Проблемы извлечения ценных компонентов из техногенных минеральных образований в современных условиях

Серая Наталья Владимировна

*InstructorProfile(zh-CN)*

内容描述: В курсе рассматриваются пути интенсификации существующих и создания новых высокоэффективных способов извлечения ценных компонентов из труднообогатимого минерального сырья природного и техногенного происхождения с решением таких проблем как: полнота и комплексность освоения месторождений твердых полезных ископаемых, обеспечение высокой рентабельности современного минерально-сырьевого комплекса страны и улучшение экологической ситуации в горнопромышленных регионах.

贷款数: 6

Пререквизиты:

  • Комплексное использование сырья и отходов металлургического производства
  • Современные и перспективные технологии переработки сырьевых ресурсов черной и цветной металлургии

*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:

*TypesOfClasses(zh-CN)* *hours(zh-CN)*
*Lectures(zh-CN)* 30
*PracticalWork(zh-CN)* 30
*LaboratoryWork(zh-CN)*
*srop(zh-CN)* 30
*sro(zh-CN)* 90
*FormOfFinalControl(zh-CN)* экзамен
*FinalAssessment(zh-CN)* Устный экзамен

零件: Компонент по выбору

循环次数: Профилирующие дисциплины

Цель
  • Цель изучения дисциплины: - ознакомление с подготовкой техногенного и вторичного сырья к металлургическому переделу; - изучение особенностей металлургических технологий получения металлов из техногенного и вторичного сырья; - ознакомление с особенностями технологий утилизации отходов металлургических производств.
Задача
  • Задачи изучения дисциплины: - ознакомление с научными основами, последними достижениями и важнейшими направлениями металлургических технологий переработки техногенного и вторичного сырья; - ознакомление с современными и перспективными технологиями экологически чистых технологий переработки вторичного сырья и техногенных отходов; - усвоение принципов обоснования и создания новых технологических процессов и производств, ориентированных на выпуск высококачественной продукции из вторичного и техногенного сырья.
Результат обучения: знание и понимание
  • Знать теоретические основы металлургических технологий переработки техногенного и вторичного сырья; основные технологические процессы и аппараты металлургического производства и технико-экономические требования к ним, обеспечивающие качество продукции с учетом решения задач ресурсо- и энергосбережения; направления развития и совершенствования технологий переработки техногенного и вторичного сырья.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
  • Применять современные технологии для создания и проектирования экологически чистых производств переработки техногенного и вторичного сырья; оценивать потенциально опасные и вредные производственные фак-торы металлургического производства и выбирать меры по обеспечению безопасности жизнедеятельности и защиты окружающей среды; анализировать и обобщать техническую литературу, касающуюся экологически чистых производств в металлургии; описывать получение металлов из техногенного и вторичного сырья структурными технологическими схемами, а металлургические процессы – уравнениями химических реакций; составлять материальные балансы, рассчитывать выход и состав продуктов; решать вопросы охраны окружающей среды и снижения материальных и энергетических затрат.
  • Магистрант должен владеть методами: - методами оценки показателей качества металлургических техногенных ресурсов; - методами управления процессами рециклинга вторичных металлургических материалов.
Результат обучения: формирование суждений
  • Магистрант должен знать: - процессы, протекающие при металлургической переработке техногенного и вторичного сырья; - основные характеристики техногенных и вторичных минералов; - аналитические связи между качеством сырья и показателями производства металла.
  • Магистрант должен уметь: - определять металлургические характеристики техногенных и вторичных минералов; - проводить ориентировочные расчеты вредных выбросов и оценку экологического состояния существующих и проектируемых технологических процессов и агрегатов; - уметь осуществлять выбор материала для изделий различного назначения с учетом эксплуатационных требований и охраны окружающей среды.
Результат обучения: коммуникативные способности
  • владеть обобщенными приемами исследовательской деятельности (постановка задачи, теоретическое обоснование и экспериментальная проверка ее решения).
  • владеть основными методами, способами и средствами получения, накопления и переработки информации.
  • уметь грамотно пояснять и оформлять результаты эксперимента.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
  • В процессе освоения дисциплины магистрант формирует и демонстрирует следующие общепрофессиональные компетенции: - владеет целостной системой научных знаний об окружающем мире, способностью ориентироваться в ценностях бытия, жизни, культуры; - способен на научной основе организовывать свой труд, оценивать с большой степенью самостоятельности результаты своей деятельности, владеет навыками самостоятельной работы; - способен к приобретению с большой степенью самостоятельности новых знаний с использованием современных образовательных и информационных технологий; - способен самостоятельно применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля, выстраивания и реализацию перспективных линий интеллектуального, культурного, нравственного, физического и профессионального саморазвития и самосовершенствования, способен с помощью коллег критически оценить свои достоинства и недостатки с необходимыми выводами; - способен к целенаправленному применению базовых знаний в области математических, естественных, гуманитарных и экономических наук в профессиональной деятельности; - обладает достаточными для профессиональной деятельности навыками работы с персональным компьютером; - умеет принимать нестандартные решения; - владеет теорией и навыками практической работы; - умеет анализировать научную литературу с целью выбора направления исследования по предлагаемой теме; - способен анализировать полученные результаты, делать необходимые выводы и формулировать предложения; - умеет представлять полученные в исследованиях результаты в виде отчетов.
*TeachingMethods(zh-CN)*

