ПРОГРАММА ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Рекомендовано МССН
ПРОГРАММА
ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Рекомендуется для направления подготовки
специалистов по специальности 21.05.04 Горное дело
специализации Маркшейдерское дело
Квалификация (степень) выпускника «специалист»
1. Цели и задачи дисциплины: формирование у студентов профессиональных знаний
современных процессов и технологий обогащения полезных ископаемых при переработке
различного минерального сырья. Роль и место методов обогащения в технологических
схемах дробильно-сортировочных и обогатительных фабрик. Экономическое значение этих
методов. Вклад отечественных ученых в развитие теории, техники и технологии обогащения
полезных ископаемых. Современное состояние и перспективы развития этих процессов.
2. Место дисциплины в структуре ООП: дисциплина в структуре ООП относится к
профессиональному циклу и является обязательной к изучению.
Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студента, необходимым для
изучения дисциплины:
- владение основными понятиями и законами химии;
- умение использовать теоретические знания для решения производственных задач.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
способности к поиску правильных технических и организационно-управленческих
решений и нести за них ответственность (ОК-6);
использованию нормативных правовых и инструктивных документов в своей
деятельности (ОК-7);
осуществления своей деятельности в различных сферах общественной жизни на основе
принятых в обществе моральных и правовых норм (ОК-8);
стремлению к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-9);
осознанию социальной значимости своей будущей профессии, наличием высокой
мотивации к выполнению профессиональной деятельности (ОК-11);
критическому осмыслением накопленного опыта, готовностью изменять при
необходимости профиль своей профессиональной деятельности (ОК-12);
использованию основных положений и методов социальных, гуманитарных и
экономических наук при решении социальных и профессиональных задач (ОК-13);
готовностью с естественнонаучных позиций оценить строение, химический и
минеральный состав земной коры, морфологические особенности и генетические типы
месторождений твердых полезных ископаемых при решении задач по рациональному и
комплексному освоению георесурсного потенциала недр (ПК-1);
готовностью использовать научные законы и методы при геолого-промышленной
оценке месторождений твердых полезных ископаемых и горных отводов (ПК-2);
готовностью использовать научные законы и методы при оценке состояния
окружающей среды в сфере функционирования производств по эксплуатационной разведке,
добыче и переработке твердых полезных ископаемых, а также при строительстве и
эксплуатации подземных объектов (ПК-3);
демонстрировать пользование компьютером как средством управления и обработки
информационных массивов (ПК-4);
способностью выбирать и (или) разрабатывать обеспечение интегрированных
технологических систем эксплуатационной разведки, добычи и переработки твердых
полезных ископаемых, а также предприятий по строительству и эксплуатации подземных
объектов техническими средствами с высоким уровнем автоматизации управления (ПК-5);
владеть навыками анализа горно-геологических условий при эксплуатационной
разведке и добыче твердых полезных ископаемых, а также при строительстве и эксплуатации
подземных объектов (ПК-7);
владеть методами рационального и комплексного освоения георесурсного потенциала
недр (ПК-8);
владеть основными принципами технологий эксплуатационной разведки, добычи,
переработки твердых полезных ископаемых, строительства и эксплуатации подземных
объектов (ПК-9);
демонстрировать навыки разработки планов мероприятий по снижению техногенной
нагрузки производства на окружающую среду при эксплуатационной разведке, добыче и
переработке твердых полезных ископаемых, а также при строительстве и эксплуатации
подземных объектов (ПК-11);
использовать нормативные документы по безопасности и промышленной санитарии
при проектировании, строительстве и эксплуатации предприятий по эксплуатационной
разведке, добыче и переработке твердых полезных ископаемых и подземных объектов
(ПК-12);
готовностью принимать участие во внедрении автоматизированных систем управления
производством (ПК-14);
владеть методами геолого-промышленной оценки месторождений полезных
ископаемых, горных отводов (ПК-15);
владеть законодательными основами недропользования и обеспечения безопасности
работ при добыче, переработке полезных ископаемых, строительстве и эксплуатации
подземных сооружений (ПК-16);
готовностью оперативно устранять нарушения производственных процессов, вести
первичный учет выполняемых работ, анализировать оперативные и текущие показатели
производства, обосновывать предложения по совершенствованию организации производства
(ПК-18);
способностью выполнять маркетинговые исследования, проводить экономический
анализ затрат для реализации технологических процессов и производства в целом (ПК-19);
готовностью участвовать в исследованиях объектов профессиональной деятельности и
