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火法冶金熔煉技術(shù)范文第1篇

Abstract： High grade copper sulfide concentrate with high copper metal grade and low iron content， can be produced by wet process， and the cathode copper with high quality can be produced directly， but it needs to increase the roasting process， the process is long， sulfur recovery is difficult. The production of crude copper smelting by pyrometallurgical process， with short process， low investment and operating costs， but it needs to buy chalcopyrite pyrite or ingredients.

關(guān)鍵詞：輝銅礦；濕法冶煉；火法冶煉

Key words： chalcocite；hydrometallurgy；pyrometallurgical process

中圖分類號(hào)：F270 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）32-0232-02

0 引言

位于剛果金加丹加銅礦帶的某大型銅礦山，產(chǎn)出的硫化銅精礦是獨(dú)具特色的高品位硫化銅精礦，其含Cu 63.93%，F(xiàn)e 2.16%，S 13.7%，SiO2 7.88%，CaO 1.26%。銅礦物主要為輝銅礦，由于精礦含銅高，其它雜質(zhì)特別是Fe含量低，該類銅精礦沒有生產(chǎn)實(shí)例，類似的高銅低鐵硫化銅精礦在剛果金地區(qū)一般采用焙燒后采用濕法浸出工藝回收金屬銅，在其它地區(qū)只能在火法冶金爐內(nèi)作為配料處理，配礦比例一般不超過20%。本文探討處理該類型銅精礦的不同冶煉工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。

1 原料

1.1 銅精礦處理量及組成

1.2 硫化銅精礦性質(zhì)分析

硫化銅精礦存在以下特點(diǎn)：

①銅品位高。由于品位高，硫化銅精礦采用火法冶煉工藝不需要造锍熔煉，可以一步吹煉成粗銅，也可以焙燒脫硫后通過電爐還原成粗銅，火法冶煉流程短，渣率低，金屬回收率較高。硫化銅精礦也可以焙燒后采用濕法冶煉，由于品質(zhì)高，不需要萃取工藝，可以縮短濕法冶煉工藝流程。高品位的硫化銅精礦讓火法冶煉和濕法冶煉工藝都成為可能。

②硫化銅精礦S/Cu低。硫化銅精礦S/Cu低，熔煉反應(yīng)放熱少，火法冶煉的能量平衡需要補(bǔ)充大量燃料。

③銅精礦Fe/SiO2低。銅精礦Fe/SiO2低，精礦中94%的Fe以氧化態(tài)存在，熔池熔煉需要造熔點(diǎn)較低的鈣鐵橄欖石爐渣（CaO-FeO-SiO2），F(xiàn)e要以亞鐵存在，熔池熔煉需要添加石灰石和黃鐵礦調(diào)整爐渣組成。電爐熔煉對(duì)爐渣組成要求不高，可以不添加黃鐵礦，但爐渣熔點(diǎn)要高很多，能耗相對(duì)較高。

④MgO、Al2O3相對(duì)含量較高。銅精礦中MgO、Al2O3的含量值并不高，但在總雜質(zhì)組分中的比例比較大，由于渣率低，造渣組分中MgO、Al2O3的含量達(dá)到7～9%，提高了爐渣熔點(diǎn)，爐渣屬于復(fù)雜的多元渣系。

2 冶煉工藝

2.1 濕法冶煉

硫化銅精礦采用濕法冶煉需要把銅的硫化物轉(zhuǎn)化成在硫酸銅溶液或水溶液中可溶解的銅的氧化物，也就是在進(jìn)入濕法冶煉之前增加一段硫化銅精礦的焙燒工序。（硫化銅精礦也可以采用細(xì)菌浸出，但應(yīng)用規(guī)模都很小，本文不做討論）。

焙燒分硫酸化焙燒和氧化焙燒，硫酸化焙燒就是把銅的硫化物直接轉(zhuǎn)換成可以直接溶解于水的銅的硫酸鹽，硫酸化焙燒可以省去煙氣制酸工序，但工藝控制難度大。氧化焙燒就是把硫化銅精礦死焙燒，硫化態(tài)的銅全部轉(zhuǎn)換成氧化態(tài)的銅，硫全部進(jìn)入煙氣回收，工藝可控性好。