При изучении дисциплины применяются следующие интерактивные технологии: метод заданий, метод презентации информации метод дистанционного зондирования. Лекции проводятся с использованием мультимедийного оборудования. Каждая лекции сопровождается показом лекционных демонстраций (слайд- и видеосюжетов). Для усвоения дисциплины используются интерактивные базы данных, космоснимки разного разрешения, топографические карты разного масштаба. Во время практических работ проводится выезд на природные территории и работа с современными городскими планами и картами. В сочетании с внеаудиторной работой это способствует формированию и развитию профессиональных навыков обучающихся.

*AssessmentKnowledge(zh-CN)*

Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.

*Period2(zh-CN)* *TypeOfTask(zh-CN)* *Total(zh-CN)*
1  *Rating(zh-CN)* Тест-опрос "Введение. Цели и задачи курса. Основные понятия" 0-100
Дополнительный лекционный материал "Техногенные месторождения полезных ископаемых и их особенности"
Семинарское занятие "Классификации (ТМ) техногенных месторождений по способу образования и экологическому воздействию на окружающую среду"
Конспект "ТМ угольной подотрасли"
Доклад-презентация "ТМ цветных и редких металлов"
Тест-опрос "Техногенные месторождения черных металлов"
2  *Rating(zh-CN)* Индивидуальное задание "Методика и техника геолого-экономической оценки ТМ. Основные этапы исследования" 0-100
Контрольная работа "Аппаратурно методическое обеспечение аналитических исследований ТМ"
Самостоятельная работа "Технология формирования банка данных по техногенным месторождениям (БД ТМ)"
Дополнительный лекционный материал "Проблемы охраны и рационального использования недр. Мониторинг ТМ"
Дополнительный лекционный материал и конспект "Гео-экологическое картирование и составление эколого-геологических карт (ЭГК) по техногенным месторождениям"
Доклад-презентация "Новейшие методики обогащения и переработки полезных ископаемых ТМ"
*TotalControl(zh-CN)* экзамен 0-100
*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*
*TypeOfTask(zh-CN)* 90-100 70-89 50-69 0-49
Excellent *Grade4(zh-CN)* *Grade3(zh-CN)* *Grade2(zh-CN)*
Тестирование. Устный опрос. Письменные работы. Защита лабораторных работ. Текущий, промежуточный и итоговый контроль. Оценке «отлично» соответствуют: Оценка A, имеющая цифровой эквивалент 4,0 и процентное содержание 95-100%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал творческое осмысление и самостоятельное практическое применение учебного материала, использование дополнительных источников для более глубокого осмысления сущности явлений и процессов, видение когнитивной структуры материала, выявление недостающих элементов структуры, дополнение ими. Высокий уровень самостоятельности и творческого подхода при выполнении задания. Выявление проблемных зон и зон риска. Креативное использование полученных знаний для решения проблемных ситуаций. Оценка A-, имеющая цифровой эквивалент 3,67 и процентное содержание 90-94%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал творческое осмысление и самостоятельное практическое применение учебного материала, использование дополнительных источников для более глубокого осмысления сущности явлений и процессов, видение когнитивной структуры материала, выявление недостающих элементов структуры, их дополнение. Выявление проблемныхзон и зон риска. Креативное использование полученных знаний для решения проблемных ситуаций. Самооценка деятельности, анализ погрешностей в работе и причин их возникновения, самостоятельное исправление их и планирование действий по совершенствованию собственных навыков. Оценке «хорошо» соответствуют: Оценка B+, имеющая цифровой эквивалент 3,33 и процентное содержание 85-89%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал овладение учебным материалом и практическое его применение. Самостоятельное объединение элементов с целью создания нового. Свободное оперирование учебным материалом различной степени сложности в различных ситуациях. Достаточный уровень самостоятельности и творческого подхода при выполнении задания. Допущение незначительных погрешностей в действиях и умение их исправить по рекомендации преподавателя. Оценка B, имеющая цифровой эквивалент 3,0 и процентное