их структурных элементов (ПК-20);
способностью изучать научно-техническую информацию в области эксплуатационной
разведки, добычи, переработки твердых полезных ископаемых, строительства и
эксплуатации подземных объектов (ПК-21);
готовностью выполнять экспериментальные и лабораторные исследования,
интерпретировать полученные результаты, составлять и защищать отчеты (ПК-22);
готовностью использовать технические средства опытно-промышленных испытаний
оборудования и технологий при эксплуатационной разведке, добыче, переработке твердых
полезных ископаемых, строительстве и эксплуатации подземных объектов (ПК-23);
владеть навыками организации научно-исследовательских работ (ПК-24);
готовностью к разработке проектных инновационных решений по эксплуатационной
разведке, добыче, переработке твердых полезных ископаемых, строительству и эксплуатации
подземных объектов (ПК-25);
способностью разрабатывать необходимую техническую и нормативную документацию
в составе творческих коллективов и самостоятельно, контролировать соответствие проектов
требованиям стандартов, техническим условиям и других нормативных документов
промышленной безопасности; разрабатывать, согласовывать и утверждать в установленном
порядке технические, методические и иные документы, регламентирующие порядок,
качество и безопасность выполнения горных, горно-строительных и взрывных работ (ПК26);
готовностью осуществлять планирование развития горных работ и маркшейдерский
контроль состояния горных выработок, зданий, сооружений и земной поверхности на всех
этапах освоения и охраны недр с обеспечением промышленной и экологической
безопасности (ПСК-4-2);
готовностью обосновывать и использовать методы геометризации и прогнозирования
размещения показателей месторождения в пространстве (ПСК-4-4);
способностью анализировать и типизировать условия разработки месторождений
полезных ископаемых для их комплексного использования, выполнять различные оценки
недропользования (ПСК-4-5);
способностью организовывать деятельность подразделений маркшейдерского
обеспечения недропользования, в том числе в режиме чрезвычайных ситуаций (ПСК-4-6).
В результате изучения курса студент должен:
Знать: многообразие методов обогащения и их применение для получения качественной
товарной продукции; процессы и аппараты для обогащения полезных ископаемых;
технологию, особенности предприятий и экономику переработки в зависимости от
вещественного состояния и физических свойств сырья, параметров разработки и
особенности использования; характеристики и требования к качеству полезных ископаемых
и продуктов их переработки; роль обогащения в повышении качества полезных ископаемых,
комплексного использования минерального сырья, повышения производительности труда и
экономической эффективности в горной промышленности.
Уметь: производить сравнительную оценку технологической эффективности применения
различных методов и процессов обогащения к данному полезному ископаемому.
Владеть: основными знаниями, необходимыми для выполнения теоретического и
экспериментального исследования, которые в дальнейшем помогут решать на современном
уровне вопросы геотехнологий, определения технологических показателей и эффективности
обогащения полезного ископаемого данным методом и процессом.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы.
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Всего
часов
4
36
36
18
18
18
18
-
-
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Курсовая работа
Расчетно-графические работы
Реферат
Другие виды самостоятельной работы
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
36
36
-
-
-
-
18
18
18
18
-
-
экз
Семестры
Общая трудоемкость
час
зач. ед.
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины:
72
2
72
3
Раздел 1. Основы обогащения полезных ископаемых
Содержание курса, его задачи и значение, связь с другими отраслями знаний. Полезные
ископаемые, классификация, необходимость их обогащения и комплексности использования.
Экономическое и народно-хозяйственное значение переработки и обогащения полезных
ископаемых. Вклад отечественных ученых в развитие теории, техники и технологии
обогащения, главные тенденции и перспективы развития.
Раздел 2. Процессы и аппараты для обогащения полезных ископаемых
Классификация методов, процессов, операций переработки и обогащения. Разновидности
технологических схем. Основные технологические показатели обогащения и уровня
комплексности использования сырья. Уравнения балансов продуктов и компонентов, их
использование при расчетах.
Раздел 3. Процессы и аппараты для разделения полезных ископаемых по крупности
Классификация процессов, их сущность и технологическое назначение. Основные
принципы, закономерности и моделирование процесса грохочения. Виды грохочения по
назначению и крупности материала. Просеивающие поверхности. Эффективность
грохочения. Конструкции, принцип действия и область применения грохотов. Основные
принципы классификации и ее разновидности. Конструкции и область применения
классифицирующих аппаратов. Конструкции и область применения промывочных машин.
