能力，熟練掌握一

門外語和必要的實驗及計算技能。

四、研究方向

01、輕金屬冶金 02、濕法冶金

03、金屬分離技術(shù)與工藝 04、冶金環(huán)保 05、冶金過程模擬

五、培養(yǎng)方式

培養(yǎng)方式包括全脫產(chǎn)、半脫產(chǎn)、不脫產(chǎn)三種方式（含聯(lián)合培養(yǎng)、委托培養(yǎng)）。培養(yǎng)過程注重以下原則：

1、加強研究生的思想政治工作和道德品質(zhì)、文明禮貌教育；

2、鼓勵研究生參加體育鍛煉和公益勞動，促進研究生身心健康和全面發(fā)展；

3、導(dǎo)師要從每個研究生的具體情況出發(fā)，精心制訂每個研究生的培養(yǎng)計劃。導(dǎo)師所在單位要為研究生培養(yǎng)創(chuàng)造良好的條件；

4、鼓勵聘請外單位具有高級技術(shù)職稱的專家、學(xué)者擔(dān)任碩士研究生的兼職導(dǎo)師，對研究生進行合作培養(yǎng)；

5、鼓勵跨一級或二級學(xué)科的兩位導(dǎo)師共同培養(yǎng)一位研究生；

6、研究生課程的授課教師要采取靈活多樣的授課方式和考試方式。除了注意知識的系統(tǒng)性外，還要注意激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力。

7、學(xué)生除了選修本專業(yè)課程中的任選課程外，還可根據(jù)導(dǎo)師要求或個人意愿，選修我校其他院（系）所開設(shè)的研究生課程；

8、凡跨學(xué)科錄取的碩士研究生，一般應(yīng)在導(dǎo)師的指導(dǎo)下補修至少2門本科生必修的主干課程。補修課只記成績，不記入研究生階段的總學(xué)分；

9、教學(xué)實踐是培養(yǎng)提高研究生教學(xué)能力、表達能力的重要環(huán)節(jié)。內(nèi)容可以是40學(xué)時左右的課程講授或輔導(dǎo)、指導(dǎo)實習(xí)、協(xié)助指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計或論文等，要求在第四學(xué)期前完成，完成后由負責(zé)教師寫出評語，不合格者應(yīng)重新進行；

10、鼓勵研究生在校期間撰寫學(xué)術(shù)論文，一般要求研究生畢業(yè)之前要在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊雜志（含會議論文）公開發(fā)表至少一篇學(xué)術(shù)論文；

11、本專業(yè)碩士研究生課程學(xué)習(xí)應(yīng)修滿的學(xué)分總數(shù)至少為27學(xué)分，其中學(xué)位課至少14學(xué)分。

六、課程設(shè)置

課程設(shè)置見《有色金屬冶金專業(yè)碩士研究生課程設(shè)置表》，如確因?qū)W科發(fā)展需要，還可在專業(yè)培養(yǎng)方案規(guī)定的課程之外另增開1—2門研究方向?qū)W位課（屆時須報研究生部培養(yǎng)科備案）。

七、科學(xué)研究、教學(xué)實踐和學(xué)位論文

學(xué)位論文是使研究生受到科學(xué)研究的全部訓(xùn)練，培養(yǎng)從事科學(xué)研究或擔(dān)負專門技術(shù)工作能力的重要環(huán)節(jié)。對碩士生論文的指導(dǎo)，采取導(dǎo)師負責(zé)與集體培養(yǎng)相結(jié)合的方式，提倡組成指導(dǎo)小組，既要發(fā)揮導(dǎo)師的專長和主導(dǎo)作用，同時又要注意發(fā)揮指導(dǎo)小組及教研室其他人員的作用。

來自工廠企業(yè)的工程碩士生的學(xué)位論文選題，主要應(yīng)直接來源于生產(chǎn)實際或有明確的生產(chǎn)背景及應(yīng)用價值。其論文工作以學(xué)校導(dǎo)師為主進行指導(dǎo)，同時可根據(jù)需要和可能從選送單位聘1-2名具有高級技術(shù)職稱的工程技術(shù)人員擔(dān)任協(xié)助指導(dǎo)教師。碩士生應(yīng)在第三學(xué)期提交文獻總結(jié)及選題報告，并經(jīng)考核通過后，方可進入論文工作。