содержание 80-84%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал овладение и свободное оперирование учебным материалом и практическое его применение в стандартных и нестандартных ситуациях. Сопоставляет и дифференцирует имеющиеся данные, с целью дальнейшего их применения. Достаточный уровень самостоятельности и творческого подхода при выполнении задания. Допущение незначительных погрешностей в действиях и умение их исправить под руководством преподавателя. Оценка B-, имеющая цифровой эквивалент 2,67 и процентное содержание 75-79%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал овладение программным материалом, его практическое применение, демонстрация приобретенных навыков в стандартных и нестандартных ситуациях. Наличие естественной мотивации при выполнении заданий. Активное участие в выполнении задания в группе. Допущение погрешностей и ошибок, их исправление по рекомендации преподавателя; Оценка С+, имеющая цифровой эквивалент имеющая цифровой эквивалент 2,33 и процентное содержание 70-74%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал овладение программным материалом, его практическое применение, демонстрация приобретенных навыков в стандартных, а иногда в нестандартных ситуациях. Наличие естественной мотивации при выполнении заданий. Активное участие в выполнении задания в группе. Допущение погрешностей и незначительных ошибок, их исправление под контролем преподавателя. Оценке «удовлетворительно» соответствуют: Оценка C, имеющая цифровой эквивалент 2,0 и процентное содержание 65-69%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал овладение программным материалом, его практическое применение, наличие навыков выполнения задания по установленным образцам. Стремление самостоятельно выполнять задания, приведение примеров, классифицирование, сравнение и т.д. Затруднение выполнения задания в нестандартных ситуациях. Допущение ошибок, их исправление под контролем преподавателя. Оценка C-, имеющая цифровой эквивалент 1,67 и процентное содержание 60-64%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал понимание учебного материала, механическое его применение в типичных ситуациях. Самостоятельное выполнение заданий без глубокого осмысления его значимости для дальнейшего процесса, следствием которого является неполнота и непоследовательность действий, приводящая к ошибкам. Затруднение выполнения задания в нестандартных ситуациях. Допущение ошибок, их исправление под контролем преподавателя. Оценка D+, имеющая цифровой эквивалент 1,33 и процентное содержание 55-59%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал механическое освоение учебного материала на репродуктивном уровне. Выполнение заданий без глубокого осмысления его значимости для дальнейшего процесса, следствием которого является неполнота и непоследовательность действий, приводящая к ошибкам. Корректировка деятельности под руководством преподавателя. Затруднение в выполнении задания в нестандартных ситуациях; Оценка D, имеющая цифровой эквивалент 1,0 и процентное содержание 50-54%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал механическое освоение учебного материала на репродуктивном уровне под руководством преподавателя. Воспроизведение терминов, понятий и фактов. Использование алгоритма выполнения работ или задания с помощью преподавателя. Возникновение затруднений при выполнении заданий в стандартных и нестандартных ситуациях. Оценке «неудовлетворительно» соответствует оценка F, имеющая цифровой эквивалент 0 и процентное содержание 0-49%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал не освоение более половины программы модуля (дисциплины). Дополнительные и уточняющие вопросы преподавателя не приводят к коррекции ответа обучающегося. Наличие пробелов в знании основного материала, предусмотренного программой, в ответах допущены принципиальные ошибки, не выполнены отдельные задания, предусмотренные формами текущего, промежуточного и итогового контроля.
*EvaluationForm(zh-CN)*

Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:

  • 40% результата, полученного на экзамене;
  • 60% результатов текущей успеваемости.

Формула подсчета итоговой оценки:

И= 0,6 Р1+Р2 +0,4Э
2

 

где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.

Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:

Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:

Оценка по буквенной системе Цифровой эквивалент Баллы (%-ное содержание) Оценка по традиционной системе
A 4.0 95-100 Отлично
A- 3.67 90-94
B+ 3.33 85-89 Хорошо
B 3.0 80-84
B- 2.67 75-79
C+ 2.33 70-74
C 2.0 65-69 Удовлетворительно
C- 1.67 60-64
D+ 1.33 55-59
D 1.0 50-54
FX 0.5 25-49 Неудовлетворительно
F 0 0-24
Темы лекционных занятий
  • Введение. Цели и задачи курса. Основные понятия. Взаимодействие горного производства с окружающей средой. Основные принципы и методы комплексного использования минерального сырья.
  • Техногенные месторождения полезных ископаемых и их особенности.Распространение в РК и за рубежом. Состав и строение ТМ. Минеральный состав ТМ. Особенности ТМ по расположению, минеральному составу и сложности их переработки. Положительные и отрицательные стороны ТМ и проблемы с ними связанные.
  • Классификация техногенных месторождений по способу образования и экологическому воздействию на окружающую среду. Классификация по морфологическим признакам (насыпные, наливные ТМ). Классификация по составу ТМ (породные, шламовые и шлаковые, золовые и шлаковые, шламовые). Классификации по возможным областям использования (строительные; по извлекаемому металлу: медные, цинтовые и т. д.; смешанного типа, пригодные для получения строительных материалов и металлов). Классификация по экологическому воздействию (неопасные, поражающие атмосферу и гидросферу).
  • Техногенные месторождения угольной под-отрасли. Шлакозольные отвалы теплоэлектростанций (ТЭС). Минеральный состав, структура и элементы примесей. Способы хранения. Возможности извлечения полезных компонентов. Воздействие на атмосферу, поверхностные и подземные воды. Воздействие на земельные ресурсы. Отходы угледобычи: породы вскрыши и пустой породы. Отходы углеобогатительных фабрик. Минеральный состав, структура и элементы примесей. Способы хранения. Возможности извлечения полезных компонентов.
  • Техногенные месторождения цветных и редких металлов. Отходы добычи, обогащения и переработки продуктов обогащения руд цветных металлов (вскрышные породы, некондиционные руды, пустая порода и пр.). Структура материала хвостохранилища. Шлаки. Минеральный состав, структура и элементы примесей. Способы хранения. Возможности извлечения полезных компонентов. Воздействие на атмосферу, поверхностные и подземные воды. Воздействие на земельные ресурсы.
  • ТМ черных металлов. Отходы добычи. Отходы добычи, обогащения и переработки продуктов обогащения коренных руд чёрных металлов (Fe, Ti, Mn, Cr). ТМ вскрышных и скальных пород и некондиционных руд. ТМ хвостов обогащения. ТМ шлаков металлургических комбинатов. Минеральный состав, структура и элементы примесей. Способы хранения. Возможности извлечения полезных компонентов. Воздействие на атмосферу, поверхностные и подземные воды. Воздействие на земельные ресурсы.
  • Методика и техника геолого-экономической оценки техногенных месторождений. Основные этапы исследования. Исследования ТМ и вовлечение их в эксплуатацию. Рекогносцировочное геолого геофизическое обследование ТМ. Минералогический и петрофизический состав залежей ТМ и их физические свойства. Оценка содержания полезных и попутных компонентов. Оценка площади и мощности залежей ТМ, их состояние, сроки складирования. Заключение о целесообразности дальнейшего изучения ТМ. Геолого-геофизическая съёмка поверхности отложений ТМ. Ядерно-геофизические методы при изучении ТМ. Рентгенорадиометрическая съёмка. Изучение физических, минералогических петрофизических свойств. Разбуривание перспективных участков. Изучение малой технологической пробы. Разработка рациональной технологической схемы извлечения полезных компонентов для данного ТМ. Экономическое обоснование. Проект технологической линии для отработки ТМ.
