Современные и перспективные технологии переработки сырьевых ресурсов черной и цветной металлургии

Описание: Дисциплина "Современные и перспективные технологии переработки сырьевых ресурсов черной и цветной металлургии" представляет собой комплексное изучение современных методов и инновационных технологий, применяемых в металлургической отрасли. Курс охватывает основные аспекты черной и цветной металлургии, начиная от обогащения руды и производства металлов до применения передовых методов для улучшения свойств материалов. Внимание уделяется вопросам устойчивого развития, включая энергосберегающие и экологические аспекты, а также исследованию инновационных тенденций и будущего развития в металлургии. Курс также рассматривает применение нанотехнологий, вторичную переработку материалов и другие современные подходы в целях оптимизации производства и снижения воздействия на окружающую среду.

Количество кредитов: 5

Пререквизиты:

• Технология металлургических процессов

Трудоемкость дисциплины:

Компонент: Вузовский компонент

Цикл: Профилирующие дисциплины

Цель

• Цель дисциплины "Современные и перспективные технологии переработки сырьевых ресурсов черной и цветной металлургии" заключается в предоставлении магистрантам углубленных знаний о современных методах и технологиях, используемых в металлургической промышленности: 1. Ознакомление с основами металлургии: Предоставление магистрантам фундаментальных знаний о принципах и процессах черной и цветной металлургии, начиная от добычи и обогащения руды до производства конечных металлических продуктов. 2. Изучение современных технологий: Предоставление обзора современных технологий и методов в области металлургии, таких как нанотехнологии, термическая обработка, управление процессами и другие инновационные подходы. 3. Понимание применения нанотехнологий: Изучение роли и влияния нанотехнологий в металлургической промышленности, в том числе их использование для улучшения свойств металлов и сплавов. 4. Разработка навыков практической работы: Предоставление магистрантам возможности развивать практические навыки через выполнение практических работ, экспериментов и проектов в области металлургии. 5. Ознакомление с проблемами энергосбережения и экологии: Изучение методов снижения энергопотребления, внедрение экологически эффективных технологий и управление отходами в металлургической промышленности. 6. Развитие критического мышления: Стимулирование магистрантов к критическому анализу и оценке современных технологий, а также их применения в реальных промышленных сценариях. 7. Подготовка к инновационной деятельности: Поощрение магистрантов к исследовательской работе, проектам и инновационным идеям в области металлургии. Общая цель заключается в том, чтобы магистранты получили обширные знания о современных и будущих технологиях металлургии, а также развили навыки, необходимые для решения сложных задач в этой области.

Задача

• Задачи дисциплины "Современные и перспективные технологии переработки сырьевых ресурсов черной и цветной металлургии": 1. Ознакомление с основами металлургии: Познакомить магистрантов с основными принципами и процессами черной и цветной металлургии, включая добычу руды, обогащение, обработку и производство металлических изделий. 2. Изучение современных технологий: Рассмотреть современные методы и технологии в металлургии, включая инновационные подходы, применение компьютерных технологий, автоматизацию и новые материалы. 3. Анализ и применение нанотехнологий: Изучение роли и применения нанотехнологий в металлургии для улучшения свойств материалов и оптимизации производственных процессов. 4. Разработка навыков практической работы: Проведение практических работ для закрепления теоретических знаний. 5. Исследование энергосберегающих методов: Рассмотрение технологий и методов, направленных на снижение энергопотребления в металлургических процессах. 6. Работа с проблемами экологии: Изучение проблем экологии в металлургии и поиск методов уменьшения негативного воздействия на окружающую среду. 7. Развитие критического мышления: Способствовать развитию у магистрантов критического мышления и аналитических навыков при рассмотрении сложных проблем металлургической промышленности. 8. Способствование инновационной деятельности: Поощрять магистрантов к участию в исследовательских проектах, направленных на создание новых технологий и материалов. 9. Освоение навыков управления процессами: Предоставление знаний и навыков в области управления и оптимизации металлургических процессов. 10. Применение знаний в практических сценариях: Обучение магистрантов применению полученных знаний в реальных промышленных ситуациях через выполнение проектов.

