Шулга Получение и обработка металлов и соединений 2011

2.Схемы реакций экстракции и реэкстракции урана с помощью ТБФ из азотно-кислых растворов.

3.Определение коэффициентов распределения, степени извлечения и разделения при экстракции урана из бедных растворов.

4.Схемы основных типов экстракционных аппаратов и принципы их работы.

Лабораторная работа «Химические транспортные реакции»

1.Что представляют собой химические транспортные реакции

(ХТР)?

2.Влияние параметров иодидного процесса на скорость осаждения металла.

3.Очистка от примесей в процессе иодидного рафинирования.

4.Разновидности аппаратов для осуществления иодидного процесса.

5.Кинетический и диффузионный режимы осаждения.

6.Как прогнозируется процесс иодидного рафинирования.

Лабораторная работа «Порошковая металлургия»

1.Перечислите методы получения порошков.

2.Перечислите методы формования и спекания порошков.

3.Объясните механизм спекания порошковых материалов.

4.Каковы области применения порошковой металлургии?

5.Как определяется пористость порошковых материалов?

3.2.2.Вопросы для подготовки к сдаче лабораторных работ

Лабораторная работа «Сорбция»

1.Области использования ионного обмена в гидрометаллургии.

2.Возможности применения анионитов и катионитов в металлургии урана.

3.Преимущества метода ионного обмена для очистки и обогащения в технологии редких элементов.

4.Ионообменные свойства сорбентов (смол).

51

5.Какую структуру и химическую природу имеют ионообменные смолы?

6.Основные этапы синтеза ионитов. Формирование функциональных ионообменных групп.

7.В чем заключается электрохимический механизм процессов ионного обмена на органических смолах?

8.Назовите и охарактеризуйте важнейшие катиониты.

9.Назовите и охарактеризуйте важнейшие аниониты.

10.Кинетика ионного обмена. Основные стадии процесса ионного обмена.

11.Гелевая кинетика ионного обмена.

12.Пленочная кинетика ионного обмена.

13.В чем заключается сорбция урана из бедных сернокислых растворов?

14.Влияние концентрации раствора на скорость ионного обме-

на.

15.Полная, динамическая и рабочая емкость ионообменной

смолы.

16.Ионообменное оборудование.

17.Как осуществляются реакции сорбции – десорбции в замкнутом цикле, обеспечивающем непрерывную переработку растворов?

Лабораторная работа «Экстракция»

1.Термодинамика процесса экстракции. Экстракционное равновесие и применение правила фаз.

2.Изотерма экстракции и коэффициент распределения.

3.Эффективность экстракции, число ступеней экстракции.

4.Кинетика процессов экстракции.

5.Теории массопередачи в экстрационных процессах.

6.Экстрагенты, применяемые при экстракции урана.

7.Расчет степени извлечения и степени разделения.

8.Выбор экстрагента в гидрометаллургии урана, основные критерии.

9.Применяемые в гидрометаллургии редких и радиоактивных металлов типы экстрагентов, примеры, их свойства.

10.Механизм действия высаливателей при экстракции урана.

52

11.Сущность применения разбавителя при использовании трибутилфосфата.

12.Принципиальная схема экстракции, понятия экстрагента, экстракта, рафината.

13.Экстракционное оборудование. Типы экстракторов.

14.Экстракторы ступенчатого типа.

15.Схема действия центробежного экстрактора.

Лабораторная работа «Химические транспортные реакции»

1.Метод получения высокочистых металлов с использованием химических транспортных реакций. Сущность метода, преимущества и недостатки.

2.Метод иодидного рафинирования, применение и его ограничения.

3.Что представляет собой аппарат для иодидного рафинирования циркония в лабораторных условиях?

4.Порядок подготовки установки к проведению процесса иодидного рафинирования циркония.

5.Как проводится процесс иодидного рафинирования?

6.Каковы режимы этого процесса в лабораторных условиях?

7.Что такое лимитирующая стадия процесса?

8.Что выгоднее вводить в аппарат: иод или иодид?

9.Когда приходится прекращать процесс иодидного рафинирования?

10.Каковы преимущества иодидного процесса?

11.Изобразите графически и дайте объяснение хода зависимостей изменения скорости прироста диаметра нити:

а) от давления в аппарате при оптимальной температуре нити и сырья;

б) от температуры нити при оптимальном давлении в аппарате.

12.Особенности установок для промышленного получения иодидного циркония.

Лабораторная работа «Порошковая металлургия»

1. Преимущества и недостатки порошковой металлургии.

53

2.Основные технологические этапы порошковой металлургии.

3.Классификация свойств порошков, применяемых в порошковой металлургии.

4.Основные физические, физико-химические свойства порош-

ков.

