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有色金属冶金技术8篇

时间:2024-01-11 11:51:47

有色金属冶金技术

有色金属冶金技术篇1

关键词 有色冶金废渣;收利用技术;有价金属

中图分类号X7 文献标识码A 文章编号2095―6363(2017)03―0017―01

我国虽然地域广阔,但是金属资源一直是我国缺少的一种资源,因此,对于在有色冶金废渣中提取有色金属是非常必要的,会减缓我国对于金属资源紧缺的现状。在有色金属的炼制过程中,技术的缺陷会导致有色冶金的废渣中会产生许多的有色金属没有被提取出来,这些废渣每年有5000t左右的露天堆放,这样的现状不仅让资源的合理利用成为难题还对环境造成了不小的污染。但是,废渣并不是没有一点好处的,有色冶金过程中产生的废渣还有多种有价金属,因此应该对废渣进行回收利用,经过第二次提炼获得更多的有价金属。

1有色金属废渣与有价金属

有色金属废渣的含义为在有色金属的提炼过程中产生的各种有色金属渣,比如锌渣、铜渣等等。有色金属渣水淬后大多数为亮黑色的颗粒,其中的成分大多数为硅酸铁,而含量则大多数在65%左右。而有价金属则是在提炼金属的原料中除了主金属以外的其他具有回收利用价值的金属。

2解决金属资源短缺问题的方法

我国的金属资源短缺是非常严重,在我国现今生活需要的金属资源中除了锑和稀土等可以供人们循环使用,其他的金属资源都属于极度短缺的状态。为了解决我国金属资源短缺的问题,我国需要做的事情还有很多,这项工程也不是能够在短时间内完成的,因此要从3个方面来弥补我国金属资源短缺的问题。

2.1有价金属的回收利用

对于有价金属的回收利用是非常必要的,有价金属的回收利用不仅可以保证我国减少金属资源的进口量还能够控制对环境的污染程度,是一件非常有意义的事情。除此之外还应该要做到的就是让回收利用的技术更加的先进,具体的做法就是加大研究有色冶金废渣中的有价金属的冶炼方法,还有就是引进国外先进的冶炼方法,这样才能够让资源能够有效的利用,并且让成本变低。

2.2研究有色冶金废渣的性质

国家和高校可以把相关研究的焦点放在有色冶金废渣的特性上,让更多的人能够关注有色冶金废渣中有价金属的回收利用。研究有色冶金废渣的特质,才能够将有色冶金废渣中有价金属的会输利用方法更加的优化,这样才能够从更多的方面上解决金属资源短缺的问题。

2.3政府完善相关政策

金属资源短缺的问题牵扯到每一个人的切身利益,而且想要完成对有价金属回收利用方法的优化,以及更深层次的研究有色冶金废渣的性质都是需要财力物力的帮助的,因此,政府的帮助是不可缺少的。只有政府不断的完善相关的政策,让更多高水平的人加入到有色冶金废渣中有价金属的回收利用的行列中,才能够让我国的金属资源有可持续发展的前景。

3有价金属回收利用技术

现今主要的有色冶金废渣的回收利用方法主要有3种,分别是选冶、湿法冶炼以及火法冶炼。而每种方法所适用的金属范围是不太相同的。

3.1选冶

有价金属回收利用的选冶技术是将有色冶金的废渣中的有色金属以及金银通过综合的回收再进行到循环使用中,但是有色金属与金银在有色冶金废渣中的含量极低,再加上冶炼出的金属很少因此很多矿山公司对于这些金属的回收兴趣很低。为了改善这种状况,可以利用有色冶炼废渣的物理化学性质,选择能够使废渣回收利用效率更高的过程以及炼制药剂,让工业产品又粗精矿向精矿转变。这样为了矿产的经济效益,矿产公司也会对有色冶金的废渣进行二次的回收利用。在吉林的一家公司就对镍金属进行了回收利用,通过增加重选的过程,增加了镍金属的2%的回收利用率。还有的矿业公司对金的回收利用过程进行了改进,让金的回收利用率达到80%。对于有色冶金废渣的回收利用不仅是公司关注的焦点高校对于此也有不少的研究,中南大学就在这一领域做出了不小的贡献。

3.2湿法冶炼

湿法冶在金属冶炼的技术中非常重要,现在也有越来越多的金属冶炼是通过湿法冶炼的方法进行的。湿法冶炼是通过不同元素在水溶液中的不同条件下能够实现分离来进行的冶炼技术。这种方法的适用对象是微粉装或者是难融化的金属矿石。湿法冶炼这种方法能够对有色冶金废渣中的有价金属有效的进行区分,这样冶炼和回收利用就会更加的高效,而回收利用率也会更加的高。这一种冶炼方法有效的缓解了人们对于有色冶金废渣问题的困扰,除此之外湿法冶炼还能够较容易的达到清洁生产的要求,因为这种冶炼方法排放的毒气少,还没有高温甚至是粉尘的影响,因此,越来越多的矿产公司采用湿法冶炼的方法来回收利用有色冶金废渣中的有价金属。湿法冶炼的方法步骤大致为以下4步,首先应该将需要冶炼的矿石转变为溶液,然后再将溶液与残渣分开成2个部分,将残渣残留的溶剂以及金属离子回收重新利用,之后再将溶液用离子交换或者其他的方法来进行化学沉淀。最后在采用电解提取的方法从溶液中提取出有价金属。在江西的一家矿产公司从废渣中回收利用碲,通过湿法冶炼的方法,碲的提取率达到了80%的高数值。

3.3火法冶炼

因为火法冶炼的不科学导致现在使用火法冶炼的矿产公司越来越少,许多矿产公司就利用火法冶炼与湿法冶炼两个方法结合的办法来对有色冶金废渣中的有价金属进行冶炼。这样就可以改善火法冶炼不环保、能源浪费的缺点。硬质合金厂的钨冶炼的过程采用的就是火法冶炼与湿法冶炼结合的方法。先对废渣进行两种方法的联合冶炼产生一种含有多种元素的铁合金,之后再将铁合金进行处理,冶炼出的硫酸镁等物都可以进行回收利用,而剩下来的废渣还十分容易处理,就不会产生废渣污染环境的影响。

有色金属冶金技术篇2

关键词:有色金属冶金 体系改革 建设

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)09(b)-0149-02

1 有色金属冶金课程体系的现状

有色金属是目前的高新技术发展的关键材料,也是非常关键的基础原材料,自进入21世纪之后,我国的有色金属冶金的冶炼和加工技术发展迅速,中国目前已经是全球重要的有色金属的成产国以及消费国,不过随着有色冶金行业的高速发展,也引起了环境的污染以及能源的消耗等问题,国务院已经顺应国家建立资源节约型和环境友好型社会的方针政策,推出了很多政策和措施,以引导有色金属冶金行业的方向逐渐趋向于提高能源和资源的利用率以及节能减排的方向,目的是尽量减少工厂废弃物的排放,节能减排、以弥补国内的矿产资源不足,帮助有色金属产业取得良好的社会效益以及经济效益。目前很多高校已开设有色冶金专业,并且随着学科的发展已经建立成了完备的有色冶金课程体系,贵州大学的有色金属学是属于冶金工程与冶金材料学科,且贵州省的有色金属资源储量丰富。有色金属冶金自1958年建校时开始招收本科生,1984年开始招收硕士研究生。有色金属冶金是隶属于冶金工程的一个二级学科,主要研究的是从二次资源、矿石等原料中对某种金属或者化合物进行提取,对于多相化学反应的规律进行研究,实现对反应的过程进行自动控制,并且逐渐优化反应器,体系一般是由冶金工艺、冶金原理、专业选修课、实践教学这四个模块,研究的领域主要包括湿法冶金、火法冶金、材料化学冶金、电冶金以及冶金分离过程等,国内很多学校的有色金属冶金的课程体系建立的时间较晚,所以教学模式以及目前的课程体系还有很多需要改进之处,长此以往,对于新形势下对于有色金属冶金专业的人才培养、就业都有影响,目前的有色金属冶金体系在课程的结构、课程的实施方式、课程的体系建设和地方经济的发展等方面需要改进。