Результат обучения: знание и понимание

• Результаты обучения в рамках дисциплины "Современные и перспективные технологии переработки сырьевых ресурсов черной и цветной металлургии" в области знаний и понимания включают следующие аспекты: 1. Основы металлургии: • Знание основных принципов черной и цветной металлургии. • Понимание этапов добычи, обогащения, обработки и производства металлов и сплавов. 2. Современные технологии: • Знание современных методов и технологий в металлургии. • Понимание инновационных подходов к производству и обработке металлов. 3. Нанотехнологии в металлургии: • Знание применения нанотехнологий для улучшения свойств материалов. • Понимание роли наночастиц в усовершенствовании металлургических процессов. 4. Управление и контроль процессов: • Знание методов управления и контроля металлургическими процессами. • Понимание внедрения автоматизации и технологий управления в промышленности. 5. Энергосберегающие технологии: • Знание технологий снижения энергопотребления в металлургии. • Понимание принципов и методов энергосбережения в производственных процессах. 6. Проблемы экологии в металлургии: • Знание основных экологических проблем в металлургии. • Понимание методов снижения воздействия производства на окружающую среду. 7. Инновации и разработка материалов: • Знание инновационных методов производства материалов. • Понимание процессов создания новых материалов с уникальными свойствами. 8. Критическое мышление и анализ: • Развитие критического мышления при рассмотрении сложных металлургических вопросов. • Способность анализа и оценки эффективности технологий и процессов. 9. Практическое применение знаний: • Знание и понимание методов решения реальных задач в металлургии. • Практическое применение полученных знаний через практические работы и проекты. Результаты обучения по знаниям и пониманию направлены на создание фундаментального базиса для магистрантов, позволяя им успешно работать и развиваться в сфере металлургии и материаловедения.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• Результаты обучения в области применения знаний и понимания в рамках дисциплины "Современные и перспективные технологии переработки сырьевых ресурсов черной и цветной металлургии" включают следующие аспекты: 1. Проектирование и оптимизация производственных процессов: • Способность применять знания о металлургических процессах для проектирования и оптимизации технологических схем и производственных линий. 2. Внедрение современных технологий: • Умение применять современные методы и технологии в производственных процессах с целью повышения эффективности и качества продукции. 3. Использование нанотехнологий в производстве: • Навык применения наноматериалов и нанотехнологий для улучшения механических, термических и других свойств металлов и сплавов. 4. Управление и контроль качества: • Способность осуществлять управление и контроль качества металлургической продукции, применяя соответствующие методы и стандарты. 5. Разработка и внедрение новых материалов: • Умение разрабатывать и внедрять новые материалы с уникальными свойствами, а также оптимизировать их производственные процессы. 6. Энергосберегающие технологии: • Применение знаний о современных технологиях для снижения энергопотребления в металлургических процессах. 7. Управление экологическими аспектами: • Использование знаний о проблемах экологии в металлургии для внедрения практик, направленных на снижение воздействия на окружающую среду. 8. Инновационные решения и проекты: • Умение создавать и внедрять инновационные решения в металлургическом производстве через участие в проектах и исследованиях. 9. Применение навыков управления процессами: • Способность применять навыки управления и оптимизации процессов для повышения эффективности и производительности. 10. Работа с критическими ситуациями: • Навык адаптации и принятия решений в критических ситуациях, которые могут возникнуть в ходе металлургического производства. Применение знаний и понимания в реальных сценариях производства является ключевой целью обучения и позволяет выпускникам успешно интегрироваться в металлургическую отрасль.

Результат обучения: формирование суждений

• Результаты обучения, связанные с формированием суждений в рамках дисциплины "Современные и перспективные технологии переработки сырьевых ресурсов черной и цветной металлургии", включают в себя развитие аналитического мышления и способности магистранта к формулированию обоснованных суждений. Аспекты, которые включены в эти результаты: 1. Критическое мышление: • Способность критически оценивать информацию, теории и методы в области металлургии. • Формирование суждений об эффективности и пригодности различных технологических подходов. 2. Анализ проблем и решений: • Способность анализа сложных металлургических проблем и предложение обоснованных решений. • Формирование суждений относительно выбора оптимальных стратегий в производственных сценариях. 3. Оценка технологических рисков: • Способность оценивать технологические риски и формирование суждений о потенциальных последствиях различных решений. 4. Оценка экологических и социальных аспектов: • Формирование суждений относительно воздействия металлургических процессов на окружающую среду и общество. • Анализ возможных улучшений в экологической устойчивости и социальной ответственности. 5. Интеграция знаний: • Способность интегрировать знания из различных областей металлургии для формирования комплексных суждений. • Развитие способности видеть взаимосвязи между различными аспектами технологии и производства. 6. Критика и самокритика: • Способность адекватной критики и самооценки в процессе решения проблем и принятия решений в металлургической области. 7. Формирование профессионального мнения: • Развитие сформированного и обоснованного профессионального мнения о текущих и перспективных тенденциях в металлургической отрасли. 8. Разработка инновационных идей: • Способность формировать суждения и предлагать инновационные идеи в области металлургии. Эти результаты обучения способствуют развитию у магистрантов критического мышления и способности к аналитическому подходу при принятии решений в металлургической сфере.