實(shí)現(xiàn)硫化銅精礦焙燒的設(shè)備有沸騰焙燒爐和燒結(jié)焙燒爐，沸騰焙燒爐有濕式進(jìn)料和干式進(jìn)料之分，沸騰爐干式進(jìn)料需要對(duì)硫化銅精礦進(jìn)行脫水干燥，燒結(jié)焙燒爐需要對(duì)銅精礦進(jìn)行制粒處理。

沸騰焙燒爐的焙渣產(chǎn)品為粉狀，硫化銅精礦的脫硫率達(dá)到95%；燒結(jié)焙燒爐的焙渣產(chǎn)品為塊狀，由于塊狀原料透氣性不好，脫硫率約70%左右。

焙燒爐產(chǎn)出的焙渣進(jìn)入濕法流程，浸出后進(jìn)行液固分離，浸出液由于銅濃度高雜質(zhì)含量低，可以直接進(jìn)入電積工序生產(chǎn)陰極銅產(chǎn)品。

2.2 火法冶煉

火法冶煉有兩條工藝路線：強(qiáng)化熔煉和電爐還原熔煉，兩種路線都能直接產(chǎn)出粗銅產(chǎn)品。

①強(qiáng)化熔煉技術(shù)。

強(qiáng)化熔煉就是把銅精礦和熔劑直接加入高溫爐內(nèi)，與鼓入爐內(nèi)的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，迅速完成脫硫和造渣過程，實(shí)現(xiàn)銅渣的分離，硫在煙氣中回收。強(qiáng)化熔煉技術(shù)充分利用銅精礦的表面能和氧化反應(yīng)熱，能耗低、生產(chǎn)能力大。

強(qiáng)化熔煉技術(shù)分熔池熔煉和閃速熔煉，閃速熔煉配置復(fù)雜、投資高，適合20萬噸以上的產(chǎn)能規(guī)模，本方案研究不討論閃速熔煉技術(shù)。熔池熔煉的爐型很多，國內(nèi)均有比較成功的應(yīng)用，可選的有純氧頂吹爐、澳斯麥特爐、底吹爐等。

強(qiáng)化熔煉方案以純氧頂吹爐為主要研究方向。

強(qiáng)化熔煉技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展迅速，多金屬的綜合回收也是主要因素，強(qiáng)化熔煉過程中因?yàn)楦鞣N金屬的行為不同，可以在金屬相、渣相、氣相（煙灰）中回收不同的金屬。純氧頂吹爐可以連續(xù)或間接的排放粗銅，直收率達(dá)到90%以上，爐渣進(jìn)入一臺(tái)還原電爐，通過還原回收其中被氧化的銅和金屬鈷，產(chǎn)出含鈷粗銅，約90%的金屬鈷從爐渣中得以回收。硫化銅精礦鈷金屬的回收，采用強(qiáng)化熔煉技術(shù)是最為理想的手段。

②電爐還原熔煉技術(shù)。

電爐還原熔煉需要先把硫化銅精礦轉(zhuǎn)化成氧化態(tài)的銅，通過在電爐中加入還原劑把氧化銅還原成金屬銅。

采用還原電爐熔煉首先需要把硫化銅精礦進(jìn)行死焙燒脫硫處理，焙燒脫硫有沸騰爐焙燒和燒結(jié)焙燒之分，沸騰爐焙燒脫硫率達(dá)到95%，但產(chǎn)出的是粉狀焙渣，透氣性不好不適合電爐熔煉，電爐熔煉的硫化銅精礦脫硫只能采用燒結(jié)焙燒脫硫。燒結(jié)焙燒需要對(duì)精礦進(jìn)行制粒，脫硫率約70%左右。

燒結(jié)脫硫后的焙渣還有精礦總硫量約30%的硫會(huì)進(jìn)入電爐，進(jìn)入電爐內(nèi)殘余的硫理論上會(huì)與焙燒后的氧化銅進(jìn)行交互反應(yīng)再次脫硫，但電爐內(nèi)的冶煉氣氛總體屬于還原氣氛，該反應(yīng)不會(huì)徹底，大概還會(huì)有占精礦總硫量約10%的硫會(huì)進(jìn)入粗銅產(chǎn)品，導(dǎo)致粗銅品質(zhì)不高。