碩士生論文的要求：

1、對所研究課題應(yīng)有的新的見解，對某些理論或生產(chǎn)技術(shù)問題力求在理論或?qū)嵺`上對社會主義建設(shè)具有一定的意義。要求新見解有科學(xué)依據(jù)，但不一定要求對新見解進行再實踐的驗證或生產(chǎn)檢驗。

2、論文工作必須有一定的難度、深度、廣度和工作量。論文應(yīng)是由本人獨立完成，要能表明作者具有從事科學(xué)研究或獨立擔(dān)負專門技術(shù)工作的能力，從文獻綜述、選題報告、確定合理的研究方案，進行實驗和數(shù)據(jù)處理等，均應(yīng)表明作者具有分析問題和解決問題的能力。

3、論文一般應(yīng)包括立題依據(jù)（調(diào)查研究和文獻綜述）、實驗方法、數(shù)據(jù)處理、理論分析及結(jié)論。文末應(yīng)附有參考文獻及科學(xué)研究過程中經(jīng)過整理的原始數(shù)據(jù)，論文要求文字通順、條理清晰、書寫工整、圖表精確、計量單位正確。

八、答辯和學(xué)位授予

研究生在學(xué)位論文完成后須提出論文答辯申請，經(jīng)導(dǎo)師、教研室同意，院學(xué)位委員會批準組成答辯委員會。答辯委員會一般由五人組成，應(yīng)至少聘請一名外校專家擔(dān)任答辯委員會成員，由答辯委員會主席主持。申請碩士學(xué)位者必須至少公開發(fā)表1篇論文。九．學(xué)分要求

課程總學(xué)分為27-30學(xué)分。

附：有色金屬冶金專業(yè)碩士課程設(shè)置一覽表

說明：課程總學(xué)分27—30學(xué)分，培養(yǎng)環(huán)節(jié)學(xué)分不少于4學(xué)分，共31—34學(xué)分。

第四篇：《再生有色金屬冶金》論文

廢鋁的回收再生與利用

摘要：本文比較詳細地介紹了鋁再生在我國的重要意義：鋁再生節(jié)約鋁礦資源、節(jié)約能源、減少污染、經(jīng)濟效益好。本文還指出了當前我國鋁再生的現(xiàn)狀和存在的問題, 提出了解決問題的一些對策, 并對鋁再生在我國的發(fā)展作了展望以及廢鋁回收加工的基本工序。

關(guān)鍵詞：鋁資源，廢鋁回收，鋁再生

鋁及鋁合金密度小, 比強度高, 耐腐蝕性和抗氧化性好, 易于加工和再生利用, 被廣泛應(yīng)用于建筑、運輸、國防、包裝等行業(yè)和日常生活領(lǐng)域。鋁是最重 要的有色金屬, 其品種規(guī)格和產(chǎn)量為有色金屬之冠。目前全球鋁市場中40%~50%的需求是通過回收再生廢鋁滿足的，美國，日本，德國，意大利和墨西哥的再生鋁產(chǎn)量均超過原鋁。我國再生鋁發(fā)展與原鋁相比很緩慢。隨著人們生活水平的提高, 人們對鋁的需求日益增大, 加上鋁資源開采的盲目性,鋁資源已經(jīng)趨于貧瘠, 資源與環(huán)境成為經(jīng)濟發(fā)展中的兩大瓶頸，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟成為可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。作為綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)的鋁產(chǎn)業(yè)，其健康發(fā)展不僅關(guān)乎行業(yè)本身，也是中國循環(huán)經(jīng)濟的突破口。因此, 廢鋁回收再生利用的意義及重要性日益顯現(xiàn)。一.我國鋁資源的現(xiàn)狀

我國地大物博, 鋁礦儲藏豐富, 目前世界已探明的鋁土礦為250 億噸, 我國有23 億噸, 占世界鋁土礦總儲量的10% , 主要分布在河南，山西，廣西，貴州及山東等省。但是儲量豐富不代表我們可以不看重那些廢雜鋁，實際上我國的鋁土礦資源并不樂觀，我國鋁土礦的品位相對較低,鋁硅比在10以上的優(yōu)質(zhì)鋁土礦較少，以致我國氧化鋁的缺口較大, 每年約1/ 3~ 1/ 2 依賴進口[ 4]。我國人均鋁土礦儲量遠低于世界平均水平。二．我國鋁再生的意義