Результат обучения: коммуникативные способности

• Результаты обучения, связанные с коммуникативными способностями в рамках дисциплины "Современные и перспективные технологии переработки сырьевых ресурсов черной и цветной металлургии", включают в себя развитие у магистрантов навыков эффективного общения и взаимодействия в профессиональном контексте: 1. Устное и письменное выражение: • Развитие умений ясного и точного выражения мыслей как устно, так и письменно. • Способность формулировать и передавать техническую информацию понятным образом. 2. Презентационные навыки: • Овладение навыками подготовки и проведения информативных и убедительных презентаций. • Умение демонстрировать и объяснять ключевые аспекты технологий металлургии. 3. Работа в группе и коллективное принятие решений: • Развитие умений эффективной работы в группе. • Способность взаимодействия с коллегами для достижения общих целей. 4. Способность к слушанию: • Развитие умений внимательного прослушивания и понимания точек зрения других участников коммуникации. • Способность к эффективной обратной связи и адекватному реагированию. 5. Дипломатия и убеждение: • Умение аргументировать свою точку зрения и убеждать в правильности выбранных решений. • Развитие дипломатических навыков в процессе общения с коллегами и клиентами. 6. Культурная компетенция: • Способность адаптироваться к различным культурным контекстам в профессиональном взаимодействии. • Уважение к разнообразию и культурным особенностям своих коллег. 7. Навыки эффективного ведения переговоров: • Развитие умений постановки и достижения целей в процессе переговоров. • Умение находить компромиссы и решения, выгодные для всех сторон. 8. Коммуникация с общественностью: • Способность общаться с широкой аудиторией, в том числе с представителями общественности, СМИ и заказчиками. Развитие коммуникативных способностей позволяет выпускникам эффективно взаимодействовать с коллегами, клиентами и другими участниками профессионального сообщества, способствуя успешной интеграции в металлургическую отрасль.

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• Результаты обучения, связанные с навыками обучения или способностями к учебе в контексте дисциплины "Современные и перспективные технологии переработки сырьевых ресурсов черной и цветной металлургии", включают в себя следующие аспекты: 1. Способность к самостоятельному обучению: • Развитие у магистрантов навыков самостоятельного поиска и усвоения новой информации в области металлургии. • Умение использовать различные образовательные ресурсы для расширения знаний. 2. Активное участие в образовательном процессе: • Способность активного участия в лекциях, семинарах, практических работах и других формах обучения. • Проявление интереса к учебным материалам и активная учебная деятельность. 3. Развитие критического мышления: • Обучение магистрантов критическому анализу информации, представленной в учебных материалах. • Способность к критической оценке и обсуждению технологических и научных концепций. 4. Навыки решения проблем: • Развитие умений анализа и решения металлургических проблем. • Умение применять теоретические знания для поиска практических решений. 5. Техническое мышление и творческое мышление: • Развитие технического мышления для применения технологических концепций и методов в реальных сценариях. • Способность к творческому подходу в разработке новых идей и методов. 6. Адаптация к новым знаниям и технологиям: • Умение быстро осваивать новые знания и технологии в сфере металлургии. • Способность к постоянному обновлению и расширению профессиональных компетенций. 7. Эффективное использование образовательных ресурсов: • Навыки эффективного использования библиотечных ресурсов, электронных баз данных и других образовательных инструментов. 8. Умение работать в команде: • Развитие навыков работы в группе, обмена знаний и опыта с коллегами. • Способность к взаимопомощи и совместному решению учебных задач. Эти навыки и способности к учебе помогают магистрантам успешно справляться с академическими заданиями и готовиться к профессиональной деятельности в области металлургии.