Технико-экономические показатели.
Раздел 4. Процессы и аппараты для дробления и измельчения полезных ископаемых
Теоретические основы и закономерности процессов дробления, измельчения и
дезинтеграции. Способы дробления. Конструкции и область применения дробилок щековых,
конусных, валковых, молотковых. Технико-экономические показатели, охрана труда и
техника безопасности при дроблении и измельчении.
Раздел 5. Процессы и аппараты гравитационного обогащения полезных ископаемых
Теоретические основы разделения частиц, в вертикальных потоках, на плоскости и в
центробежном поле. Обогащение отсадкой; в тяжелых средах; на концентрационных столах;
шлюзах, желобах; винтовых сепараторах; гидроциклонах; и центробежных концентраторах.
Конструкции аппаратов и область их применения. Технико-экономические показатели
гравитационного обогащения.
Раздел 6. Процессы и аппараты флотационного обогащения полезных ископаемых
Разновидности флотационного процесса. Теоретические основы процесса минерализации
пузырьков при флотации. Назначение флотационных реагентов и механизм их действия при
флотации. Конструкции флотационных аппаратов и область их применения. Техникоэкономические показатели флотации.
Раздел 7. Процессы и аппараты магнитного и электрического обогащения полезных
ископаемых
Теоретические основы. Конструкции магнитных и электромагнитных сепараторов со
слабым и сильным полем и область их применения. Конструкции аппаратов для
электрического обогащения и область их применения. Технико-экономические показатели.
Раздел 8. Процессы и аппараты специальных методов обогащения полезных
ископаемых
Радиометрические процессы обогащения. Фотометрическая сортировка. Обогащение по
трению, форме, упругости, прочности, цвету. Избирательное дробление и грохочение.
Химическое и биохимическое обогащение. Технико-экономические показатели.
Раздел 9. Процессы и аппараты обезвоживания, пылеулавливания, очистки воды и
воздуха
Теоретические основы. Обезвоживание дренированием, сгущением,
центрифугированием, фильтрацией, сушкой. Используемое оборудование и области его
применения. Процессы и аппараты для очистки сточных вод горных предприятий. Техникоэкономические показатели гравитационного обогащения.
Раздел 10. Технология переработки углей
Качественная характеристика и технологическая классификация углей. Нормирование
качества продуктов обогащения углей. Технология переработки, обогащения и комплексное
использование коксующихся углей. Технология переработки, обогащения и комплексное
использование энергетических углей. Экономическая эффективность обогащения углей.
Раздел 11. Технология переработки и обогащения руд цветных и редких металлов
Качественная характеристика руд и продуктов обогащения. Технологии переработки,
обогащения и комплексное использование руд цветных и редких металлов с учетом
особенностей их вещественного состава и требований к качеству продукции. Безотходная
технология и роль комбинированных схем. Экономическая эффективность обогащения руд
цветных и редких металлов.
Раздел 12. Технология переработки и обогащения руд черных металлов
Качественная характеристика руд черных металлов и продуктов обогащения. Технология
переработки, обогащения и комплексное использование руд черных металлов с учетом
особенностей их вещественного состава и требований к качеству продукции.
Комбинированные схемы переработки. Экономическая эффективность обогащения руд
черных металлов.
Раздел 13. Технология переработки и обогащения горно-химического сырья
Качественная характеристика горно-химического сырья и продуктов обогащения.
Технология переработки, обогащения и комплексное использование горно-химического
сырья с учетом особенностей вещественного состава и требований к качеству продукции.
Экономическая эффективность обогащения углей.
Раздел 14. Технология переработки строительных горных пород
Качественная характеристика строительных горных пород. Нормирование качества
продуктов переработки и комплексное использование строительных горных пород с учетом
особенностей различных типов пород. Экономическая эффективность обогащения углей.
Раздел 15. Организация производства, управление процессами и показателями
обогащения на обогатительных фабриках и установках
Предприятия для переработки и обогащения полезных ископаемых. Обогатительные
фабрики, их классификация. Особенности размещения оборудования, зданий и сооружений.
Опробование и контроль на предприятиях по переработке и обогащению полезных
ископаемых. Схемы управления качеством добываемого сырья и продуктов обогащения.
АСУТП.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
Наименование
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения
№
обеспечиваемых
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
п/п
1.