  • Аппаратурно методическое обеспечение аналитических исследований ТМ. Рентгенофлуоресцентный, нейтронно активационный, гамма-спектрометрический, эманационный, радиометрический методы и их роль в изучении ТМ. Возможности методов. Приборы и аппаратура. Метрологическое обеспечение качества полевых и лабораторных анализов состава отложений ТМ.
  • Технология формирования банка данных по техногенным месторождениям. Структура базы данных по ТМ. Представление информации о ТМ. Формы представления информации. Возможности владения информацией о ТМ. Паспортизация и сертификация ТМ. Технология формирования банка данных по техногенным месторождениям (БД ТМ). Объединение информации и математических моделей. Нормативно-правовая база. Возможности использования баз данных по ТМ.
  • Проблемы охраны и рационального использования недр. Мониторинг ТМ. Мониторинг окружающей среды ТМ. Типы мониторинга. Периодическое обновление геоинформационных пакетов (ГИП). Многоуровневые системы сбора, обработки, хранения и анализа информации. Метрологического обеспечения мониторинга.
  • Новейшие методики обогащения и переработки полезных ископаемых ТМ. Технологии переработки никелевых и медноникелевых техногенных отходов. Интенсификация процессов сгущения продуктов обогащения. Биомодификация поверхности минералов в технологии обогащения и гидрометаллургии. Комплексная переработка золотосодержащих отходов. Компьютерное моделирование процессов обогащения на вибрационных сепараторах. Сравнительная оценка экономической эффективности разработанных технологий отработки ТМ.
Основная литература
  • Коннова Н.И. Обогащение и переработка минерального и техногенного сырья: учебник в 2-х частях. Ч. 1. Основы обогащения / Н.И. Коннова, Э.А. Рудницкий. Красноярск: Сиб. федер. ун-т., 2021. - 222 с.
  • Чекушин, В. С. Комплексная переработка минерального, вторичного и техногенного сырья благородных металлов : учебник / В. С. Чекушин, Н. В. Олейникова ; Сибирский федеральный университет. – Красноярск : Сибирский федеральный университет (СФУ), 2017. – 158 с.
  • Булатов К.В. Современные технологии переработки техногенного сырья [монография / К.В. Булатов, Г.И. Газалеева]; под редакцией кандидата технических наук К.В. Булатова и доктора технических наук Г.И. Газалеевой, Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых "ОАО Уралмеханобр". — Екатеринбург : Уралмеханобр, 2019. — 198 с.
  • Чекушин, В.С. Комплексная переработка минерального, вторичного и техногенного сырья благородных металлов : учебник / Н.В. Олейникова; В.С. Чекушин .— Эл. изд. — Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2017 .— 158 с.
  • Фоменко А.И. Технологии переработки техногенного сырья, Монография / Фоменко А.И., Инфра-инженерия, 2018. - 136 с.
  • Абрамов, А. А. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов. Т. 3 : учебное пособие : в 2 книгах / А. А. Абрамов. — Москва : Горная книга, [б. г.]. — Книга 1 : Рудоподготовка и Cu, Cu-Py, Cu-Fe, Mo, Cu-Mo,Cu-Zn руды — 2005. — 575 с.
Дополнительная литература
  • Абрамов, А.А. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов. В 2 кн. Т.3. Книга 2. Pb, Pb-Cu, Zn, Pb-Zn, Pb-Cu-Zn, Cu-Ni, Co-, Bi-, Sb-, Hg- содержащие руды [Электронный ресурс] : учебное пособие / А.А. Абрамов. — Электрон. дан. — Москва : Горная книга, 2005. — 470 с.
  • Абрамов, А.А. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых. Т.2. Технология переработки и обогащения полезных ископаемых [Электронный ресурс] : учебник / А.А. Абрамов. — Электрон. дан. — Москва : Горная книга, 2004. — 510 с.
  • Абрамов, А.А. Флотационные методы обогащения [Электронный ресурс] : учеб. — Электрон. дан. — Москва : Горная книга, 2008. — 711 с.
  • Карамушка, В.П. Рекультивация объектов добычи и переработки урановых руд [Электронный ресурс] / В.П. Карамушка, Е.Н. Камнев, Р.Е. Кузин. — Электрон. дан. — Москва : Горная книга, 2014. — 183 с.
  • Рациональное использование вторичных минеральных ресурсов в условиях экологизации и внедрения наилучших доступных технологий : монография / коллектив авторов ; под науч. ред. д. э. н., проф. Ф. Д. Ларичкина, д. э. н., проф. В. А. Кныша. — Апатиты : Издательство ФИЦ КНЦ РАН, 2019. — 252 с.