有色金属冶金因国家的投入较少,在生产技术的必要需求下对于基础的研究也取得了成就,主要表现如下:(1)在矿产资源的分离与提取方面,对于浮选剂的分子设计应用和理论、生物的浸矿、硫化矿的原生电位浮选原理、拜耳法的优化选矿理论都得到发展和应用。(2)在冶金过程的相平衡、化学平衡以及有色金属体系的传输、电化学冶金的电机过程、生物催化、溶离子的交换、溶剂的提取等动力学的机理方面的理论已经逐渐成熟。(3)膜领域方面,对于膜材料的性能、成膜的机理以及膜内的理论设计和开发等研究。(4)冶金电化学方面,对于熔盐电解炭阳极上电催化的过程,湿法练锑、矿浆的电解等原理有了初步的进展。(5)冶金的设备以及过程的优化和数字仿真方面,发展了铝电解槽的槽膛内形的动态仿真、铜镍锍的吹炼过程、矿热电炉的节能和降耗技术。(6)冶金过程的自动化,开发了能解决冶金变量的特种检测技术,综合的应用建模的手段和现代的方法,来解决对于复杂的冶炼过程的控制,比如对铝电解的智能控制,开发了与冶金领域相对应的优化、控制软件。(7)冶金过程新技术新理论,对于机械活化冶金、串级萃取、具备高附加值的冶金技术以及纳米精细类的化工材料的制备技术都在与时俱进。

2 有色金属冶金课程的特点和改革目标

2.1 有色金属冶金课程的特点

(1)有色金属冶金课程的特性。

有色金属冶金工业是基础性的行业,主要以开发矿产和利用矿产为主,所以必然会受到能源、资源和环境的制约。对应的有色金属冶金课程体系会具有一定的特点:①政策性。该课程不仅仅会涉及到单纯的工程技术理论,还会关系到社会主义现代化建设中的各种政策,需要在项目中贯彻和体现这些政策。②传统性。教学内容很多都是需要遵循的一般性原则和理论,但是工艺和技术都比较传统,学生能够看懂文字,但是会产生枯燥无味、老生常谈的感觉。③复杂性。金属的提取工艺流程和条件都比较复杂,所以需要老师不仅培养学生的基础理论,还要培养对工程问题的分析和实践能力。

(2)有色金属冶金课程体系所存在的问题。

①有色金属产业发展很快,课程的内容滞后,随着目前低碳冶金、循环冶金、清洁冶金等生产模块和理念的发展,大量的新型生产工艺比如铝电解的节能降耗技术,大型预焙铝电解槽、闪速熔炼、铝冶金的拜耳法选矿工艺,真空冶炼稀贵金属工艺、直接荣连发提取重金属工艺等都得到了推广,但是课程体系对新工艺新的数据统计内容很少。②课程体系的设置不合理,现在很多高校存在着对于相同的知识点在不同的课程中都有交叉,以热力学相关理论为例,在冶金物理化学、有色金属冶金学、冶金原理、物理化学等课程中的部分章节都有解释。但是对于宏观动力学、微观动力学以及反应过程学等知识在课程中的介绍很少。有色金属中轻金属、重金属、稀有金属和贵金属的冶金过程内容很片面,没有成为一个体系,专业课程的设置不合理。③学科之间的融合,有色冶金和化工、材料、环境、管理、计算机等学科联系越来越密切,但是缺乏融合性,所以需要在课程上进行拓展。加强有色金属冶金和相关学科之间的融合,能够加速有色产业的发展,方面学生适应市场的需求增多就业方向。④缺乏实践教学,对于学生进行实践教育不仅是为了补充理论教育的不足,会提高学生科技创新和实践能力。目前该校现有的有色金属冶金课程体系还需加强实践性环节,与专业课相对于的实验设备和指导教材不足,相关专业的实习单位也比较少,导致实习内容单调,经费有限等问题。

2.2 有色金属冶金课程体系的改革目标

随着有色冶金工程专业发展的逐渐成熟,有色金属冶金学相关课程的教学质量会影响着整个行业的生存空间,我们该跟有色冶金课程体系的目标寻求有特色的教育模式和方法,通过增强目前的有色冶金工程的专业素养,让学生能够对有色冶金学的基本内容、原理、方法和工艺能够有较深入的理解和体会,并且能够将知识引用到具体的有色冶金的工程实践之中。

3 有色金属冶金课程体系改革措施初探

3.1 增强有色金属冶金课程的连贯性和系统性

课程体系的优化需要在现有的课程体系的整合基础之上,保持冶金原理和工艺体系的核心位置,该校应该结合贵州省的地域特征和有色冶金行业的发展趋势,提高轻金属和稀有金属等矿产资源在教学体系中的比重。学校应该增加对于科技创新的基金,扩大创业孵化基地,加大对高水平的创新实验室的建设,营造一个良好的科研、学习、创新的环境和氛围,以提高学生的实践创新意识,增加创新、创业的能力。

3.2 提高基础知识以及基本的工艺的理论教学

教师可以结合传统的方法和启发式的教学方法,不断的完善多媒体的课件,把抽象的理论知识和工业实践相结合,使得学生能够非常直观的接受和理解知识,采取对比和举例的方法来调节课堂气氛,调动学生的积极性、创造性和主动性。引导学生参加到教学活动之中,不断的激发学生的兴趣与创新性,学校可以采取分层教学的授课方式,让学生感受到现代和传统并存,以学生为主体,教学方法应该以直观可感、情景生动、层次分明为原则。让学生感受到学习不再是掌握一些书本的知识,而是深入了解一种文化掌握一种技能,培养一种能力。

3.3 引入先进的教学的理念和方法,提高教师教学水平

有色金属冶金的专业课教学要注重理论知识和教学方法的结合,一些典型的冶炼过程要减少其繁琐的工艺操作,对于难以掌握、不易理解、内容复杂的知识点可以引入任务驱动法、比较法等方式,配合动画教学方式。通过教师和学生之间的互动,以逻辑推理的方式让学生层层深入,激发其学习的兴趣,加深对于课程的核心理念的掌握和理解。