Методы преподавания

Современные образовательные технологии представляют собой разнообразные методы, инструменты и подходы, направленные на улучшение процесса обучения, адаптацию к изменяющимся потребностям обучающихся и использование современных информационных технологий: 1. Дистанционное обучение и онлайн-курсы: • Позволяют обучаться из любой точки мира, обеспечивая доступ к курсам и материалам в любое время. • Используют различные платформы, вебинары, видеолекции и интерактивные задания. 2. Интерактивные доски и технологии: • Интегрируют технологии, такие как интерактивные доски и планшеты, для активного взаимодействия с учебным материалом. • Создают интерактивные уроки, задания и кейсы для более эффективного обучения. 3. Адаптивное обучение: • Использует технологии и алгоритмы для адаптации учебного материала к индивидуальным потребностям каждого магистранта. • Предоставляет персонализированные материалы и задания. 4. Виртуальная и дополненная реальность: • Используют виртуальные и дополненные реальности для создания иммерсивных образовательных сред. • Позволяют проводить виртуальные эксперименты, тренировки и экскурсии. 5. Геймификация: • Внедряет элементы игр в образовательные процессы с целью повысить мотивацию и вовлеченность магистрантов. • Использует баллы, достижения и другие игровые элементы. 6. Облачные технологии: • Позволяют хранить и обмениваться образовательными материалами в облаке. • Содействуют совместной работе магистрантов и доступу к ресурсам из любого устройства. 7. Искусственный интеллект (ИИ) в обучении: • Использует алгоритмы машинного обучения и анализа данных для персонализированного обучения. • Предоставляет инструменты для автоматической оценки, обратной связи и адаптации программ обучения. 8. Мобильные технологии: • Обеспечивают доступ к образовательным ресурсам через мобильные устройства. • Используют мобильные приложения для обучения в любом месте и в любое время. 9. Блокчейн в образовании: • Предоставляет безопасное и прозрачное хранение учебных данных и сертификатов. • Обеспечивает подтверждение достижений студентов с использованием технологии блокчейн. 10. Технологии виртуальных лабораторий: • Позволяют магистрантам проводить виртуальные эксперименты и исследования в безопасной среде. • Сэкономить ресурсы и расширить доступ к лабораторным возможностям. Современные образовательные технологии способствуют более эффективному, доступному и интересному обучению, а также учитывают разнообразие стилей обучения и потребностей обучающихся.

Оценка знаний обучающегося

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.

Политика оценивания результатов обучения по видам работ

Форма оценки

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:

 

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:

Темы лекционных занятий

• Введение
• Свойства металлургической продукции, совершенствование технологий по пути улучшения потребительских свойств
• Физико-химические основы технологии переработки металлургического сырья, глубокого разделения и рафинирования металлов
• Чистые и сверхчистые металлы; металлы и сплавы с повышенными физическими, химическими и потребительскими свойствами и их получение
• Безотходные технологии
• Внедрение в металлургическое производство прогрессивных технологий (плазменных, безреагентных, бессточных, вакуумных, автогенных, экстракционных, ионообменных и др
• Прогнозирование свойств металлургической продукции на основе знаний физической химии и теории металлургических процессов

Основная литература

• Саркенов, Б. Б. Современные и перспективные технологии переработки сырьевых ресурсов черной и цветной металлургии : учебник / Б. Б. Саркенов, Ж. Б. Смагулова ; Кафедра НТМ. - Караганда : КарГТУ, 2014. - Б. ц. : http://elib.kstu.kz/fulltext/!Elektronnie books/2014/MMiN/Chernaya i tsvetnaya metallurgiya/INDEX.HTM. - [Б. м. : б. и.]
• Кожахметов С.М. Новые эффективные процессы в пирометаллургии меди, никеля и золота: Избранные труды. – Алматы, 2015. – 406 с.
• Тенденции развития чёрной металлургии в третьем десятилетии XXI века Информационно-аналитический обзор Обзор подготовлен ОНИ по металлургии ВИНИТИ РАН докт. техн. наук Б.Н.Матвеев
• Минерально-сырьевая база цветной металлургии : учебное пособие / О. Б. Колмачихина, С. Э. Полыгалов, В. Г. Лобанов, О. Ю. Маковская ; под общ. ред. канд. техн. наук, доц. О. Б. Колмачихиной ; М‑во нау ки и высшего образования РФ. — Екатеринбург : Изд‑во Урал. ун‑та, 2022. — 90 с.

Дополнительная литература

• Г.Ж. Абдыкирова. Совершенствование технологий обогащения золотосодержащего упорного рудного и техногенного сырья. Монография. – Алматы: КазНИТУ им. К.И. Сатпаева, 2022. 225 с
• Большина Е.П. Учебное пособие по дисциплине «Высокие технологии в металлургии. ч.1 Производство цветных металлов» для студентов специальности 150101 «Металлургия черных металлов» очной и заочной форм обучения. – Новотроицк: НФ МИСиС, 2008. – 68 с
• Марченко, Н. В. М30 Металлургия тяжелых цветных металлов [Электронный ресурс] : электрон. учеб. пособие / Н. В. Марченко, Е. П. Вершинина, Э. М. Гильдебрандт. – Электрон. дан. (6 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2009