1.節(jié)約資源

鋁容易回收利用, 是最有再生價值的工程金屬。鋁熔煉時實收率高, 每循環(huán)一次損耗3.5%~ 8.5%, 并可以多次回收。目前世界鋁產(chǎn)品的22%是通過回收廢鋁加工制成的。我國鋁資源儲量極為有限, 相對缺乏, 鋁再生對我國節(jié)約資源具有重要意義。

2.節(jié)約能源 廢鋁生產(chǎn)再生鋁與原鋁生產(chǎn)相比節(jié)能達95%~ 97%。我國人口眾多, 能源相對匱乏。如到了夏季, 因天氣炎熱, 我國上海、廣東等地就出現(xiàn)了因供電不足而導(dǎo)致的限電現(xiàn)象。大力發(fā)展鋁再生將對緩解我國能源緊缺局面具有重要意義。

3.減少環(huán)境污染

鋁再生與原鋁生產(chǎn)相比, 工藝簡單, 流程短, 廢氣、廢水、廢渣少, 對環(huán)境的污染小。如: 鋁再生大大減少了CO2 的產(chǎn)生和排放。用廢鋁生產(chǎn)再生鋁可比用水電生產(chǎn)原鋁減少CO2 排放量91% 以上, 比用油電生產(chǎn)原鋁減少CO2 排放量97% 以[。這對減少大氣污染, 保護環(huán)境有著重要的意義。

4.投資少、成本低、經(jīng)濟效益顯著

發(fā)展再生鋁生產(chǎn)設(shè)備簡單, 投資少, 成本低, 經(jīng)濟效益顯著。生產(chǎn)1 t 再生鋁與生產(chǎn)1 t 原鋁相比,可以節(jié)約投資87.5%, 節(jié)約生產(chǎn)費用40% ~50%。

5.能快速提高鋁產(chǎn)量

我國目前屬于鋁進口國, 每年要從國外進口大量氧化鋁、鋁錠和鋁制品。和發(fā)達工業(yè)國家相比, 我國再生鋁的產(chǎn)量差距很大。發(fā)展再生鋁能夠快速提高鋁產(chǎn)量, 緩解我國鋁緊缺的局面。

6.可以緩解就業(yè)壓力

鋁再生過程中, 回收網(wǎng)點建設(shè)、廢鋁熔煉、再生鋁深加工都提供許多就業(yè)崗位, 這可以緩解我國下崗人員的再就業(yè)壓力。三．廢雜鋁的再生加工工序

廢雜鋁的再生加工，一般經(jīng)過以下四道基本工序。

(1)廢鋁料的備制首先，對廢鋁進行初級分類，分級堆放，如純鋁、變形鋁合金、鑄造鋁合金、混合料等。對于廢鋁制品，應(yīng)進行拆解，去除與鋁料連接的鋼鐵及其他有色金屬件，再經(jīng)清洗、破碎、磁選、烘干等工序制成廢鋁料。對于輕薄松散的片狀廢舊鋁件，如汽車上的鎖緊臂、速度齒輪軸套以及鋁屑等，要用液壓金屬打包機打壓成包。對于鋼芯鋁絞線，應(yīng)先分離鋼芯，然后將鋁線繞成卷。

鐵類雜質(zhì)對于廢鋁的冶煉是十分有害的，鐵質(zhì)過多時會在鋁中形成脆性的金屬結(jié)晶體，從而降低其機械性能，并減弱其抗蝕能力。含鐵量一般應(yīng)控制在1.2%以下。對于含鐵量在1.5%以上的廢鉛，可用于鋼鐵工業(yè)的脫氧劑，商業(yè)鋁合金 2 很少使用含鐵量高的廢鋁熔煉。目前，鋁工業(yè)中還沒有很成功的方法能令人滿意地除去廢鋁中過量鐵，尤其是以不銹鋼形式存在的鐵。