3.4 增多对有色产品的深加工的教学

近年来,为了顺应国家的政策,有色冶金的生产工艺开始向节能减排、提高资源利用率、产品精细化的方向发展,很多新型的工艺得到了快速的应用和推广,比如重金属冶金工业的熔炼工艺、真空冶炼稀贵金属等。在改革课程体系的同时,要关注专业的前沿性成果和发展趋势,并且以企业的补充,对原教学的内容定时进行系统性的更新和调整。我国的航天、航空、船舰、机械制造业、现代交通迅速的发展,进而增加了对于有色金属材料的需求量,对于成品的性能要求逐渐提高,所以目前的有色金属制品正在向着“高、精、尖”的趋势快速发展,我国的有色冶金行业正走向提升目前新的有色金属材料的性能和技术,实现大型规模化生产的道路,与此同时,为了增加学生的未来就业,在新的有色金属冶金课程体系中要适当增加和有色产品的深加工方面相关的内容。

3.5 强化资源综合利用与环保等内容的教学

目前世界的经济发展主题是“绿色、循环、低碳、环保”,有色冶金过程排放的废气、废液、废渣是造成环境污染的严重因素,所以在今后相当长一段时间里,有色金属冶金技术的方向会沿着冶金过程的自动化、节能减排、对于低品位矿的开发、有色金属冶金产品逐渐精细化的趋势,有色金属冶金企业的工艺流程在21世纪已经趋向成熟,能快速提高有色金属企业的经济效益的有效途径是对冶金的二次资源有效的二次利用。因为想要实现社会、经济、环境之间的可持续的发展,就必须让冶金工艺走低污染的路线。学校应该在新的课程体系中,加大对于循环冶金、有色冶金的资源综合利用、清洁冶金等内容。有色冶金的相关领域的新工艺、新技术正发生着日新月异的变化,随着我国富矿资源的逐渐匮乏、日益增加的能源和资源危机、逐渐严格的环境保护,使得有色冶金工厂面临新的挑战和要求。对于学生的培养过程中增加一些当前学科的新技术、新工艺,专业发展的前沿趋势、有色工厂的新设计方向。比如焙烧过程中应用的流态化焙烧,火法炼铬过程中的熔池熔炼、闪速熔炼,以及一些新的浸出技术等,会帮助学生对当前的有色冶金工业发展有一个更清晰的构想,也会提高学生的视野,丰富专业知识和兴趣。

3.6 增加有色方向的选修课,以拓展学生的知识面

高校里对必修课的要求不一致,但是必修课的学时和内容非常有限。学校可以通过增加选修课的方向来拓展学生的视野和知识面,尤其是跟有色方向相关的选修课,有利于学生对有色冶金整个行业的把握,教师也应该向学生多介绍目前我国有色冶金行业中存在的漏洞和缺陷,以及我国在该行业与国外发达国家之间技术、人才等方面的差距。以激励学生献身于祖国冶金事业以及对冶金行业的热爱精神。为了在新的形势下提高有色冶金行业的发展,对于选修课的模块要增加环境类、资源类、材料类等有所交叉学科的选修课,这有利于对新形势下有色冶金行业复合型人才的培养。

3.7 加强实践教学环节

学校应该增加综合性的实验的比重和设计性,可以采取SRTP大学生的科研训练计划、教师的科研项目和学生实践的有机结合,来增加学生对于基本的原理、知识的掌握和理解。在实习的环节,学校应该积极开展高雪和地区的有色冶金行业之间的校企联合,为学生提供很多的实践机会,鼓励学生去积极的参加行业的调研,让学生感觉到自己参与到教学的过程中。学校应该鼓励教师开展开放性的教学,因为对单一的教学方法的改善和融合,根据不同的教学方法,取长补短,在教学实践中,根据实际灵活转变,相互协调和融合不同的教学方式,更高效的完成教学目标,培养出高素质高水平的人才。其次需要课内外相结合,关注学生的课外实践和学习,教师在课堂上要引导学生将学习延伸,使得学生能够在学习中发现问题,然后带着问题去课外寻找解决方法,提高学生的自学能力和创新能力。对于理论基础可以通过让学生去查阅资料,并且通过分析和调查信息、写文献综述、报告等方法来锻炼学生,鼓励学生参加高水平的基础知识竞赛和学术活动。

参考文献

[1] 华中胜,樊友奇,童碧海,等.有色金属冶金课程体系改革与建设[J].安徽工业大学学报:社会科学版,2012(4):97-98.

[2] 代书华,班媛.《有色金属冶金学》课程教学方法现状及改革措施[J].课程教育研究,2015(1):243.

[3] 韩召,华中胜.关于有色冶金课程体系建设的几点思考[J].中国科教创新导刊,2012(7):142.

有色金属冶金技术篇3

关键词:有色金属冶金,体系改革,建设

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1674-098X(2015)09(b)-0149-02

1有色金属冶金课程体系的现状

有色金属是目前的高新技术发展的关键材料,也是非常关键的基础原材料,自进入21世纪之后,我国的有色金属冶金的冶炼和加工技术发展迅速,中国目前已经是全球重要的有色金属的成产国以及消费国,不过随着有色冶金行业的高速发展,也引起了环境的污染以及能源的消耗等问题,国务院已经顺应国家建立资源节约型和环境友好型社会的方针政策,推出了很多政策和措施,以引导有色金属冶金行业的方向逐渐趋向于提高能源和资源的利用率以及节能减排的方向,目的是尽量减少工厂废弃物的排放,节能减排、以弥补国内的矿产资源不足,帮助有色金属产业取得良好的社会效益以及经济效益。目前很多高校已开设有色冶金专业,并且随着学科的发展已经建立成了完备的有色冶金课程体系,贵州大学的有色金属学是属于冶金工程与冶金材料学科,且贵州省的有色金属资源储量丰富。有色金属冶金自1958年建校时开始招收本科生,1984年开始招收硕士研究生。有色金属冶金是隶属于冶金工程的一个二级学科,主要研究的是从二次资源、矿石等原料中对某种金属或者化合物进行提取,对于多相化学反应的规律进行研究,实现对反应的过程进行自动控制,并且逐渐优化反应器,体系一般是由冶金工艺、冶金原理、专业选修课、实践教学这四个模块,研究的领域主要包括湿法冶金、火法冶金、材料化学冶金、电冶金以及冶金分离过程等,国内很多学校的有色金属冶金的课程体系建立的时间较晚,所以教学模式以及目前的课程体系还有很多需要改进之处,长此以往,对于新形势下对于有色金属冶金专业的人才培养、就业都有影响,目前的有色金属冶金体系在课程的结构、课程的实施方式、课程的体系建设和地方经济的发展等方面需要改进。

有色金属冶金因国家的投入较少,在生产技术的必要需求下对于基础的研究也取得了成就,主要表现如下:(1)在矿产资源的分离与提取方面,对于浮选剂的分子设计应用和理论、生物的浸矿、硫化矿的原生电位浮选原理、拜耳法的优化选矿理论都得到发展和应用。(2)在冶金过程的相平衡、化学平衡以及有色金属体系的传输、电化学冶金的电机过程、生物催化、溶离子的交换、溶剂的提取等动力学的机理方面的理论已经逐渐成熟。(3)膜领域方面,对于膜材料的性能、成膜的机理以及膜内的理论设计和开发等研究。(4)冶金电化学方面,对于熔盐电解炭阳极上电催化的过程,湿法练锑、矿浆的电解等原理有了初步的进展。(5)冶金的设备以及过程的优化和数字仿真方面,发展了铝电解槽的槽膛内形的动态仿真、铜镍锍的吹炼过程、矿热电炉的节能和降耗技术。(6)冶金过程的自动化,开发了能解决冶金变量的特种检测技术,综合的应用建模的手段和现代的方法,来解决对于复杂的冶炼过程的控制,比如对铝电解的智能控制,开发了与冶金领域相对应的优化、控制软件。(7)冶金过程新技术新理论,对于机械活化冶金、串级萃取、具备高附加值的冶金技术以及纳米精细类的化工材料的制备技术都在与时俱进。