電爐熔煉鈷的回收率會(huì)低很多，為保證較高的產(chǎn)品質(zhì)量，電爐不能控制很強(qiáng)的還原冶煉氣氛，金屬鈷很難被徹底還原進(jìn)入金屬相。

3 冶煉方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

表2從濕法和火法兩條工藝路線對(duì)硫化銅精礦的四種冶煉方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。（計(jì)算略）。

表2中計(jì)算沒有考慮純氧頂吹爐多回收的硫酸價(jià)值。

工藝優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比（表3）

4 結(jié)論

以輝銅礦為主的硫化銅焙燒后焙渣走濕法流程生產(chǎn)陰極銅，流程長(zhǎng)，投資高，耗電量大，銅回收率低，不管是硫酸化焙燒還是氧化焙燒，硫的走向不單一，硫回收難度大。

輝銅礦采用燒結(jié)氧化焙燒再進(jìn)還原電爐生產(chǎn)次粗銅冶煉方案，雖然流程最、短運(yùn)行成本低，但產(chǎn)品品質(zhì)低、燒結(jié)過程中脫硫率低，燒結(jié)煙氣和電爐煙氣均含低濃度SO2，制酸難度大。

推薦采用純氧頂吹爐―電爐冶煉方案，該方案投資和運(yùn)行成本較低，銅鈷回收率高，需要添加硫鐵礦或黃銅礦造渣，配礦來源有待落實(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘭興華.從銅精礦中浸出銅技術(shù)進(jìn)展[J].世界有色金屬，2004（11）.

火法冶金熔煉技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；人才培養(yǎng)；開放實(shí)驗(yàn)

作者簡(jiǎn)介：魯路（1972-），男，四川成都人，西安建筑科技大學(xué)冶金工程學(xué)院，工程師；杜忠澤（1969-），男，吉林長(zhǎng)春人，西安建筑科技大學(xué)冶金工程學(xué)院，教授。（陜西 西安 710055）

基金項(xiàng)目：本文系陜西省高等教育改革項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：09BY27）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.423     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-0079（2012）05-0068-03

西安建筑科技大學(xué)（原西安冶金建筑學(xué)院）是國家1956年院系調(diào)整在西北布點(diǎn)的唯一設(shè)有冶金工程學(xué)科點(diǎn)的院校。1994年經(jīng)國家教委批準(zhǔn)，更名為西安建筑科技大學(xué)，當(dāng)時(shí)隸屬于國家冶金工業(yè)部，是部直屬重點(diǎn)院校。冶金工程專業(yè)現(xiàn)為陜西省名牌專業(yè)和校級(jí)名牌專業(yè)，是從1958年建立的煉鐵、煉鋼、有色冶金等專業(yè)逐步發(fā)展起來的。冶金工程作為西北地區(qū)辦學(xué)最早的該類專業(yè)，一直保持著自己的特色和優(yōu)勢(shì)，其中冶金物理化學(xué)為省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科。冶金工程實(shí)驗(yàn)室是西安建筑科技大學(xué)創(chuàng)建較早的實(shí)驗(yàn)室之一，其前身是1958年成立的鋼鐵實(shí)驗(yàn)室、有色冶金實(shí)驗(yàn)室和冶金爐實(shí)驗(yàn)室。1999年9月，為適應(yīng)學(xué)科發(fā)展和專業(yè)調(diào)整的需要，在原鋼鐵實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上成立冶金工程實(shí)驗(yàn)室?，F(xiàn)開設(shè)有鋼鐵冶金學(xué)、冶金原理、有色冶金學(xué)、冶金傳輸原理、特種冶金、鋼鐵冶金原料處理與工藝、冶金實(shí)驗(yàn)技術(shù)等課程的本科生專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)12項(xiàng)，其中綜合性實(shí)驗(yàn)11項(xiàng)、設(shè)計(jì)、綜合性實(shí)驗(yàn)1項(xiàng)，同時(shí)承擔(dān)本科生、研究生創(chuàng)新及實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目。

