Әдістемелік нұсқаулық

Әдістемелік нұсқаулық

Нысан ПМУ ҰС Н

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министірлігі

«Алюминийдің электролиз өндірісі» пәні оқу бойынша

050709 – Металлургия, 5В070900 – Металлургия

мамандықтарының студенттеріне арналған

Павлодар

Әдістемелік нұсқаулықты бекіту парағы

Нысан ПМУ ҰС Н

ОІЖ проректор

____________Н. Э. Пфейфер

20___ж. «____________»

Металлургия кафедрасы

пәнді оқуға арналған

20__ ж. «____» __________хаттама №___

(қолы)
ОӘК құпталған ММЖжК факультеті

«____» ________20__ ж., №___хаттама
ОӘК төрағасы ______________ Ж. Е. Ахметов

(қолы)
ҚҰПТАЛҒАН:

ЖжӘҚБ бастығы ___________ А. А. Варакута «____» ________20__ ж.

(қолы)

«____» ________20__ ж., №___хаттама

Пәнді оқыту үшін оқу жоспарына байланысты негізінен дәріс, тәжірибе, зертханалық сабақтар және тәлімгерлердің өздік жұмыстары қарастырылуы мүмкін.

Дәрістік сабақтар пән бойынша оқытушылар түрлерінің студенттерде жүйелі түріндегі білім қалыптастыратын, пәннің негізін құрайтын жетекші түрі болып саналады. Дәрістік сабақтар тәжірибелік және зертханалық сабақтарға бағыт–бағдар беруші рөл атқарады.

Дәрістік сабақтардың басты мақсаты – студенттердің бойында пән бойынша түсінік қалыптастыру, техникалық білім алуды қамтамасыз ету және пәннің қолданбалы бөлімнен іс–жүзіндегі дағдылар қалыптастыру.

Тәжірибе және зертхана сабақтарын тиісті деңгейде басқару мен жүргізу үшін сәйкес әдістемелік нұсқаулар болуы керек.

Тәлімгердің өздік жұмысын оқытушылардың бақылаумен жүзеге асады.

Университетте студенттерді оқыту процесі кредитті жүйе арқылы жүргізіледі. Кредитті жүйе арқылы пәнді оқыту – үлкен көлемді өздік жұмыстарды атқару болып табылады.

Студенттің пәнді оқу жұмысына мыналар кіреді:

• 
  дәріс алу, тәжірибе және зертханалық сабақтарына дайындалу;
  
• 
  дәріс алу, тәжірибе, зертханалық сабақтарына және СОӨЖ орындау сабактарына қатысу.
  

Балқытылған құралдар электролизі – алюминий өндірісі технологиясындағы негізгі үрдіс. Қазақстандағы алюминий металлургиясының даму перспективалары.

Ұсынылатын әдебиеттер: [8] 3-4, 8-27 б., [10] 7-10, 14-19 б.
2 Тақырып. Алюминийдің қасиеттері және қолдану салалары.

Алюминий физикалық және химиялық қасиеттері . Алюминий және оның қорытпаларын қолдану.

Ұсынылатын әдебиеттер: [1] 28-34 б., [10] 11-14 б., [11] 11-14 б.
3 Тақырып. Көмір электродтарын өндіру.

Көмір электродтарын өндіруге қажетті шикізат. Көмір электродтарын өндірудің технологиялық сызбасы. Қатты көмірсутек материалдарын күйдіру. Қатты көмірсутек материалдарын ұнтақтау және топтастыру. Көмірсутек материалдарының байланыстырушымен ығысуы. Электродтарды баспалау. Жасыл электродтарды күйдіру. Электродтарды графиттеу.

Ұсынылатын әдебиеттер: [1] 91-94 б., [10] 142-169 б.
4 Тақырып. Фторлы тұздарының. өндірісі .