(последующих) дисциплин
Геометрия недр
1
+
2
+
3
+
4
+
5
+
6
+
7
+
8
+
…
+
4.
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
№
п/п
Дисциплины
профессионального
цикла и профильной
направленности
+
+
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
Наименование раздела дисциплины
Основы обогащения полезных ископаемых
Процессы и аппараты для разделения полезных ископаемых по
крупности
Процессы и аппараты для дробления и измельчения полезных
ископаемых
Процессы и аппараты гравитационного обогащения полезных
ископаемых
Процессы и аппараты флотационного обогащения полезных
ископаемых
Процессы и аппараты магнитного и электрического обогащения
полезных ископаемых
Процессы и аппараты специальных методов обогащения
полезных ископаемых
Процессы и аппараты обезвоживания, пылеулавливания,
очистки воды и воздуха
Технология переработки углей
Технология переработки и обогащения руд цветных металлов
Технология переработки и обогащения руд черных металлов
Технология переработки и обогащения горно-химического
сырья
Технология переработки строительных горных пород
Организация производства, управление процессами и
показателями обогащения
+
+
Лекц.
Лаб.
зан.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
6. Лабораторный практикум
1.
№ раздела
дисциплин
ы
2
2.
2
3.
3
4.
4
+
Наименование лабораторных работ
Отбор проб, определение гранулометрического состава
полезного ископаемого и построение характеристик
крупности
Изучение
процесса
грохочения
с
определением
зависимости эффективности грохочения от удельной
производительности грохота
Определение
дробимости
горных
пород
по
производительности
дробилки
и
характеристике
крупности дробленного продукта
Определение эффективности процесса обогащения на
отсадочной машине и концентрационном столе с расчетом
+
+
Всего
час.
+
+
+
+
+
–
–
–
–
–
–
Трудоемкость
(час.)
5.
6
6.
5
7.
8.
1
8
9.
3
выходов продуктов и оценкой их качества
Определение эффективности процессов магнитной и
электрической сепарации с расчетом выхода продуктов и
оценкой их качества
Определение эффективности процесса флотации с
расчетом выхода продуктов и оценкой их качества
Фракционный анализ полезных ископаемых
Определение эффективности процесса сгущения пульпы с
определением удельной площади сгущения
Определение измельчаемости горных пород
7. Практические занятия (семинары)
Не предусмотрены
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Не предусмотрены
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература:
1. Бедрань Н.Г., Скоробогатова Л.М. Переработка и качество полезных ископаемых:
Учебник для вузов. – М.: Недра, 1986.
2. Авдохин В.М. Основы переработки и обогащения полезных ископаемых: Учебное
пособие. – М., МГГУ, 1996.
б) дополнительная литература:
1. Справочник по обогащению руд / Под ред. О.С. Богданова, В.А. Олевского. 2-е изд.
– М.: Недра, 1982-1984.
2. Техника и технология обогащения углей: Справочное руководство. – М.: Наука,
1995.
3. Моршинин В.М. Основы обогащения полезных ископаемых. – М.: Недра, 1983.
в) программное и коммуникационное обеспечение:
Специализированные лаборатории, приборы, установки, стенды, наборы реактивов и
т.д. для проведения учебного процесса.
Компьютерное обеспечение для проведения учебного процесса; оборудование для
демонстрации слайдов и презентаций.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Лаборатория «Обогащение полезных ископаемых»».
Основные приборы, установки, стенды:
– механические вибровстряхиватели с набором сит;
– стенд с щековыми и конусными дробилками;
– лабораторные плоский качающийся и инерционный грохоты;
– лабораторные щековые мельницы объемом 5-10 л;
– лабораторная отсадочная машина, включающая насос с зумпфом для дозированной
подачи питания;
– лабораторный концентрационный стол типа СКЛ-2;
– лабораторный электромагнитный роликовый сепаратор 138Т-СЭМ с замкнутой
магнитной системой;
– лабораторные электрические сепараторы ЭС-2 и ЭС-3;
– флотомашины механического типа с камерой объемом 0,5 и 1,0 л;
– установка для проведения фракционного анализа путем разделения в тяжелых
жидкостях.
Разработчики:
Профессор кафедры Нефтепромысловой геологии, ГиНДГ
Заведующий кафедрой Нефтепромысловой геологии, ГиНДГ
Н.А. Киприянов
А.Е. Воробьев