一、冶金工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念與特色

西安建筑科技大學(xué)冶金工程專業(yè)現(xiàn)有在校本科生、研究生600余人，如何系統(tǒng)全面地做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)研究工作是一項(xiàng)復(fù)雜而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼n題。冶金工程實(shí)驗(yàn)室為此配備了必要的專職實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員，組織精干高效的教學(xué)研究隊(duì)伍，冶金工程教研室編制實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃，承擔(dān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，完善實(shí)驗(yàn)教材，根據(jù)自身特色和現(xiàn)有儀器設(shè)備，結(jié)合兄弟重點(diǎn)院校精心撰寫了15萬余字的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書等教學(xué)資料，安排實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員保證完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。同時(shí)積極開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究，改革教學(xué)方法，更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，努力提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。在保證完成教學(xué)任務(wù)的前提下，積極開展技術(shù)開發(fā)，開展學(xué)術(shù)、技術(shù)交流活動(dòng)。做好實(shí)驗(yàn)室的工作任務(wù)、人員、物資、環(huán)境狀態(tài)等基本信息的記錄、統(tǒng)計(jì)和分析，及時(shí)為學(xué)?；蛏霞?jí)主管部門提供準(zhǔn)確原始數(shù)據(jù)。冶金工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室工作委員會(huì)依據(jù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃和《實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)書》進(jìn)行評(píng)估，每學(xué)年學(xué)院與學(xué)校實(shí)驗(yàn)室管理科、國資處和教務(wù)處進(jìn)行檢查。

冶金工程實(shí)驗(yàn)室在省級(jí)名牌專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)過程中，明確實(shí)驗(yàn)課教師的崗位職責(zé)，構(gòu)成規(guī)范化管理工作的重要組成部分。學(xué)校以有效提高學(xué)生能力與素質(zhì)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)制定了建立高水平、高素質(zhì)教學(xué)隊(duì)伍的規(guī)劃，要求校學(xué)術(shù)學(xué)科帶頭人、教學(xué)骨干教師參加實(shí)驗(yàn)教學(xué)、管理和改革，制定了鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)開發(fā)立項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革立項(xiàng)和評(píng)獎(jiǎng)等制度及相關(guān)政策。冶金工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)采取專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)并重的舉措，利用“開放實(shí)驗(yàn)室”增加學(xué)生接觸儀器的機(jī)會(huì)、解決對(duì)照儀器預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的問題。創(chuàng)造條件積極增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)課題以提高學(xué)生的綜合能力。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注重專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課內(nèi)容的協(xié)調(diào)，利用多種手段增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，取得了良好的效果。

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)定位及規(guī)劃

科學(xué)研究是經(jīng)濟(jì)建設(shè)中極其重要的一環(huán)，在校學(xué)生必須打好實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)。冶金工程專業(yè)是一門理論和實(shí)踐（生產(chǎn)＋實(shí)驗(yàn)）緊密結(jié)合的學(xué)科，良好的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰υ诤艽蟪潭壬蠜Q定了學(xué)習(xí)者的綜合科研素養(yǎng)。因此，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量是冶金技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的主要工作。冶金工程實(shí)驗(yàn)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生掌握基本操作、技能和方法的同時(shí)，培養(yǎng)獨(dú)立思考及獨(dú)立工作的能力，培養(yǎng)具有一定的綜合運(yùn)用知識(shí)、進(jìn)行分析問題和解決問題的能力、應(yīng)用開發(fā)研究能力以及科學(xué)研究的基本素質(zhì)，為今后其他課程的學(xué)習(xí)和進(jìn)行科研工作打下基礎(chǔ)；同時(shí)，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、良好的科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)的思維方法及綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決問題的能力。冶金工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)利用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性、綜合性專業(yè)實(shí)驗(yàn)逐步提高、加強(qiáng)和鞏固學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和技能，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)技能解決實(shí)際問題的能力、查閱文獻(xiàn)資料的能力；利用開放性實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和科學(xué)創(chuàng)新精神。