Криолит және фторлы тұздар . фторлы тұздарға қойылатын талаптар. Фтортұздарды өндіруге қажет материал. Шикізат. Криолитті қышқылдық әдіспен өндіру. Технологиялық сызба. Фторлы алюминий мен фторлы натрий өндірісі. Фторлы алюминийді құрғақ әдіспен алу.

Ұсынылатын әдебиеттер: [1] 94-96 б., [10] 128-141 б., [11] 147-153 б.
5 Тақырып. Алюминийді электролиттік әдіспен алудың теориялық негіздері.

Алюминийлік былауының электролитінің қасиеттері . Балқытылған құралдар электролизінің теориясы. Жүйелердің балқу диаграммалары: натрий фториді – Алюминий фториді, криолит – глинозем, Криолит – фторид, алюминий – глинозем. Булардың тығыздығы, тұтқырлығы, электрөткізгіштігі, серпімділігі. Электролиттегі тұздар мен қоспалардың электролиз үрдісіне әсері. Криолит – глиноземды балқытпалар таралуының кернеуі. Электролиз механизмі. Электролиз кезіндегі анодты және катодты процестер. Кері урдістер.

Ұсынылатын әдебиеттер: [1] 97-107 б., [10] 170-188 б., [11] 153-174 б.


6 тақырып. Электролиз үндірісінің технологиясы.

Анодты әсер: оның пайда болу себептері, жағымды және жағымсыз жақтары. Анодты ұшқынотты жою тәсілдері. Электролиз үрдісініңпараметрлері. Ток пен энергияға қарай металлың шығуы. Алюминийдің токпен шығуына түрлі факторлардың әсері. Алюминийді былаулардан алу және оны кұю. Анодтарға қызмет көрсету. Былауларды глиноземмен қоректендіру. Электролитті фтортұздармен түзету. Алюминий былауының энергетикалық балансы.

Ұсынылатын әдебиеттер: [1] 107-116 б., [10] 188-201, 214-233 б., [11] 175-185, 201-222 б.
7 тақырып. Электролиздегіштердің құрылымдары.

Күйдірілген анодтары бар электролдегіштер. Өздігінен күйетін анодтары бар электролиздегіштер.

Алюминий былауларын жинақтау және бөлшектеу. Былауларды жөндеуден соң күйдіру және жіберу.

Алюминий электролиздегіштердің құрудағы жаңа идеялар.

Ұсынылатын әдебиеттер: [10] 202-211 б., [11] 185-201 б.
8 тақырып. Электролизді цех .

Электролизді серия және электролиздегіштердің токпен ұдайы қоректендіру. Электролиздегіш тұрқысы. Цехтағы былаулардың орналастуы. Газұстау және газтазарту жүйелері. Фторидтар мен басқа да анодқұраушы құралдардың жаңаруы. Цехшілік көлік . Еңбекті қорғау және қауіпсіздік техникасы .

Ұсынылатын әдебиеттер: [1] 117-119 б., [10] 211-214 б., [11] 223-229 б.
9 тақырып. Алюминийді тазарту.

Алюминий – сырецтің құрамы, қоспалардың алюминийдің изикаөхимиялық қасиеттеріне әсері. Жоғары сапалы тазартылған алюминий қасиеттері және қолдануы.

Алюминийдің үшқабат тәсілмен электролиттік тазарту. Алюминийді тазартудың үшқабаттық тәсілінің тиімділігі. Былаудың құрылымы.

Алюминийді хлормен және қайта балқытумен тазарту.

Жоғары сапалы тазартылған алюминийді зонндық балқытумен, металлды субқосылыстар арқылы тазартумен алу.

Ұсынылатын әдебиеттер: [1] 119-121 б., [10] 237-250 б., [11] 237-254 б.

Силикоалюминийді электротермальды әдіспен өндірудің қысқаша теориялық негіздері және технологиясы. Силикоалюминийді балқытуға арналған пештер.

Ұсынылатын әдебиеттер: [1] 122-123 б., [10] 253-258 б., [11] 254-267 б.
11 тақырып. Қорытынды.

