Kémiai metallurgia-ii (Fémelőállítási folyamatok elméleti alapjai)

Hasonló dokumentumok
Elektrokémia kommunikációs dosszié ELEKTROKÉMIA. ANYAGMÉRNÖK NAPPALI MSc KÉPZÉS, SZABADON VÁLASZTHATÓ TÁRGY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

ACÉLMETALLURGIA ALAPJAI. Anyagmérnök BSc-képzés. Nappali tagozat FÉMELŐÁLLÍTÁSI ÉS ÖNTÉSZETI SZAKIRÁNY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ. Miskolc, 2014.

Korrózió kommunikációs dosszié KORRÓZIÓ. ANYAGMÉRNÖK NAPPALI BSc KÉPZÉS, SZABADON VÁLASZTHATÓ TÁRGY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Korrózió kommunikációs dosszié KORRÓZIÓ. ANYAGMÉRNÖK LEVELEZŐ BSc KÉPZÉS TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Kiss László Láng Győző ELEKTROKÉMIA

Korrózió kommunikációs dosszié KORRÓZIÓ. ANYAGMÉRNÖK NAPPALI MSc KÉPZÉS, SZABADON VÁLASZTHATÓ TÁRGY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

HOMOGÉN EGYENSÚLYI ELEKTROKÉMIA: ELEKTROLITOK TERMODINAMIKÁJA

ÜSTMETALLURGIA. Nappali tagozat FÉMELŐÁLLÍTÁSI ÉS ÖNTÉSZETI SZAKIRÁNY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

A kémiatanári zárószigorlat tételsora

ÖNTÖTT ÖTVÖZETEK FÉMTANA

ELEKTROKÉMIA. - elektrolitokban: ionok irányított mozgása. Elektrolízis: elektromos áram által előidézett kémiai átalakulás

REAKCIÓKINETIKA ÉS KATALÍZIS

Vasötvözetek hőkezelése

NAGYSZILÁRDSÁGÚ ÖNTVÉNYEK

VÍZKÉMIA TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Általános kémia gyakorlat vegyészmérnököknek. 2015/2016. őszi félév

HŐKEZELÉS FÉMTANI ALAPJAI

Általános kémia gyakorlat biomérnököknek

Tartalmi követelmények kémia tantárgyból az érettségin K Ö Z É P S Z I N T

Kémiai energia - elektromos energia

ÁLTALÁNOS ÉS SZERVETLEN KÉMIA SZIGORLATI VIZSGAKÉRDÉSEK 2010/2011 TANÉVBEN ÁLTALÁNOS KÉMIA

ÖNTÉSZETI TECHNOLÓGIÁK II.

ALKALMAZOTT KÉMIA ÉS TRANSZPORTFOLYAMATOK

Általános Kémia, 2008 tavasz

MŐSZAKI KÉMIA. Anyagmérnök MSc képzés. Tantárgyi Kommunikációs Dosszié MISKOLCI EGYETEM MŐSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR KÉMIAI INTÉZET

Helyi tanterv a kémia. tantárgy oktatásához

13 Elektrokémia. Elektrokémia Dia 1 /52

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

ELEKTROKÉMIA. - elektrolitokban: ionok irányított mozgása. Elektrolízis: elektromos áram által előidézett kémiai átalakulás

ANYAGSZERKEZETTAN II.

Korrózióvédelem kommunikációs dosszié KORRÓZIÓVÉDELEM KÖRNYEZETMÉRNÖK NAPPALI KREDITES KÉPZÉS TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

FELADATLISTA TÉMAKÖRÖK, ILLETVE KÉPESSÉGEK SZERINT

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Általános kémia vizsgakérdések

Kémiai reakciók mechanizmusa számítógépes szimulációval

5. Laboratóriumi gyakorlat

Általános kémia képletgyűjtemény. Atomszerkezet Tömegszám (A) A = Z + N Rendszám (Z) Neutronok száma (N) Mólok száma (n)

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

NANOTECHNOLÓGIÁK I. ANYAGMÉRNÖK MSC KÉPZÉS SZAKIRÁNYOS TÁRGY. (nappali munkarendben) TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM

VEGYIPARI RENDSZEREK OPTIMALIZÁLÁSA

7 Elektrokémia. 7-1 Elektródpotenciálok mérése

Általános kémia gyakorlat biomérnököknek

Tantárgy kódja Tantárgy neve Óraszám Kredit Szemeszter Előadás Gyakorlat Otthoni SMKKB2031XN. Mérőné Dr. Nótás Erika egyetemi docens

VIZSGÁLATOK MEGFELELŐSÉGE

KÉPLÉKENYALAKÍTÁS ELMÉLETI ALAPJAI

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Megjegyzések (észrevételek) a szabad energia és a szabad entalpia fogalmához

Miskolci Egyetem Kémiai Intézet. Kockázatbecslés TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

A kémiai és az elektrokémiai potenciál

Kémia. (állatorvos szak)

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

SZÁMÍTÓGÉPES KÉMIA ALAPJAI VEGYÉSZMÉRNÖK BSc. NAPPALI TÖRZSANYAG

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

XXXVI. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

ANYAGSZERKEZETTAN II.