通過重點(diǎn)投入、重點(diǎn)建設(shè)和強(qiáng)化管理，提高實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)條件和綜合水平，建成一個(gè)能夠滿足冶金工程及相關(guān)專業(yè)教學(xué)需求，在全省高校及西北高校具有示范作用的實(shí)驗(yàn)室體系，為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才搭建一個(gè)開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)特色

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器與設(shè)備。冶金工程實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)用房約500m2，鐵礦石燒結(jié)實(shí)驗(yàn)車間200m2，儀器設(shè)備180余臺(tái)（套），總值500萬余元，主要裝備的儀器設(shè)備有熔體物性綜合測(cè)定儀、鐵礦石高溫軟熔滴落測(cè)定儀、鐵礦石焦炭冶金性能測(cè)定儀、全自動(dòng)爐渣熔點(diǎn)熔速測(cè)定儀、燒結(jié)杯系統(tǒng)（Ф200）、煤粉爆炸性測(cè)定儀、熱重/差熱同步分析儀、煤粉燃燒爐試驗(yàn)裝置、真空碳管電阻爐、多功能粉體物性測(cè)定儀、精密火花直讀光譜分析儀、計(jì)算熱力學(xué)軟件及數(shù)據(jù)庫、氧氮?dú)浞治鰞x、磁選機(jī)、微波馬弗爐、綜合煙氣分析儀、高壓釜、煤氣發(fā)生爐、圓盤造球機(jī)，100kg感應(yīng)爐，25kg真空感應(yīng)爐、轉(zhuǎn)爐水力學(xué)模型等。其中自行研制有爐渣熔點(diǎn)測(cè)定儀、鐵礦石還原度測(cè)定系統(tǒng)、鐵礦球團(tuán)動(dòng)態(tài)爆裂性能測(cè)定裝置等。另有各類高溫電爐，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)和科研要求進(jìn)行靈活組合與學(xué)院化工實(shí)驗(yàn)室結(jié)合，具備從火法和濕法冶金的原料處理到各類提取冶金過程實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)所需的基礎(chǔ)條件，并形成了從鐵礦石燒結(jié)到鐵礦石和焦炭完整的鋼鐵冶金原料冶金性能檢測(cè)的特色。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與要求。將冶金工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)由原來的分配在各門相關(guān)專業(yè)課程中提取出來，單獨(dú)設(shè)立了一門“冶金工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程，開設(shè)了一些綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。1）鐵礦石還原實(shí)驗(yàn)：通過實(shí)驗(yàn)了解溫度、礦石粒度、還原氣體流量對(duì)鐵礦石還原度的影響，以便能合理充分利用。2）鐵礦石低溫還原粉化實(shí)驗(yàn)：通過實(shí)驗(yàn)了解鐵礦石進(jìn)入高爐爐身上部在500℃～600℃區(qū)間，由于受氣流沖擊及鐵礦石還原Fe2O3Fe3O4FeO過程發(fā)生的晶形變化而導(dǎo)致的塊狀含鐵礦物的粉化，直接影響爐內(nèi)氣流分布和爐料順行。低溫還原粉化性的測(cè)定，就是模擬高爐上部條件進(jìn)行的，是評(píng)價(jià)鐵礦石冶金性能的重要指標(biāo)。3）鐵礦石軟化溫度實(shí)驗(yàn)：了解軟化溫度的測(cè)量方法以及影響測(cè)定數(shù)據(jù)的因素；通過對(duì)不同含鐵礦物軟化溫度的測(cè)定，了解不同堿度的燒結(jié)礦軟化性狀的變化規(guī)律、天然礦與燒結(jié)礦軟化性狀規(guī)律。綜合運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)，或有關(guān)文獻(xiàn)中介紹的礦石軟化溫度，結(jié)合所測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)礦石的冶金性能。4）冶金爐渣熔化溫度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)（冶金熔體性能測(cè)定）：通過測(cè)定爐渣熔化溫度，并結(jié)合其他物理化學(xué)性質(zhì)（如粘度、表面張力等）的測(cè)定和分析選擇合理的渣系。5）冶金（爐渣）粘度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)（冶金熔體性能測(cè)定）：了解冶金爐渣的粘度在鋼鐵生產(chǎn)過程中所起的化學(xué)平衡等作用。6）金屬提取冶金綜合實(shí)驗(yàn)：在對(duì)礦物采用濕法冶金或火法冶金之前，根據(jù)原料成分、工藝流程等決定焙燒除去礦中的部分或全部硫。焙燒的實(shí)質(zhì)是硫化物的氧化，產(chǎn)物是金屬的氧化物或硫酸鹽。經(jīng)焙燒的焙砂再經(jīng)濕法或火法的過程進(jìn)行金屬的分離和提??；浸出是選擇適當(dāng)?shù)娜軇沟V石或半成品中的有價(jià)成分有選擇的溶出。電解在冶金過程主要用在分離和提純金屬，電解是利用金屬或金屬離子在一定電壓作用下可以氧化或者還原來分離或富集金屬。7）鋼坯（錠）凝固過程冷態(tài)模擬：講解鋼液的結(jié)晶原理，講述二者模擬的物理相似性，熟悉實(shí)驗(yàn)裝置和操作過程。8）流體流速和流量的測(cè)量方法：使用畢托管測(cè)量全壓力和靜壓力。9）流體能量的轉(zhuǎn)換及貝努力方程的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：通過測(cè)量一個(gè)截面逐漸收縮的錐體，截面不變的喉管和截面逐漸擴(kuò)大的錐體的試驗(yàn)段，動(dòng)壓力和靜壓力因截面不同的變化及相互轉(zhuǎn)換的關(guān)系，深入理解能量轉(zhuǎn)換定律。10）高溫爐設(shè)計(jì)及分析：通過對(duì)高溫爐（以電阻爐為例）的設(shè)計(jì)與計(jì)算正確選擇電熱元件、爐管、耐火材料、保溫材料、熱電偶及控制系統(tǒng)等。11）鋼鐵原料物性測(cè)定實(shí)驗(yàn)（焦碳反應(yīng)性、鐵礦燒結(jié)）：焦碳是高爐的主要爐料，它在高爐冶煉過程中除供熱及還原劑外，而且是保持爐內(nèi)料柱具有良好透氣性的骨架。反應(yīng)性是評(píng)價(jià)焦碳形狀的重要指標(biāo)之一。焦碳與CO2或水蒸汽的反應(yīng)速率稱為焦碳的反應(yīng)性，通常用反應(yīng)后氣體中的CO和CO2百分濃度的函數(shù)R、CO生成速率Vco、碳或CO2的反應(yīng)速率Vc、VCO2以及反應(yīng)一定時(shí)間后焦碳消耗量占原試樣量的百分比。鐵礦粉的燒結(jié)：確定燒結(jié)方法和流程；研究影響過程的因子；查明各因子對(duì)過程進(jìn)行的主次地位及相互關(guān)系，以確定最佳工藝條件，提出最終的燒結(jié)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。12）感應(yīng)爐熔煉實(shí)驗(yàn)：小型中頻無芯感應(yīng)爐可熔煉高級(jí)合金鋼，特殊性能的合金鋼以及利用液體金屬進(jìn)行某些實(shí)驗(yàn)和研究，結(jié)合有關(guān)知識(shí)，還可掌握感應(yīng)爐熔煉過程中的一些實(shí)驗(yàn)技能。