Қазақстан Республикасында Алюминий өндірісінің даму перспективалары.

Ұсынылатын әдебиеттер: [8] 253-255 б.

Тәжірибелік сабақтарының мазмұны
6 тақырып. Электролиз үрдісінің технологиясы.

1 сабақ. Электролиздегіштің материалдық есебі.

Алюминий өндірісі үшін қажет электролиздегіштің өнімділігін және шикізат шығынын есептеу.

электролиздегіштің токөткізгіш қималары мен ұзындықтарын анықтау және кернеудің электр балансын жасау.

Электролиз үрдісі кезіндегі энергияның кірісі шығынын анықтау және электролиздегіштің жылулық балансын жасау.

Электролиздегіштің негізгі өлшердерін есептеу.

Жұмыс туралы кысқаша теориялық мәліметтермен танысу, жұмысты әдістемеге сәйкес орындау, графиктерді, таблицаларды құру, есептеулер, қорытындылар жасау.

Жұмыс туралы кысқаша теориялық мәліметтермен танысу, жұмысты әдістемеге сәйкес орындау, графиктерді, таблицаларды құру, есептеулер, қорытындылар жасау.

Тапсырма 1. Анодтардың өндірісі .

Ұсынылатын әдебиет : [12], 6-77 стр .
Тақырып 4. Фторды тұздардың өндірісі.

Тапсырма 2. Криолитті сілтілі тәсілмен өндірісі.

Ұсынылатын әдебиет : [10], 137-139 б.
Тақырып 8. Электролиздік цех.

Тапсырма 3. Электролиздегіштер жұмыстарын бақылау және автоматты турде реттеу.

Еңбекті қорғау және қауіпсіздік техникасы .

Ұсынылатын әдебиет : [11], 230-231, 318-322 б .
Тақырып 9. Алюминийді тазалау.

Тапсырма 4. Алюминийді хлормен және қайта балқытумен тазарту. Ерекше таза алюминийді алу.

Ұсынылатын әдебиет :[10],239-241,246-250 б.
Тақырып 10. Алюминий мен және оның қорытпалардың термиялық әдістермен алу.

Тапсырма 5. Алюминий - кремнийлік қорытпалардың электротермалдық өндірісі .

Ұсынылатын әдебиет :[11],254-268 б .

1. Алюминий минералдары, кендері және олардың кен орындары.

2. Глинозем және оған койылатын талаптар.

3. Алюминийдің физикалық және химиялық қасиеттері.

4. Алюминий және оның қорытпалардың қолданулары.

5. Көмірлі электродтар өндірісі үшін қажетті шикізаттар.

6. Көмірлі электродтар өндірісінің технологиялық схемасы.

7. Қатты көмірлі материалдарды шынықтыру.

8. Қатты көмірлі материалдарды ұсақтау және жіктеу.

9. Көмірлі материалдарды байланыстырушымен араластыру.

10. Электродтарды баспалау.

11. Жасыл электродтарды күйдіру.

12. Электродтарды графиттендіру.

13. Фтор тұздарға койылатын талаптар.

14. Фтор тұздарын өндіруге қажетті материалдар, шикізаттар.

15. Қышқылды әдіспен криолит өңдіру.

16. Фторлы алюминий және фторлы натрий өндірісі.

17. Фторлы алюминийді құрғақ әдіспен алу.

18. Алюминий былаушадағы электролиттің қасиеттері.

19. Жүйенің балқығыштық диаграммасы: натрий фториді – алюминий фториді.

20. Жүйенің балқығыштық диаграммасы: криолит – сазбалшық.

21. Жүйенің балқығыштық диаграммасы: криолит – алюминий фториді – сазбалшық.

22. Электролиттік жолмен алюминий алудың физика-химиялық негіздері.

23. Электролиттегі қоспалардың және тұздар қосымшылардың электролиз үрдісіне әсері.

24. Криолит- глинозем балқымалардың ыдырау кернеуі.

25. Криолит-глинозем балқымалардың құрылымы.