2有色金属冶金课程的特点和改革目标

2.1有色金属冶金课程的特点

(1)有色金属冶金课程的特性。

有色金属冶金工业是基础性的行业,主要以开发矿产和利用矿产为主,所以必然会受到能源、资源和环境的制约。对应的有色金属冶金课程体系会具有一定的特点:①政策性。该课程不仅仅会涉及到单纯的工程技术理论,还会关系到社会主义现代化建设中的各种政策,需要在项目中贯彻和体现这些政策。②传统性。教学内容很多都是需要遵循的一般性原则和理论,但是工艺和技术都比较传统,学生能够看懂文字,但是会产生枯燥无味、老生常谈的感觉。③复杂性。金属的提取工艺流程和条件都比较复杂,所以需要老师不仅培养学生的基础理论,还要培养对工程问题的分析和实践能力。

(2)有色金属冶金课程体系所存在的问题。

①有色金属产业发展很快,课程的内容滞后,随着目前低碳冶金、循环冶金、清洁冶金等生产模块和理念的发展,大量的新型生产工艺比如铝电解的节能降耗技术,大型预焙铝电解槽、闪速熔炼、铝冶金的拜耳法选矿工艺,真空冶炼稀贵金属工艺、直接荣连发提取重金属工艺等都得到了推广,但是课程体系对新工艺新的数据统计内容很少。②课程体系的设置不合理,现在很多高校存在着对于相同的知识点在不同的课程中都有交叉,以热力学相关理论为例,在冶金物理化学、有色金属冶金学、冶金原理、物理化学等课程中的部分章节都有解释。但是对于宏观动力学、微观动力学以及反应过程学等知识在课程中的介绍很少。有色金属中轻金属、重金属、稀有金属和贵金属的冶金过程内容很片面,没有成为一个体系,专业课程的设置不合理。③学科之间的融合,有色冶金和化工、材料、环境、管理、计算机等学科联系越来越密切,但是缺乏融合性,所以需要在课程上进行拓展。加强有色金属冶金和相关学科之间的融合,能够加速有色产业的发展,方面学生适应市场的需求增多就业方向。④缺乏实践教学,对于学生进行实践教育不仅是为了补充理论教育的不足,会提高学生科技创新和实践能力。目前该校现有的有色金属冶金课程体系还需加强实践性环节,与专业课相对于的实验设备和指导教材不足,相关专业的实习单位也比较少,导致实习内容单调,经费有限等问题。

2.2有色金属冶金课程体系的改革目标

随着有色冶金工程专业发展的逐渐成熟,有色金属冶金学相关课程的教学质量会影响着整个行业的生存空间,我们该跟有色冶金课程体系的目标寻求有特色的教育模式和方法,通过增强目前的有色冶金工程的专业素养,让学生能够对有色冶金学的基本内容、原理、方法和工艺能够有较深入的理解和体会,并且能够将知识引用到具体的有色冶金的工程实践之中。3有色金属冶金课程体系改革措施初探

3.1增强有色金属冶金课程的连贯性和系统性

课程体系的优化需要在现有的课程体系的整合基础之上,保持冶金原理和工艺体系的核心位置,该校应该结合贵州省的地域特征和有色冶金行业的发展趋势,提高轻金属和稀有金属等矿产资源在教学体系中的比重。学校应该增加对于科技创新的基金,扩大创业孵化基地,加大对高水平的创新实验室的建设,营造一个良好的科研、学习、创新的环境和氛围,以提高学生的实践创新意识,增加创新、创业的能力。

3.2提高基础知识以及基本的工艺的理论教学

教师可以结合传统的方法和启发式的教学方法,不断的完善多媒体的课件,把抽象的理论知识和工业实践相结合,使得学生能够非常直观的接受和理解知识,采取对比和举例的方法来调节课堂气氛,调动学生的积极性、创造性和主动性。引导学生参加到教学活动之中,不断的激发学生的兴趣与创新性,学校可以采取分层教学的授课方式,让学生感受到现代和传统并存,以学生为主体,教学方法应该以直观可感、情景生动、层次分明为原则。让学生感受到学习不再是掌握一些书本的知识,而是深入了解一种文化掌握一种技能,培养一种能力。

3.3引入先进的教学的理念和方法,提高教师教学水平

有色金属冶金的专业课教学要注重理论知识和教学方法的结合,一些典型的冶炼过程要减少其繁琐的工艺操作,对于难以掌握、不易理解、内容复杂的知识点可以引入任务驱动法、比较法等方式,配合动画教学方式。通过教师和学生之间的互动,以逻辑推理的方式让学生层层深入,激发其学习的兴趣,加深对于课程的核心理念的掌握和理解。

3.4增多对有色产品的深加工的教学

近年来,为了顺应国家的政策,有色冶金的生产工艺开始向节能减排、提高资源利用率、产品精细化的方向发展,很多新型的工艺得到了快速的应用和推广,比如重金属冶金工业的熔炼工艺、真空冶炼稀贵金属等。在改革课程体系的同时,要关注专业的前沿性成果和发展趋势,并且以企业的补充,对原教学的内容定时进行系统性的更新和调整。我国的航天、航空、船舰、机械制造业、现代交通迅速的发展,进而增加了对于有色金属材料的需求量,对于成品的性能要求逐渐提高,所以目前的有色金属制品正在向着“高、精、尖”的趋势快速发展,我国的有色冶金行业正走向提升目前新的有色金属材料的性能和技术,实现大型规模化生产的道路,与此同时,为了增加学生的未来就业,在新的有色金属冶金课程体系中要适当增加和有色产品的深加工方面相关的内容。

3.5强化资源综合利用与环保等内容的教学

目前世界的经济发展主题是“绿色、循环、低碳、环保”,有色冶金过程排放的废气、废液、废渣是造成环境污染的严重因素,所以在今后相当长一段时间里,有色金属冶金技术的方向会沿着冶金过程的自动化、节能减排、对于低品位矿的开发、有色金属冶金产品逐渐精细化的趋势,有色金属冶金企业的工艺流程在21世纪已经趋向成熟,能快速提高有色金属企业的经济效益的有效途径是对冶金的二次资源有效的二次利用。因为想要实现社会、经济、环境之间的可持续的发展,就必须让冶金工艺走低污染的路线。学校应该在新的课程体系中,加大对于循环冶金、有色冶金的资源综合利用、清洁冶金等内容。有色冶金的相关领域的新工艺、新技术正发生着日新月异的变化,随着我国富矿资源的逐渐匮乏、日益增加的能源和资源危机、逐渐严格的环境保护,使得有色冶金工厂面临新的挑战和要求。对于学生的培养过程中增加一些当前学科的新技术、新工艺,专业发展的前沿趋势、有色工厂的新设计方向。比如焙烧过程中应用的流态化焙烧,火法炼铬过程中的熔池熔炼、闪速熔炼,以及一些新的浸出技术等,会帮助学生对当前的有色冶金工业发展有一个更清晰的构想,也会提高学生的视野,丰富专业知识和兴趣。