廢鋁中經(jīng)常含有油漆、油類、塑料、橡膠等有機非金屬雜質(zhì)。在回爐冶煉前，必須設(shè)法加以清除。對于導(dǎo)線類廢鋁，一般可采用機械研磨或剪切剝離、加熱剝離、化學(xué)剝離等措施去除包皮。目前國內(nèi)企業(yè)常用高溫?zé)g的辦法去除絕緣體，燒蝕過程中將產(chǎn)生大量的有害氣體，嚴重地污染空氣。如果采用低溫烘烤與機械剝離相結(jié)合的辦法，先通過熱能使絕緣體軟化，機械強度降低，然后通過機械揉搓剝離下來，這樣既能達到凈化目的，同時又能夠回收絕緣體材料。廢鋁器皿表面的涂層、油污以及其他污染物，可采用丙酮等有機溶劑清洗，若仍不能清除，就應(yīng)當采用脫漆爐脫漆。脫漆爐的最高溫度不宜超過566℃，只要廢物料在爐內(nèi)停留足夠的時間，一般的油類和涂層均能夠清除干凈。

對于鋁箔紙，用普通的廢紙造漿設(shè)備很難把鋁箔層和紙纖維層有效分離，有效的分離方法是將鋁箔紙首先放在水溶液中加熱、加壓，然后迅速排至低壓環(huán)境減壓，并進行機械攪拌。這種分離方法，既可以回收纖維紙漿，又可回收鋁箔。

廢鋁的液化分離是今后回收金屬鋁的發(fā)展方向，它將廢鋁雜料的預(yù)處理與重新熔鑄相結(jié)合，既縮短了工藝流程，又可以最大限度地避免空氣污染，而且使得凈金屬的回收率大大提高。

裝置中有一個允許氣體微粒通過的過濾器，在液化層，鋁沉淀于底部，廢鋁中附著的油漆等有機物在450℃以上分解成氣體、焦油和固體炭，再通過分離器內(nèi)部的氧化裝置完全燃燒。廢料通過旋轉(zhuǎn)鼓攪拌，與倉中的溶解液混合，砂石等雜質(zhì)分離到砂石分離區(qū)，被廢料帶出的溶解渡通過回收螺旋槳返回液化倉。

(2)配料根據(jù)廢鋁料的備制及質(zhì)量狀況，按照再生產(chǎn)品的技術(shù)要求，選用搭配并計算出各類料的用量。配料應(yīng)考慮金屬的氧化燒損程度，硅、鎂的氧化燒損較其他合金元素要大，各種合金元素的燒損率應(yīng)事先通過實驗確定之。廢鋁料的物理規(guī)格及表面潔凈度將直接影響到再生成品質(zhì)量及金屬實收率，除油不干凈的廢鋁，最高將有20%的有效成分進入熔渣。

(3)再生變形鋁合金用廢鋁合金可生產(chǎn)的變形鋁合金有3003、3105、3004、3005、5050等，其中主要是生產(chǎn)3105合金。為保證合金材料的化學(xué)成分符合技術(shù)要求及壓力加工的工藝需要，必要時應(yīng)配加一部分原生鋁錠。

(4)再生鑄造鋁合金廢鋁料只有一小部分再生為變形鋁合金，約1／4再生成煉鋼用的脫氧劑，大部分用于再生鑄造用鋁合金。美、日等國廣泛應(yīng)用的壓鑄鋁合金A380、ADCl0等基本上是用廢鋁再生的。

再生鋁的主要設(shè)備是熔煉爐和精煉凈化爐，一般采用燃油或燃氣的專用靜置爐。我國最大的再生鋁企業(yè)是位于上海市郊的上海新格有色金屬有限公司，該公司有兩組50t的熔煉靜置爐，一組40t燃油熔煉靜置爐；一臺12t的燃油回轉(zhuǎn)爐。小型企業(yè)可采用池窯、坩堝窯等冶煉。四.廢鋁回收再生產(chǎn)業(yè)存在的主要問題 鋁再生企業(yè)規(guī)模小

鋁再生企業(yè)規(guī)模小, 過于分散, 我國大部分鋁再生企業(yè)是家庭作坊式小企業(yè), 難于統(tǒng)一管理, 阻礙了我國再生鋁工業(yè)的發(fā)展。技術(shù)力量薄弱

裝備陳舊, 工藝落后, 技術(shù)力量薄弱, 我國好多廢鋁回收企業(yè)采用“土法”熔煉,技術(shù)含量低, 工人勞動強度大, 生產(chǎn)率低, 鋁燒損大, 實收率低。鋁實收率只有70% ~ 80%, 有的還不足60% , 而發(fā)達國家則在90%以上, 有的高達98%。因此, 我國鋁再生嚴重浪費了寶貴的鋁資源。目前, 我國在再生鋁科研方面投入少, 從事這方面的研究人員少。有些企業(yè), 特別是規(guī)模小的企業(yè)只重視眼前利益不注重技術(shù)投資, 致使我國再生鋁技術(shù)長期處于落后狀態(tài)。預(yù)處理技術(shù)水平很低