本課程為實(shí)踐性環(huán)節(jié)，通過本環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在完成冶金原理、冶金學(xué)、煉鋼廠設(shè)計(jì)、煉鐵廠設(shè)計(jì)等課程后，鞏固所學(xué)的冶金理論知識(shí)和冶金工藝流程，培養(yǎng)動(dòng)手能力、科學(xué)思維和工程意識(shí)，掌握冶金工程的基本實(shí)驗(yàn)研究技能，以培養(yǎng)和提高學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐及科學(xué)研究的綜合素質(zhì)為根本目的。掌握實(shí)驗(yàn)步驟，懂得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的取得和處理方法，能夠按要求完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)于設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)應(yīng)能在教師指導(dǎo)下自行查閱資料，擬訂實(shí)驗(yàn)方案和步驟，培養(yǎng)創(chuàng)新能力?！耙苯鸸こ虒I(yè)實(shí)驗(yàn)”的開設(shè)有助于學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ於肆己玫幕A(chǔ)，有效避免了實(shí)驗(yàn)進(jìn)程擴(kuò)大、分散的弊端，便于學(xué)生對(duì)實(shí)踐知識(shí)的積累和掌握。采取單獨(dú)考核、單獨(dú)記學(xué)分的措施體現(xiàn)了對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高度重視。同時(shí)也提高了實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備集中利用率和完好率，便于合理安排其他開放性實(shí)驗(yàn)和科研工作。