3.6增加有色方向的选修课,以拓展学生的知识面

高校里对必修课的要求不一致,但是必修课的学时和内容非常有限。学校可以通过增加选修课的方向来拓展学生的视野和知识面,尤其是跟有色方向相关的选修课,有利于学生对有色冶金整个行业的把握,教师也应该向学生多介绍目前我国有色冶金行业中存在的漏洞和缺陷,以及我国在该行业与国外发达国家之间技术、人才等方面的差距。以激励学生献身于祖国冶金事业以及对冶金行业的热爱精神。为了在新的形势下提高有色冶金行业的发展,对于选修课的模块要增加环境类、资源类、材料类等有所交叉学科的选修课,这有利于对新形势下有色冶金行业复合型人才的培养。

有色金属冶金技术篇4

一、与行业对接,尽力做到产学研结合

昆明冶专由云南冶金集团股份有限公司举办,云南冶金集团是以铝、铅锌、铁合金、钛、硅五大产业为主,集采选冶、加工、勘探、科研、设计、工程施工、装备制造、内外贸易、物流以及冶金高等教育为一体的大型企业集团,连续8年入围中国企业500强,综合实力位居全国有色金属行业和省属企业前列,这是昆明冶专冶金技术专业开展理论教学、实践教学、科研、技术服务的强大后盾。

通过与冶金矿业企业合作,建立“校企合作专业教学指导委员会制度、教师到厂(矿)挂职锻炼和顶岗实习制度、企业人员到学校兼课制度、学生顶岗实习校企共同管理制度”等一系列制度,加大冶金行业企业参与我校人才培养和教学改革各项工作的力度,形成校企深度融合的高职办学机制。

针对冶金行业属高危行业以及生产流程各岗位操作关联度高、企业承担的生产风险和安全风险大等制约学生顶岗实习的实际问题,依托云南冶金矿业职业教育集团的协商机制,通过为企业按需培养输送高技能人才、承担企业员工职业培训和技能鉴定、承担企业科技研发、参与企业技术创新等形式赢得企业对学校办学尤其是对学生顶岗的支持,破解学生到冶金工矿企业顶岗实习中的一系列难题,确保毕业生100%顶岗实习半年以上。

针对冶金矿业企业招聘人才难、留住人才难、高职院校学生顶岗实习难、家庭经济困难学生上学难、贷款难和就业难等一系列难题,我校探索了“校、企、学生三方两款协议,学生入学后随时可以签约,签约即免(退)全部学费,企业进行学费事后补偿”的覆盖招生、培养和就业全过程的“定向培养、定向就业”的“双定生”高技能人才培养模式,受到了贫困家庭考生和冶金工矿企业的一致好评。

二、建实训基地,尽力体现做学教一体

高职学生专业技能的培养,离不开实践的平台。冶金技术专业相比较其他的专业,在实践教学方面又更具有其特殊性,即学生在生产现场的实践活动受到环境、安全、生产组织多方面因素的限制。针对这一特点,在课程的学习情境设计中,充分考虑学生学习和职业成长的规律,围绕岗位的知识和能力要求,结合各个冶金单元过程的特点,选择合适的学习载体,设计适当的学习任务。运用虚拟、仿真等手段开发了氧化铝生产工艺仿真、铝电解生产工艺仿真等理实一体的教学项目,应用信息手段把冶金工厂搬到了学校,使学生在校内即可完成大部分原来需要到生产现场才能进行的实践教学任务,同时节约了经费,保证了学生的安全和教学任务的完成。虚拟仿真技术还有着现场实践不可比拟的优势,如事故的设置和处置训练,这是培养学生职业技能的一种快速、高效的途径。

已经完成了《氧化铝生产工艺仿真实训》《金属铝电解虚拟仿真实训》等仿真实训项目的开发,应用于专业课程的教学、职业技能鉴定等工作,项目的开发和应用也获得了行业内外专家的一致肯定。

当然,虚拟仿真的手段还是不能完全替代真实的生产环境。因此,到生产现场去实训也是必不可少的一个重要环节。冶金技术专业与云南铜业集团等国有大中型冶金企业签订了校企合作协议,作为专业的生产性实训基地,满足学生顶岗实习的要求,其中云南锡业集团公司实训基地、昆明冶专冶金材料实训基地、昆明冶专云南铝业股份有限公司是实训基地分别于2008、2011、2012年年被云南省教育厅确定为省级示范性校(内)外实训基地。

三、营造现场氛围,尽力设计情境化教学

通过构建培养职业素质的课程体系,改革教学方法,营造实训教学环境和校园文化,尽力设计情景化教学并组织实施。通过虚拟仿真或真实职业环境的校内实训基地和稳定的校外实训基地建设,营造岗位化的教学环境。校内实训基地充分利用虚拟仿真和真实设备营造现场氛围。实训中,教师从知识准备、操作规程、工作态度等对学生进行训练,使学生能够以较快速度掌握相关岗位技术应用能力,培养学生纪律观念、敬业精神、安全责任意识和生产质量意识。校外实训基地主要完成学生的认识实习、生产实习、顶岗实习,通过在真实的职业环境中生活学习,接受企业统一管理,接受企业文化的熏陶,实现学生与企业的“零距离接触”,促进学生职业技能、职业素质的发展。

“火法冶金、湿法冶金”两个领域体现了有色金属冶金生产的特色,涵盖了有色金属冶金生产过程的备料、焙烧、熔炼、精炼、浸出、净化、沉积等典型生产单元,是有色金属冶金生产的根本方法,是冶金技术专业教学的核心内容。

以双领域为特色构建的冶金技术专业课程体系,通过对有色冶金的生产过程的各个岗位所从事的工作任务进行分析、归纳,确定出40多项典型工作任务,再以此为基础划分行动领域,将原有传统的冶金专业学科体系的课程按照冶金生产工艺过程进行重新的整合,转换为火法冶金——备料与焙烧技术、熔炼技术、火法精炼技术,湿法冶金——浸出技术、净化技术、电解技术和金属熔盐电解、氧化铝制取等学习领域,通过对各个学习领域的学习情境的设计,形成了各门专业课程的课程标准。在制定好课程标准的基础上,进一步开展工学结合特色教材的编写,精品课程的建设等多方面的工作,全面构建了冶金技术专业“双领域”的课程体系。

通过实践检验,以上冶金高级能人才培养模式简称为“四双”人才培养模式,招生就业双定生,火法湿法双领域,理论实践双平台,学历技能双证书的“四双”人才培养模式,引领着冶金技术专业及专业群的专业建设、课程建设、师资队伍建设、实验实训条件建设等各个方面,为冶金行业输送了大批高技能人才。

参考文献:

有色金属冶金技术篇5

关键词:有效元素;有色金属;回收

目前,世界上已探明的金属有86种之多,其中铁、铬、锰称之为黑色金属,其他金属都可统称为有色金属。冶炼工业中最常见的有色金属包括铜、镍、铅、锌、锡、铝、钨、钦等。这些有色金属在冶炼过程中由于冶炼工艺等原因除希望冶炼的元素外还会产生大量的其他元素,当前大多数有色冶金企业把这些有效元素当作了冶炼伴生的废渣进行了丢弃。丢弃的结果可想而之,既是对有效元素的浪费,又加重了当地的环境污染。因此,对“废渣”中的有效元素进行回收,二次利用,变费为宝,将会产生社会效益和经济效益的双赢。

1 有效元素回收方式

在有色金属的冶炼过程中产生的废渣元素种类很多,其中可回收,再次利用的有效元素也不少,可分为有效金属元素和有效的非金属元素,根据冶金的要求和用途,废渣中有效元素的回收方式也不相同。对于金属元素的回收,一般采用选冶、火法冶炼和湿法冶炼等技术,而非金属元素(如余热)的回收采用梯级利用法。有效元素回收的原则是减量化、资源化、无害化。

1.1选冶法

在冶金有效元素处理的初期,尾矿的选择上,需针对矿山物理表面的不同化学成分、性质,采用适合尾矿再选的选冶流程(螺旋溜槽-BL1500螺旋溜槽、浮选+尾矿氰化选冶联合流程、浮一重一磁联合流程、先铅后铜的优选浮选等),或通过新型药剂(如浸锌渣还原、浓缩脱液等),从粗精矿中直接选择出精矿。通过尾矿选治增加经济效益,避免因尾矿回收率低,引起的矿山企业开发、利用率积极性不高等原因引起的矿山的恶性开发,增强有色金属的综合利用,使矿山开发、有色冶金、回收利用良性循环、可持续发展。

1.2湿法冶金

湿法冶金是目前回收冶金过程中废渣有效元素最有效的方法和常用方式之一。它是通过酸、碱、微生物水溶液浸出方法提取所属金属元素,最后用电解水溶液的方法抽取金属。并且湿法冶金对冶金劳动条件要求不高,无高温和粉尘危害,况且排放的有毒气体极少,可以达到生产清洁的要求。所以,湿法冶金常作为复杂废渣冶金或尾矿再开发的新技术。

1.2.1湿法冶金步骤

在湿法冶金过程中分为三个步骤:(1)将矿石原料浸泡在水溶液中,这一过程简称原料浸出。(2)净化:再将浸取的溶液和残渣分离,进而通过溶剂萃取技术、离子交换技术、沉淀法、还原法将夹杂在冶金溶液与有用的金属离子洗涤回收。(3)金属抽取:采用电解法从净化液直接提取金、银、铜、锌、镍、钻等纯金属;而以含氧酸形式存于水溶液中的铝、钥、钨等金属,一般先进行析出氧化物,然后再还原得到有效金属。

1.2.2原料浸出

湿法冶金的浸出环节是冶金中的最重要的一步,由于废渣矿石中有效金属元素是呈硫化物、氧化物、硫酸盐、砷化物、碳酸盐、磷酸盐等形态存在,要想将有效金属从有害杂质中分离出来,需要谨慎的选择溶剂。浸出的方法也很多,要因材治宜,有酸浸出、碱浸出、盐浸出以及细菌浸出。可用HZSO4作为药物溶剂来处理含酸性的矿石浸出镍、锌、铜、钻等氧化物,回收率可高达99%以上,效果明显。用HCL处理含酸性的矿石浸出黄铜。用浓度巧%的HCL和浓度30%的HZSO4混合处理钨矿。用NH:处理含碱性的矿石浸出钻、镍、铜的硫化物;用Na多处理硫化锑、汞矿浸出HgS、53、SbZs3。NaCL处理含铅半产品的尾矿浸出PbSO4、PbCLZ。用NaCN处理金银矿、高铁盐作为氧剂使用浸出硫化铜、黄铜。用细菌、微生物作为水溶液浸出硫酸盐、氯化物等。

1.2.3 净化

经过原料的浸出后,会得到很高比例的有效金属,但仍然许多不需要的或有害的矿物质,它们随溶剂混合于想要抽取的有效金属中。净化的过程有两种,一是先从溶剂中析出待沉积的有效金属;另一种方法是先析出杂质,让有效金属保留在溶剂中。常用的净化方法有:溶剂萃取、离子沉淀、离子交换和还原法。

利用水溶液与有机溶剂分层液体相的原因而采用的溶剂萃取技术,再用稀释剂从有机相中分离金属离子离子。目前已有200余种萃取溶剂,其中有十几种是被广泛应用在工业冶金中的。对有机溶剂的选用上,还有非常大的进步空间,可利用现有的溶剂萃取液合成更加高效的、廉价的新型萃取液,并且,有机溶剂萃取的工艺上也有较的改善空间。

由于离子交换树脂合成简宜,并且不溶于其他酸碱盐溶液以及有机溶剂,所以在离子交换工艺中离子交换树脂是重要的转换物质。与溶剂萃取相比,离子交换技术具有操作方便、选择性好、性能稳定、容量大的特点。沉淀法也是一种最常用的净化提纯技术,可用于获得盐类、氧化物或金属产品。沉淀方法有硫化物沉淀法、水解沉淀法以及共沉淀法等。

1.3火法冶金

火法冶金是回收冶金过程中有效元素的最古老的方法,在昔日发挥了重要的作用,但由于其高耗能,对环境的污染大,在环保节能的今天,火法冶金逐渐要退出历史舞台。单纯使用高温进行火法冶金提取有效金属的方式基本上不再使用,但与湿法冶金相结合回收有效金属的混合技术仍有广泛的市场价值。24余热回收要充分合理地利用有色炉窑的烟气余热,就要根据烟气余热资源的数量、品质(温度)和用户要求,遵循能级匹配的原则,实现对其进行按质回收,温度对口的梯级利用。一般情况下具体的梯级利用原则如下。

优先考虑将烟气的余热回收利用于生产工艺过程本身。这样,将烟气中的余热直接带回生产工艺过程中,直接降低了生产工艺过程的能耗,比通过转换装置来回收烟温的余热更为经济和有效。其次,冶金过程产生的高温余热可应用于动力回收,使用水蒸汽进行循环发电,高温余热的热能转换成电能。最后,这部分的烟气余热最好直接应用于生产工艺本身,如加热物料、预热助燃空气等。如得不到以上利用时再考虑应用其冬季采暖,夏季制冷等其他利用方式。

有色金属冶金技术篇6

传统的金属冶炼技术和设备,诸如Cu、Pb、Zn、Mg、Al等已经使用了几十年甚至几百年,如何冶炼现有的新原料必须得到重视。冶金科研工作者已经研究和开发出新的冶金技术来满足当前新原料冶炼问题。例如东北大学研究用湿法取代拜耳法,从粉煤灰中提取白炭黑和氧化铝,取得了很好的效果;昆明理工大学研究进行的火法炼Al-Si合金、镁矿物用炭还原MgO、歧化法炭还原铝土矿提铝、冶金法制多晶硅,提出风煤吹炉冶炼锡,用于锡渣冶炼,可使渣含w(Sn)由2%~3%降至0.07%,并且不产硬头。云锡公司用奥斯麦特法炼锡,铜陵有色公司采用闪速熔炼、艾萨法熔炼提高SO2回收率,由70%提高到95%。其他冶金技术,例如:高温、高压、等离子,电子束、矿浆电解、离子交换、萃取、结晶法、真空碳热还原法等新技术被引入冶金过程,在难选复杂矿料方面发挥积极作用。同时,冶金过程的自动化、信息化是现代化冶金技术进步的重要指标,是企业发展的必然趋势。