我國目前廢鋁破碎、篩分、挑選、分類等預(yù)處理技術(shù)水平很低。大部分靠人工挑選與分類, 甚至有些鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和個體企業(yè), 不挑選, 不分類, 只要是鋁廢料就一起往爐子里裝。這使再生鋁的成分變的極為混雜, 污染嚴重, 大大降低了再生鋁的利用價值。同時, 我國鋁廢料有相當多的油漆、塑料、橡膠等, 由于熔煉前預(yù)處理不好, 熔煉時會放出大量的煙塵, 嚴重污染環(huán)境和危害身體健康。4 對鋁再生的重要性宣傳不夠

我國對鋁再生的重要性宣傳不夠。很多人對我國鋁資源危機缺乏重視, 從而影響了鋁再生方面的投入。

五．解決當前鋁再生存在問題的對策

1.制定相應(yīng)的政策和法律法規(guī) 2.制定相應(yīng)的行業(yè)標準 3 大量進口廢鋁

4.提高深加工能力, 向終端產(chǎn)品靠攏 5 采用先進的生產(chǎn)工藝, 提高技術(shù)水平6 加強廢鋁回收網(wǎng)絡(luò)建設(shè), 提高廢鋁分揀水平7 加大科研投入 六 總結(jié)

國內(nèi)經(jīng)濟的快速發(fā)展所帶來的旺盛需求以及經(jīng)濟的全球化，已經(jīng)為我 國再生鋁工業(yè)帶來了很好的發(fā)展前景，再生鋁產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為循環(huán)經(jīng)濟 的重要組成部分。我國再生鋁行業(yè)的發(fā)展有其自身規(guī)律，市場需求和價格是關(guān)鍵，降低廢料再生生產(chǎn)成本、開發(fā)廢鋁再生工藝新技術(shù)、新設(shè)備迫在眉睫。近年來，國家相繼出臺有關(guān)政策與法規(guī)，加強行業(yè)規(guī)劃和宏觀調(diào)控，扶持再生鋁產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進再生資源產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，提高我國鋁資源利用水平。我國企業(yè)應(yīng)立足長遠發(fā)展，努力加大技術(shù)改造力度，采用先進的再生鋁生產(chǎn)技術(shù)提高再生鋁產(chǎn)品的技術(shù)含量、獲取更大的經(jīng)濟效益；廢舊鋁的處理、鋁液的凈化、組織控制、再生鋁生成的冶金質(zhì)量控制及其環(huán)境保護等這一系列問題都急待于工程技術(shù)人員與科研人員去開發(fā)研究加以解決，以適應(yīng)我國國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要。

如何以最簡易的方法、最低成本、最有效的工藝使廢棄鋁再生成成份合乎理想合金要求、性能滿足使用，質(zhì)量能達到或按近原生材料水平的再生利用技術(shù)是世界各國本行業(yè)的追求目標。在這些方面，我國還有很長的路要走。鋁再生能夠變廢為寶、節(jié)約資源、節(jié)約能源、減少污染, 還能提供廉價的鋁合金, 具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。我國廢鋁再生利用存在著巨大潛力, 極其豐富的再生資源有待我們?nèi)ラ_發(fā)利用。我國再生鋁產(chǎn)量將逐年提高, 我國鋁再生工業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景。

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第五篇：東北大學(xué)-有色金屬冶金教授-高波

高波，男，1976年4月出生，2005年獲得大連理工大學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任有色金屬研究所副教授，美國納米協(xié)會會員，離子束電子束專業(yè)委員會委員，承擔(dān)科技支撐專題1項，參與國家863計劃一項，承擔(dān)教育部基本科研業(yè)務(wù)費、教育廳創(chuàng)新團隊項目以及沈陽市科學(xué)基金各一項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇，SCI15篇，EI20多篇，被他引90多次，申請專利9項，授權(quán)2項，獲得省部級獎勵2項。辦公電話：02483681320 電子郵箱：gaob@smm.neu.edu.cn