（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程與考核。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程包括理論講授、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分，是一門理論與實(shí)踐結(jié)合性較強(qiáng)的課程。要求學(xué)生重點(diǎn)掌握冶金實(shí)驗(yàn)室常用儀器、設(shè)備的名稱、結(jié)構(gòu)、工作原理、使用方法、維護(hù)等；掌握冶金實(shí)驗(yàn)研究中常用的分析研究方法的原理、操作等。了解生產(chǎn)工藝過程中的實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)實(shí)驗(yàn)前由指導(dǎo)教師結(jié)合所學(xué)相關(guān)專業(yè)課程，講授實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)、原理、任務(wù)、要求、實(shí)驗(yàn)守則及實(shí)驗(yàn)室安全制度等。學(xué)生根據(jù)各個(gè)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)，10人一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，5人一套實(shí)驗(yàn)裝置，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)測(cè)定、數(shù)據(jù)處理，并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生必須認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，理解和掌握實(shí)驗(yàn)的目的和原理。教師需對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行檢查，合格后學(xué)生才能開始做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，要求學(xué)生勤于動(dòng)手，敏銳觀察，細(xì)心操作，開動(dòng)腦筋，分析鉆研問題，準(zhǔn)確記錄原始數(shù)據(jù)，經(jīng)教師檢查并簽名，實(shí)驗(yàn)及其原始數(shù)據(jù)記錄才有效。

任課教師認(rèn)真上好每一次實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)前教師要親自檢查儀器設(shè)備情況，清點(diǎn)學(xué)生人數(shù)；實(shí)驗(yàn)過程中，要向?qū)W生提問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有關(guān)的一些問題，著力培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、綜合考慮問題的能力，使學(xué)生學(xué)會(huì)分析和研究問題的方法。

本課程的考核以實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)告為依據(jù)。實(shí)驗(yàn)完畢后，要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)認(rèn)真分析、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并與教師共同討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最后以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式寫出報(bào)告。每個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)行百分制，總分平均后綜合考查實(shí)行“五級(jí)制”（優(yōu)、良、中、及格、不及格）。對(duì)能在實(shí)驗(yàn)過程中提出合理化建議和改進(jìn)措施的學(xué)生酌情給予加分獎(jiǎng)勵(lì)。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路及方案

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革內(nèi)容

學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)研究可以使已學(xué)過的概念掌握得更為牢固，可以培養(yǎng)洞察力和迅速抓住事物本質(zhì)的能力，可以培養(yǎng)從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)肅態(tài)度和嚴(yán)密的作風(fēng)，可以學(xué)會(huì)從事科學(xué)研究的本領(lǐng)，養(yǎng)成用實(shí)驗(yàn)方法研究科學(xué)問題的習(xí)慣。為了進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)研究能力，結(jié)合本校實(shí)際情況，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了逐步改革。

（1）逐步增加設(shè)計(jì)性、綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。全面進(jìn)行分層次教學(xué)。教學(xué)內(nèi)容分基礎(chǔ)部分、設(shè)計(jì)部分、綜合部分、研究部分。承擔(dān)各類本科生（一本、三本）、研究生的各類科學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。

（2）實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步加大對(duì)學(xué)生開放，鼓勵(lì)學(xué)生課余時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展科技創(chuàng)新項(xiàng)目。在時(shí)間上、內(nèi)容上全面開放實(shí)驗(yàn)室，大大增加開出實(shí)驗(yàn)課題數(shù)目，接納做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生數(shù)量。

