冶金原理 教学大纲

1、讲授教学大纲一、课程在培养方案中的地位、目的和任务本课程系冶金专业的主业课程。本课程是在无机化学、物理化学和冶金概论的基础上进行的。通过学习，使学生掌握冶金过程的基本原理和使用原理分析问题解决问题的方法，为今后的专业学习和工作实践奠定基础。二、课程的基本要求1、了解重要基本概念和基本原理的定义和含义；2、能运用所学的理论对基本冶金过程进行定性、定量分析；3、能够初步解决具体的研究问题；4、不要背诵公式定理，而要在理解的基础上学会灵活运用。各章的基本要求：1.冶金熔体a. 冶金熔体的基本概念和特点；三元相图相平衡（初晶面，划分三角形，平衡线、平衡点的性质，冷却过程分析，等温截面图）。要求能够熟练

2、的进行冷却过程分析，会根据相图选择合理的熔体成分；b.了解各种冶金熔体的结构理论，特别是对于冶金炉渣，要求会应用所学的理论解释相关现象；c. 了解冶金熔体的物理化学性质及其变化规律，能够使用公式进行简单的计算，以及正确的查图都区有关参数；d.掌握熔渣的酸碱性、氧化性的表示方法，会用来初步分析问题；了解渣与金属间的反应；e.会读图获取熔体的热力学参数。2.热力学基础a.了解热力学的性质和应用，严格与动力学相区分；b.掌握吉布斯自由能图的构筑和应用方法、图中线的斜率的变化规律，会计算化合物的分解压。c.掌握绘制热力学平衡的方法，能够熟练的绘制Me-O系、Me-O-S系的平衡图、电势-pH图，会举一

3、反三建立其他体系的平衡图如Me-Cl-O系的平衡图等；并能用来初步解决具体问题，如解释冶金现象、选择工艺条件等；d.掌握碳的燃烧反应特别是布多尔反应的平衡关系，掌握氢的燃烧反应及C-H-O系的平衡，会进行平衡计算并建立变价金属氧化物用CO和H2、C还原的平衡图；明确熔渣中金属氧化物的还原的对比关系；理解真空还原、金属热还原的原理；e.掌握不同标准状态的换算关系，并会运用活度进行精炼的平衡计算，了解熔析精炼、区域熔炼的原理。3.动力学基础a.掌握成核与长大的机理，理解成核动力学公式的物理意义，会应用晶体形成动力学公式；b.掌握双膜理论，并会应用；c.熟练掌握流/固相反映的动力学步骤、自动催化机理

4、及各种物理因素对反应速度的影响；掌握化学反应控制、扩散控制动力学方程；特别是掌握其应用前提条件；了解会和控制的动力学方程；三、实验要求见本课程实验教学大纲。四、考核方式由学校组织统一闭卷考试。实验教学大纲课程编号：05040031课程学分：2总 学 时：32适应专业：冶金工程专业参考教材：有色冶金原理及工艺实验修订日期：2010年12月一、课程在培养方案中的地位、目的和任务冶金原理实验是冶金原理专业基础课程的一个重要实践环节，包括冶金原理和冶金工艺两个方面的内容，属综合性教学实验。所涉及的八个实验，内容包括高温熔体物理性质测定；矿物的氧化、还原、浸出；金属离子的萃取分离；电位 -PH 图的绘制

5、；湿法电解等。通过实验，让学生更牢固掌握所学的专业基础知识，增强学生的动手和理论联系实际、分析解决问题的能力，为以后的工作和学习打下一定的基础。二、课程的基本要求要求学生能基本掌握各实验的基本原理，较熟练地操作实验所涉及到的仪器设备，并能根据所得实验数据解释实验现象，提出合理的解决方案。三、课程的基本内容以及重点难点1、实验前由指导教师讲清实验的基本要求、设备工作原理、实验原理、实验操作步骤、安全注意事项；2、实验时根据实验设备套数确定每组实验人数，一般情况为45人一组，每个实验的实验时间为4小时，实验由各小组成员共同完成；3、掌握实验装置的基本工作原理及其操作方法；4、按照实验要求完成规定的

6、测试数据，经指导教师认可后实验方为完成；5、实验完毕后，对所用仪器设备进行整理，对实验场地进行清理。四、实验项目和实验内容摘要具体项目和内容见下表：章 节内容实验要求内容提要铁-水系电位-pH图综合通过实验要求掌握电位-pH图的绘制方法，并作出铁-水系电位-pH图利用酸度计和数字电压表测量不同pH值下的电位。电极过程动力学综合通过实验作出铜电解过程中的极化曲线利用铜电解槽、电化学工作站测出电极电位随反应时间的变化。高温熔体粘度的测定综合作出高温熔体粘度随温度的变化曲线通过高温炉熔化冶金物料，利用粘度计测量不同温度下熔体的粘度。硫化锌氧化过程动力学综合作出硫化锌硫的氧化率与时间的关系曲线，根据数

7、据和有关知识判断氧化过程的控制性环节。利用管式炉加热，通空气氧化硫化锌中的硫，用双氧水吸收，利用氢氧化钠进行滴定分析。金属氧化物还原过程动力学综合作出还原率与时间的关系曲线，分析各时间段所属的控制性环节，提出相应提高还原速度的措施。利用竖式管状炉加热，调节氢气流量，还原金属氧化物，电子天平称量、计时，打印机定时打印数据。溶剂萃取综合作出萃取等温线将煤油磺化后用P204配置萃取剂，从FeCl3溶液中萃取铁，利用K2Cr2O7进行滴定分析。锌焙砂浸出过程动力学综合作出浸出率与时间的关系曲线图，判断浸出过程属的控制环节，提出提高浸出速率的措施将焙砂进行分级，用恒温水浴进行锌焙砂的硫酸浸出，利用Na2EDTA进行滴定分析。铜电解精炼电流效率的测定综合通过实验计算电解电流效率，提出提高电流效率