5.Технологические свойства порошков.

6.Принципиальная схема традиционной порошковой металлур-

гии.

7.Стадии и механизмы изменения плотности, пористости при прессовании.

8.Современные методы порошковой металлургии.

9.Влияние методов получения порошков на свойства заготовок

итехнологию их получения.

10.Механические методы получения порошков.

11.Методы размола, механическое легирование, ультрадисперсные порошки.

12.Методы получения быстрозакаленных порошков распылением расплава.

13.Особенности металлургии гранул, РИБЗ-, ВЗР-технологий.

14.Методы закалки из газовой фазы.

15.Преимущества изостатического компактирования.

16.Методы динамического (импульсного) прессования.

17.Твердофазное спекание, основные стадии, влияние технологических факторов.

18.Жидкофазное спекание, характерные особенности, примене-

ние.

3.3.Перечень тем для подготовки рефератов

1Перспективные современные материалы, используемые в технике. Основные характеристики технологий их получения

2Основы вскрытия минералов хлорированием, фторированием, сульфатацией, вскрытие щелочью, спеканием с известью. Физико-химические основы методов

54

3 Основы вскрытия минералов хлорированием, фторированием. Селективная конденсация и очистка хлоридов, фторидов

4Основные пирометаллургические методы: обжиг, плавка, конвертирование, рафинирование, дистилляция на примере производства меди, никеля, титана, алюминия, стали, магния, лития и других металлов. 1 – обжиг

5Основные пирометаллургические методы: обжиг, плавка, конвертирование, рафинирование, дистилляция на примере производства меди, никеля, титана, алюминия, стали, магния, лития и других металлов. 2 – плавка

6Основные пирометаллургические методы: обжиг, плавка, конвертирование, рафинирование, дистилляция на примере производства меди, никеля, титана, алюминия, стали, магния, лития и других металлов. 3 – конвертирование

7Основные пирометаллургические методы: обжиг, плавка, конвертирование, рафинирование, дистилляция на примере производства меди, никеля, титана, алюминия, стали, магния, лития и других металлов. 4 – рафинирование

8Основные пирометаллургические методы: обжиг, плавка, конвертирование, рафинирование, дистилляция на примере производства меди, никеля, титана, алюминия, стали, магния, лития и других металлов. 5 – дистилляция

9Доменная выплавка чугуна. Восстановление и науглероживание железа с образованием чугуна. Доменный шлак – состав, основные функции

10Производство стали. Кислородно-конвертерный процесс. Раскисление стали. Классификация сталей по степени раскисления

11Производство стали. Электродуговая выплавка стали. Выплавка стали в индукционных печах. Вакуумная обработка стали

55

12Способы получения стали особо высокого качества. Получение стали с использованием прямого восстановления железа

13Плавка на штейн при производстве меди. Состав и свойства штейна и шлака. Конвертирование при производстве меди

14Плавка на штейн при производстве никеля. Состав и свойства штейна и шлака. Конвертирование при производстве никеля

15Плавка на шлак при получении титана. Состав и свойства шлака как основного продукта. Магниетермическое восстановление хлорида титана

16Физико-химические основы ионообменной сорбции. Природа ионообменных смол, особенности формирования структуры смолы

17Особенности формирования структуры ионообменных смол. Примеры ионообменных смол, применяемых в металлургии урана. Ионообменное оборудование

18Экстракция. Правило фаз Гиббса применительно к экстракционному равновесию. Изотерма экстракции

19Экстракционное равновесие электролитов и неэлектролитов. Кинетика экстракции. Особенности экстракционного оборудования

20Газофазная металлургия. Химические транспортные реакции. Преимущества метода и области применения

21Термодинамика обратимой химической реакции металлов IV, V, VI групп с галогенсодержащей газовой фазой

22Иодидное рафинирование циркония. Кинетика процесса, основные параметры, определяющие оптимальные условия процесса

23Металлотермические методы получения металлов. Термодинамические условия восстановления металлов из соединений

24Тепловой баланс при металлотермии. Особенности металлотермического оборудования

56

25Электролиз. Электрохимические основы получения металлов из растворов и расплавов солей

26Электролиз. Равновесный потенциал электрода, напряжение разложения. Электрический баланс электролизера. Примеры применения электролиза

27Современные виды плавки металлов и соединений с индукционным, электродуговым и электроннолучевым нагревом. 1 – индукционная плавка

28Современные виды плавки металлов и соединений с индукционным, электродуговым и электроннолучевым нагревом. 2 – электродуговая плавка

29Современные виды плавки металлов и соединений с индукционным, электродуговым и электроннолучевым нагревом. 3 – электронно-лучевая плавка