（3）不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控和教學(xué)評(píng)價(jià)體系。

2.保障措施

為達(dá)到上述實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革目的，將在未來五年內(nèi)采取下列措施。

（1）集中優(yōu)勢(shì)資源逐步更新、完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。加強(qiáng)現(xiàn)代化教學(xué)手段。促進(jìn)“計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)”和“網(wǎng)絡(luò)模擬煉鋼”系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，有力提升和加強(qiáng)學(xué)生對(duì)冶金工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的興趣、愛好，同時(shí)節(jié)約了大量實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)，使得“動(dòng)手”與“動(dòng)腦”過程達(dá)到有機(jī)完整的結(jié)合。

（2）逐步建立多元化開放冶金工程實(shí)驗(yàn)室。多元化的含義包括形式上的多元化和內(nèi)容上的多元化。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)造能力、創(chuàng)業(yè)能力，提高學(xué)生的綜合化學(xué)素質(zhì)，使之成為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的高素質(zhì)復(fù)合型專業(yè)人才。利用“多元化開放實(shí)驗(yàn)室”增加學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、個(gè)性發(fā)展、培養(yǎng)創(chuàng)新能力提供充裕的時(shí)間和空間，是深化教學(xué)改革、由被動(dòng)教育到主動(dòng)教育、由應(yīng)試教育到素質(zhì)教育、全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的有效方法。

（3）完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)估體系。冶金工程實(shí)驗(yàn)室在未來五年的發(fā)展目標(biāo)是提高在保證基本實(shí)驗(yàn)開出率的前提下，不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，使實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容緊跟時(shí)代，更多地將現(xiàn)有的、老化的、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性、開發(fā)性實(shí)驗(yàn)、綜合性研究實(shí)驗(yàn)取代。逐步實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)個(gè)性化、層次化教育，逐步建立多平臺(tái)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系以及逐步開放實(shí)驗(yàn)室等管理體制，使學(xué)生不僅掌握實(shí)驗(yàn)的基本操作和基本技能，為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)課題研究工作提供扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)技能和數(shù)據(jù)處理、報(bào)告撰寫能力，而且使學(xué)生具有綜合分析、設(shè)計(jì)和開展研究的能力，充分發(fā)揮其創(chuàng)造性。

（4）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)梯隊(duì)建設(shè)與管理。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科研及社會(huì)服務(wù)管理等方面，由院長(zhǎng)主管，專人負(fù)責(zé)，明確分工，任務(wù)落實(shí)到人；其次，有以博士生導(dǎo)師、年富力強(qiáng)的教授、副教授、博士、碩士、高級(jí)工程師等為骨干組成的結(jié)構(gòu)合理、學(xué)術(shù)水平高的教學(xué)科研梯隊(duì)為技術(shù)支撐。教師與技術(shù)人員經(jīng)常參加陜西、西北地區(qū)及全國性教學(xué)、科研研討會(huì)，經(jīng)常與兄弟院校交流，將我們?cè)趯?shí)驗(yàn)技術(shù)研究、清潔生產(chǎn)理論研究等方面取得的成果與兄弟院校進(jìn)行介紹、交流相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，也吸取了在實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)管理方面的經(jīng)驗(yàn)。

三、結(jié)束語

50年來，經(jīng)過幾代教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的共同努力，西安建筑科技大學(xué)冶金工程實(shí)驗(yàn)室為我校冶金工程專業(yè)成為陜西省和西安建筑科技大學(xué)名牌專業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，冶金工程實(shí)驗(yàn)室為以其無可替代的特色為該專業(yè)的本科生、碩士生和博士生的培養(yǎng)以及教師的科研工作提供了有力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)研究條件，已為國家冶金工業(yè)戰(zhàn)線培養(yǎng)各類畢業(yè)生1800余人。今后，將繼續(xù)為培養(yǎng)更多優(yōu)秀的具有較強(qiáng)工程實(shí)踐能力和高素質(zhì)的創(chuàng)新應(yīng)用人才而努力奮斗。

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