2突破传统产品目录,多产品、深加工

根据海关数据,2013年,我国有色金属进出口贸易总额1581亿美元,增长1.1%,全年进口额1033亿美元,出口额548亿美元,逆差达到485亿美元。这主要体现在一方面进口高端产品,高性能材料,而另一方面能够部分加工的金属(例如稀土、Mg、Ti、W、Mn、Ga、In、Ge、B等)国内用量少,大部分出口,深加工产品少,所以贸易逆差明显。因此,在大力推进高端产品大量出口的同时,也应加强国内需求和金属深加工的应用。金属铅、钴、镍、锰、铁等已经大量用于电池,市场规模不断扩大;工业硅年产100多万吨,产量的60%出口到60多个国家,价格达到1.2万元/t;2013年,进口多晶硅约8万t,价格达到14万元/t左右,在太阳能电池方面大量使用;硅片、芯片更是高价值高科技产品。要求产品向多元化、深加工方向发展,但会随之带来一些实质性问题,例如如何提高太阳能电池的转化效率,并使其得到普及应用:用什么材料做电池能使大功率电动车跑起来且易充电;用什么材料使太阳能电价低廉,赶上水电,火电价格;如何生产应用已大量出现的各种碳材料,例如石墨烯、碳纤维、碳微球、石墨化、柔性石墨等。柔性石墨密封材料用途广泛,例如汽车用密封材料已达上千吨,可以在200~3600℃范围内使用。表1是柔性石墨密封材料不同种类的价格变化表,可以看出,加工程度的差异,造成了明显的价格差距。突破传统产品品种的局限性,金属材料有其自身的优越性。例如将金属材料高纯化制备高纯金属,单晶化发展单晶体,研究它们的本征特性和应用领域。SiO2可以做成光缆,Al2O3可以制备蓝宝石等,它们的用途和价格都很高。

3冶炼回收再生金属原料

电子产品、家电、汽车、交通工具等废弃物数量和品种逐渐增加,形成了数量庞大的再生金属资源,再加上我国每年都会从国外进口废旧金属,这两个因素为我国再生金属行业的发展提供了最有用的原料。发展再生金属行业不仅可以有效缓解我国有色金属资源的短缺,还可以大大降低能耗,减少废金属对环境的污染。由图1可以看出[22],每生产1t再生铜相当于节能标煤3.3t、节水734t、减少固体废弃物排放420.5t、减少SO2排放0.14t。再生金属资源被称之为“城市矿山”,这些废金属96%都可以进行回收再利用,再生金属行业是名副其实的变废为宝的环保行业。

4再利用冶炼三废

国内外有色金属冶炼企业造成环境污染的主要方面是工业固体废弃物、气体污染物及工业废水等。冶金三废严重污染大气、水源、土地,影响生活和生产发展,广西某地一些土地As污染严重,广东北部Cd污染严重,昆明某地也发现重金属污染等情况。关于有色金属冶炼的渣堆放,有的买地堆渣,有的山沟堆渣,雨水浸渣后渗入地下,造成水源污染。2004年产废渣1136万t,尾矿数达到12718座,2007年尾矿量80亿t,数量巨大,成分相对复杂。有色金属冶炼废渣品种多,有价元素含量高,若不能回收利用,既浪费资源又污染环境。因此,对冶金废渣和尾矿资源的二次利用是必需的,从矿源开发着手,水不排,循环使用、达标排放,渣利用使工厂变花园,这是矿山及冶金废弃物资源化的最重要途径。

5综合循环利用矿产资源

有色金属冶金技术篇7

英文名称:Powder Metallurgy Technology

主管单位:中国科学技术协会

主办单位:中国机械工程学会粉末冶金分会;中国金属学会粉末冶金分会;中国有色金属学会粉末冶金及金属陶瓷学术委员会

出版周期:双月刊

出版地址:北京市

种:中文

本:大16开

国际刊号:1001-3784

国内刊号:11-1974/TF

邮发代号:82-642

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1982

期刊收录:

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊:

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉:

联系方式

有色金属冶金技术篇8

(桂林理工大学材料科学与工程学院,广西 桂林 541004)

【摘 要】从《有色金属冶金学》课程教学内容的调整, 教学手段的多样化、课程实验的设置及考试方法的改进等方面对该课程的教学改革进行了总结, 并对未来进一步改革提出了设想和建议。

关键词 冶金学;教学改革;建议

Teaching Reform of “Non-ferrous metal Metallurgy” Curriculum

LI Yi-bing YU Liang LUO Kun

(School of Material science and Engineering, Guilin University of Technology, Guilin Guangxi 541004, China)

【Abstract】The teaching reform of “Non-ferrous metallurgy” course about the adjusting teaching content,diversification of teaching method, renewing the experiment and examination means of course is summarized in the paper. Some advice and imagine with further reform is suggest in the future.

【Key words】Metallurgy; Teaching reform; Suggestion

基金项目:广西区冶金工程实验教学模式创新研究与实践(2014GJB152)。

作者简介:李义兵(1973—),男,湖南嘉禾人,博士研究生,教授级高工,研究方向为有色金属冶炼。

1 课程简介

《有色金属冶金学》课程是桂林理工大学冶金工程方向和金属材料方向专业的一门主修专业课,这门课程在其它院校一般细分为《重金属冶金学》、《轻金属冶金学》、《稀贵金属冶金学》等[1]。教材内容主要由各种有色金属冶金工艺学组成,其中每一种有色金属冶金学内容包括前置概述部分,介绍该金属元素的性质、资源禀赋、资源分布概况、化合物分类和性质、金属主要用途和应用领域;后置内容主要以该金属冶炼提取工艺原理和控制参数介绍,包括详细工艺流程及各步骤、突出主要工序、重点设备构造和运行原理、工艺参数控制和操作实践等知识。随着科学技术的不断发展进步, 冶金工业新技术也层出不穷,在教学过程中已发现,某些出版周期较久的教材, 内容过时陈旧, 新技术、新工艺涉及少。例如较典型的铅冶炼工艺,现今查过好几个版本的教科书和指导书,发现铅冶炼工艺仍然以烧结焙烧-鼓风炉炼铅的知识进行重点介绍,仍然统计为90%的粗铅是采用该工艺生产;而实际情况是:近5年来我国铅冶炼行业已经把烧结焙烧-鼓风炉炼铅技术列入淘汰落后工艺技术目录中,国内90%以上铅冶炼企业均采用了直接炼铅工艺。这表明教材内容更新节奏完全没有赶上工业界技术革新步伐。面对此现状,必须要求授课老师改进教学内容,与时俱进地与工业界发展态势紧密联系,在教材基础上阐释好原理或机理,紧密联系工业发展的态势,及时地把一些革新的技术、工业装备介绍给学生,进一步改进教学方法来激发学生的学习兴趣, 化被动为主动, 让他们入工作岗位之前, 能较全面地了解行业发展方向及动态, 为以后的工作打下良好的基础。笔者对此进行了一些教学改革实践, 并进行了总结。