30Современные виды плавки металлов и соединений с индукционным, электродуговым, электронно-лучевым нагревом. Плавка с нагревом прямым пропусканием электрического тока. Рафинирование при плавке

31Обработка металлов давлением современных сплавов

исоединений. Технологии прокатки. Оборудование прокатных цехов

32Обработка металлов давлением современных сплавов

исоединений. Технологии кузнечно-прессового производства – основные характеристики, виды операций, оборудование

33Обработка металлов давлением современных сплавов

исоединений. Экструзия – основные характеристики, область применения, оборудование

34Обработка металлов давлением современных сплавов

исоединений. Горячее изостатическое прессование. Оборудование, основные характеристики

35Обработка металлов давлением современных сплавов

исоединений. Динамические методы. Преимущества и недостатки, область применения, оборудование

57

Современные технологии порошковой металлургии.

36Получение порошков металлов и сплавов. Механические методы получения порошков. Твердофазные методы измельчения порошков. Высокоэнергетические шаровые мельницы Современные технологии порошковой металлургии.

37Получение порошков металлов и сплавов. Механические методы получения порошков. Твердофазные методы измельчения порошков при фазовых превращениях

38Современные технологии порошковой металлургии. Получение порошков металлов и сплавов. Методы получения быстрозакаленных порошков. Распыление расплава высокоскоростной газовой струей (металлургия гранул)

39Современные технологии порошковой металлургии. Получение порошков металлов и сплавов. Методы получения быстрозакаленных порошков. Центробежное распыление быстровращающегося слитка-электрода (металлургия гранул)

40Современные технологии порошковой металлургии. Получение порошков металлов и сплавов. Методы получения быстрозакаленных порошков. Высокоскоростная закалка расплава (ВЗР-технология)

41Современные технологии порошковой металлургии. Получение порошков металлов и сплавов. Методы получения быстрозакаленных порошков. Распыление и быстрая закалка расплава (РИБЗ-технология)

42Современные технологии порошковой металлургии. Подготовка порошков к формованию. Физические, химические и технологические свойства порошков. Фракционирование, термическая и термопластическая обработка

43Современные технологии порошковой металлургии. Методы формования порошковых материалов. Прессование в пресс-форме, зависимость плотности от давления, распределение пористости, методы устранения пористости

58

44Современные технологии порошковой металлургии. Методы формования порошковых материалов. Изостатическое прессование, преимущества и область применения

45Современные технологии порошковой металлургии. Методы формования порошковых материалов. Динамическое прессование, преимущества и область применения

46Современные технологии порошковой металлургии. Спекание порошковых формовок. Твердофазное спекание. Температурно-временные условия, механизм спекания, применение

47Современные технологии порошковой металлургии. Спекание порошковых формовок. Жидкофазное спекание. Температурно-временные условия, механизм спекания, применение

48Модифицирование поверхности материалов. Основные направления модифицирования материалов. Нанесение пленок и покрытий из металлов и сплавов

49Модифицирование поверхности материалов. Основные направления модифицирования материалов. Основные методы химико-термической обработки, применение

50Модифицирование поверхности материалов. Основные направления модифицирования материалов. Радиаци- онно-пучковые технологии модифицирования

59

4. ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАЧЕТУ

Модуль 1. Материалы, используемые в технике.

1.Классификация материалов, используемых в технике по типу химической связи, структуре, назначению.

2.Структурная схема связи наука-технология-производство.

3.Конструкционные и функциональные материалы.

4.Градиентные функциональные материалы. Материалы с интеллектом (smart materials).

5.Синтез материалов. Общая схема получения материалов. Классическая схема (выплавка слитка + ТМО), технология смешения компонентов, конструирование материала и изделия.

Модуль 2. Получение материалов.

6.Основные этапы получения чистых металлов. Обогащение, вскрытие концентрата, восстановление и рафинирование металлов.

7.Обработка руды перед обогащением. Методы и оборудование.

8.Минералы и руды, основные промышленные группы минералов, кондиции на руды и концентраты.

9.Получение рудных концентратов. Обогащение (гравитационное, отсадка, флотация). Методы и оборудование.

10.Получение рудных концентратов. Обогащение (магнитное, электростатическое). Методы и оборудование.

11.Вскрытие концентрата. Пирометаллургическая и гидрометаллургическая технология.

12.Виды пирометаллургических процессов (обжиг, плавка, конвертирование, рафинирование, дистилляция).

13.Оборудование, огнеупорные материалы, их классификация, составы, свойства, применение; топливо для реализации пирометаллургических процессов.

14.Огнеупорные материалы, их классификация, составы, свойства, применение; топливо для реализации пирометаллургических процессов. Металлургические печи и экологические особенности их применения.

15.Обжиг рудных концентратов, определение и примеры различных видов обжига.

60