26. Алюминий электролиздің механизмі.

27. Электролиз кезіндегі анодтық және катодтық үрдістер.

28. Электролиз кезіндегі анодтық әсерлер (эффект).

29. Электролиздің көрсеткіштері.

30. Энергия мен тоқ көздері арқылы металдың шығуы.

31. Тоқ көздері арқылы алюминий шығуына тигізетін әртүрлі факторладың әсері.

32. Алюминийді былаушаның ішінен шығару және оны құю.

33. Анодтардың қызмет етуі.

34. Глиноземмен былаушаларды қорегі.

35. Фтортұздармен электролитті корректендіру.

36. Күйдірілген анодты электролиздегіштер.

37. Өзін өзі күйдіретін анодты электролизерлар.

38. Жөндеуден кейін былаушаларды іске қосу және күйдіру.

39. Алюминий былаушаларды құрылғылау (монтаждау) және бөлшектеу (демонтаждау).

40. Электролиз сериясы және былаушаларды тұрақты тогымен қорегі.

41. Газұстау және газтазарту жүйелері.

42. Фторидтер және басқа құнды бөліктерді анодты газдардан регенерациялау.

43. Шикі алюминийдің құрамы, алюминийдің физика-химиялық қасиеттеріне қоспалардың тигізетін әсерлері.

44. Жоғары тазалығы алюминийдің қасиеті мен қолдануы.

45. Электролиз арқылы алюминийді тазалау.

46. Алюминийді тазалау үшін былаушаның құрылғысы.

47. Қайта балқытумен және хлормен алюминийді тазалау.

48. Өзгеше тазалық алюминийді алу: аймақтық балқытумен, субқосылыстар арқылы металды тазарту.

49. Электротермиялық әдіспен силикоалюминий өңдірудің технологиясымен теориялыық негіздері.

50. Силикоалюминий қорыту пештері.

Әдебиет
Негізгі

1 Худайбергенов Т. Е. Металлургия легких металлов. Учебник - Алматы, 2001.

2 Троицкий И.А. Металлургия алюминия / И.А. Троицкий, В.А. Железнов. - М. : Металлургия, 1977. - 392 с.

3 Ветюков М. М. Электрометаллургия алюминия и магния. - М. : Металлургия, 1987.

4 Уткин Н. И. Производство цветных металлов. - 2-е изд. - М. : Интермет Инжиниринг, 2004. - 442 с.

5 Журавин Ю. Д. Электроснабжение цехов электролиза алюминия: Учеб. пособие / Ю. Д. Журавин, М. Я. Минцис, И. И. Музыченко. - Сиб ГИУ; Новокузнецк, 2000. - 113 с.

6 Васюнина И. П. Электролиты в алюминиевой промышлености: Справоч. пособие/ И. П. Васюнина, П. В. Поляков. - Красноярск, 2001. - 60 с.

7 Лайнер А.И. Производство глинозема. - М., Алматы, 2001.

8 Ибрагимов А.Т., Пак Р.В. Электрометаллургия алюминия. Казахстанский электролизный завод. Павлодар : ТОО «Дом печати», 2009. – 262 с.
Қосымша

9 Баймаков Ю. В. Электролиз расплавленных солей / Ю. В. Баймаков, М. М. Ветюков. - М. : Металлургия, 1966. - 560 с.

10 Беляев А. И. Металлургия легких металлов. - М. : Металлургия, 1970.

11 Николаев И. В. Металлургия легких металлов / И. В.Николаев, В. И. Москвитин, Б. А. Фомин. - М. : Металлургия, 1997. - 432 с.

12 Колодин Э. А. Производство обожженных анодов алюминиевых электролизеров / Э. А. Колодин, В. А. Свердлин, Р. В. Свобода. - М. : Металлургия, 1980. - 84 с.

13 Гордон Г. М. Пылеулавливание и очистка газов / Г. М. Гордон, И. Л. Пейсахов. ­М. : Металлургия, 1968. – 499 с.