2 教学改革实践

2.1 教学内容调整,教学手段的多样化

有色金属冶金学课程内容多、涉及面广,是冶金工程专业必修的一门专业课程,该课程也是毕业生就业上岗发挥用武之地的专业知识。如上所述的铅冶炼技术陈旧过时的内容,在讲授这部分内容时,我们可以作为技术进步的一个案例反衬说明冶金工业快速发展的历程。针对新技术的发展,通过与相关冶炼企业紧密联系、通过交流沟通,获取行业内多方的最新技术革新动态,经讲授老师自身的消化理解,再传授给学生在教材上无法获得的这些知识点。

冶金学是一门较老的专业课,随着时代的变迁,知识结构内容也不断地在变化。大家都知道,冶金行业是一个高能耗、高排放、偏污染的行业,在现今大力倡导资源节约型(包括能源节约)、环境友好型社会(两型社会)时代,在专业课内容上也要兼顾对环境保护和资源节约(节能、资源综合利用)技术动态发展的介绍。从课堂开始,潜移默化地传授给学生一个这样的念头,环境保护和能源节约不是单纯的环保专家或能源专家能解决的问题,是冶金专业技术人员在工艺开发和设计过程就必须考虑到,工艺设计者是工艺的源头、建造师,环保专家和能源专家是在建造师的配合下才能把环境保护和能源节约措施无缝地对接起来。因此,教学内容上的改革设置必须将工艺与节能、环保、资源综合利用等一系列知识点串连上。

冶金工艺过程是一些物理化学方面的反应原理或机理,对于这些理论知识点的介绍,学生听讲过程很容易觉得枯燥,故教学手段的多样化是非常必要的。在讲授每一种金属概述内容时,我们要把该类金属实际用途和应用领域方面讲好,尤其讲与我们周边环境密切联系的例子,起好引子的头才能获得引人入胜的效果,这样学生会迫不及待地想来反问老师这种金属是如何分离提取的,如何去操作。通过这种抛砖引玉式的教学手段,吸引学生主动想去获取知识的念头,起到事半功倍的效果。讲授中还可以穿插更多的知识来吸引学生的注意力,如有色金属本身价格高,资源价值大,金属的市场行情、行业状况、技术经济水平等穿插进去。因为很多学生们都怀抱有早日实现经济独立的理想,老师能补充技术经济方面的内容,学生在学习过程中就能够切身感受到未来所从事工作的价值和重要性。能够把这样的知识点传授给学生,主讲老师的备课功夫就不能肤浅,时常多了解行业动态信息,与企业建立较好地合作关系都是必不可少的。

课堂案例分析是一种常用的教学手段,在讲授工艺知识的时候,也可以联系很多与行业相关的热点新闻和事件,例如血铅事件、水稻镉污染等,虽然是污染事件,但在课堂上用反举例来启示学生,以后作为从事这行的专业人才,冶金工艺还需更进一步的改进,少发生直至杜绝发生这样的污染事件,引起学生追求技术进步的求知欲望,以及从事专业工作的社会责任感。学生有求知欲望的时候,教师顺势可以提供一些参考书籍、文章给学生, 让他们进行课外阅读, 并要求提交读书报告, 这种作法比单纯布置具体的作业题目更能促进学生学习的主动性, 更好地吸取知识,使学生成为教学主体。

2.2 实验教学改革

合理的实验设置不仅可以加深学生对理论知识的理解,还能培养学生动手能力、观察能力、分析和归纳推理能力,从而提高学生的综合能力。综合性实验的开设可以有效地激发学生的参与兴趣,提高学生的动手能力。

针对湿法冶金工艺来说,设置一个黄钾铁矾除铁实验,这个实验具有很重要的代表性,因为有色冶金提取过程中,提取过程的实质就是主元素不断与其它杂质元素分离的步骤。铁元素是所有有色金属矿物中最普遍存在的元素,因而分离铁是大多有色金属提取过程中不可绕过的环节,火法冶金采用添加辅料除铁造渣过程,湿法冶金中用得最成熟的除铁工艺是生成黄钾铁矾除铁方法;该实验还具有一定综合性,可以与冶金化学分析紧密联系在一起。通过常规定量滴定法分析测试法,可以测定出除铁前铁元素的量和除铁后残留铁含量等考察因素,都要求学生自己动手来进行操作。这样相对综合性的课程实验,既锻炼了学生的动手能力,又增加了学生对课程理论知识的理解。实验设置上的改革,激发了学生动手参与实验的兴趣,反过来调动了学生对课程知识求知的积极性。

2.3 考核方式改革

《有色金属冶金学》是一门考试课程, 传统作法都是进行闭卷考试。这种方法有一定的缺陷, 容易造成学生死记硬背, 一旦考试完后就将内容还给了老师, 甚至有小部分学生平时上课不听课, 不做笔记, 考试前将别人的笔记进行复印, 然后背熟, 照样得高分。专业知识是为了提高学生对所学知识的综合应用能力,将闭卷考试改为开卷考试,考题以综合应用型题为主,试题以论述题的模式设置,例如某类矿石中含有一定量的各类有价金属元素,试用所学过的知识设计一个提取分离有价金属元素的工艺流程,并对设计的流程步骤分别说明之。这种试题没有标准答案,完全是一种主观性发挥的答卷方式,通过如此方式的改革,能够锻炼学生对专业知识的灵活运用。这种考核方式运用后, 同学们普遍反映如下: 他们的学习主动性得到了提高;所学的知识点得到了综合的应用,不再是以前死记硬背的知识点,考完就忘记;对专业知识点的理解力得到了提高,专业知识掌握后信心也得到很好地提升。

3 设想和建议

3.1 实验课的加强

《有色金属冶金学》理论课课时占用较多,现有的实验课学时少, 只有10个学时, 加之以前实验设备少的限制, 学生一般只能作2~3个实验, 这对于学生理论联系实际不利。现在学校对新办专业支持力度较大,实验设备逐步在增多,因此可以适当增加实验课的学时,另外,针对冶金工程专业的学生,可以实施开放式实验室, 学生可以随时进实验室学习和工作,甚至可以参与教师的科研项目研究, 充分挖掘和发挥学生的创造潜能,也可大大提高学生的动手能力。

3.2 教学方式不断改进

随着计算机仿真技术的发展和推广应用,冶金过程仿真和三维动画模拟场景在教学过程的导入,学生对有色金属冶金学知识的理解能够更加直观和形象,例如电解铝工业现场的操作动画仿真,这些三维动画完全模拟工业现场场景,包括对主要设备构造、工艺步骤进行详细的分解,学生可以利用仿真软件模拟工业现场操作进行实训,经过一段时间的实训后,可以在仿真软件平台上操作并进行考核评比[2]。随着仿真软件技术不断升级和推广,各种金属冶金过程的仿真软件开发齐全后,对教学质量的提升非常有利,对学生理解理论知识、掌握工艺控制要点也是大有利处,包括部分课程实验、见识实习都可以用三维动画仿真软件所替代。

总之, 教改手段都是为了把学生培养成为具有高素质的人才,教师的任务除了传授知识, 还要更专注学生创新能力、运用知识能力的培养,只有这样培养出来的学生才能在充满竞争中立于不败之地。

参考文献

[1]李明照.有色金属冶金工艺[M].化学工业出版社,2010:75-90.

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