Az SZTE KDI képzési terve

HŐÁTADÁSI FOLYAMATOK SZÁMÍTÁSA

KÉPLÉKENYALAKÍTÁS ELMÉLET

Kémiai és fizikai kémiai szakmai vizsgafeladatok

METALLOGRÁFIA. ANYAGMÉRNÖK BSc KÉPZÉS. (nappali munkarendben) TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

Reakciókinetika és katalízis

KORRÓZIÓS ÁRAM MÉRÉSE FÉM KORRÓZIÓSEBESSÉGÉNEK MEGHATÁROZÁSA KORRÓZIÓS ÁRAM MÉRÉSE ALAPJÁN

SZERVES KÉMIAI TECHNOLÓGIÁK

Közlekedésmérnöki Kar Műszaki kémia labor. 3. Korrózió. FÉMEK KORRÓZIÓJA Dr.Bajnóczy Gábor

TÁJFÖLDRAJZ-TÁJÖKOLÓGIA

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

A SZTE KDI képzési terve

Felületmódosító eljárások

Hogyan kellene tanítanunk

SZERVETLEN KÉMIAI TECHNOLÓGIA

Prof. Kuczmann Miklós Szabályozástechnika. B.Sc. villamosmérnök szakos hallgatók számára verzió:

Archeometallurgia I. Tantárgyi kommunikációs dosszié. (Anyagmérnök és kohómérnök mesterképzés, Archeometallurgia kiegészítő szakirány)

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

Az elektrokémia áttekintése

ALAPADATOK. KÉSZÍTETTE Balogh Gábor. A PROJEKT CÍME Hálózati alapismeretek

Az enzimműködés termodinamikai és szerkezeti alapjai

Kémiai reakciók sebessége

ÁLTALÁNOS KÉMIAI LABORATÓRIUMI GYAKORLATOK

Kémiai alapismeretek hét

TÁJÉKOZTATÓ. I. évf. állatorvostan-hallgatók részére KÉMIA. 2013/14 tanév, 1. félév

FIZIKAI KÉMIA ANYAGMÉRNÖKI KAR ENERGETIKAI MÉRNÖKASSZISZTENS FELSŐFOKÚ SZAKKÉPZÉS

METALLOGRÁFIA. ANYAGMÉRNÖK BSC KÉPZÉS HŐKEZELÉSI ÉS KÉPLÉKENYALAKÍTÁSI SZAKIRÁNY SZAKIRÁNYOS TANTÁRGY (nappali/levelező munkarendben)

Osztályozóvizsga követelményei

Kontakt korrózió vizsgálata

Szervetlen kémia laboratóriumi gyakorlat és szeminárium tematikája TKBL0211. (Vegyészmérnök BSc hallgatók részére, 2011/2012. II.

Teljesítmény és erőforrás controlling

Textíliák felületmódosítása és funkcionalizálása nem-egyensúlyi plazmákkal

Szervetlen és kvalitatív analitikai kémiai tételek gyógyszerész hallatók számára

Biotechnológiai alapismeretek tantárgy

Orvosi Fizika 13. Bari Ferenc egyetemi tanár SZTE ÁOK-TTIK Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai Intézet

KÉMIA A KÉMIÁT SZERETŐK SZÁMÁRA

Makroszkópos tulajdonságok, jelenségek, közvetlenül mérhető mennyiségek leírásával foglalkozik (például: P, V, T, összetétel).

KÖVETELMÉNYEK 2017/ félév. Informatika II.

Fluidum-kőzet kölcsönhatás: megváltozik a kőzet és a fluidum összetétele és új egyensúlyi ásványparagenezis jön létre Székyné Fux V k álimetaszo

A szonokémia úttörője, Szalay Sándor

Kohómérnöki mesterképzési szak. képzési és kimeneti követelményei

Átírás:

MISKOLCI EGYETEM Műszaki Anyagtudományi Kar Kerpely Antal Anyagtudományok és Technológiák Doktori Iskola Kémiai metallurgia-ii (Fémelőállítási folyamatok elméleti alapjai) Dr. Kékesi Tamás TANTÁRGYLEÍRÁS 2016.

Kémiai metallurgia-ii (Fémelőállítási folyamatok elméleti alapjai) Dr. Kékesi Tamás Tantárgy jegyzője Dr. Kékesi Tamás, egyetemi tanár, Metallurgiai Intézet. Szoba: B1 3.em. 310b. mail: Kekesi@uni-miskolc.hu, tel: 1545, 306556371, http://www.metont.uni-miskolc.hu. Tantárgy célcsoportja A tárgy minden a Kerpely Doktori Iskola, de különösen a Kémiai metallurgia és az Öntészet tématerület hallgatóinak ajánlott. Tantárgy nyelve Magyar, vagy angol. Tantárgy célja A tantárgy célja a fémelőállításra alkalmas metallurgiai folyamatok fizikai-kémiai feltételeinek és a hatékonyságot jellemző tulajdonságainak az elméleti értelmezése. Tantárgy által megszerzendő képességek A tantárgy anyagának az elsajátítása a fémtartalmú, illetve fémes anyagok hasznos átalakítására alkalmas kémiai reakciók egyensúlyi és kinetikai tulajdonságainak a mélyebb megértését biztosítja. A hallgató szert tesz a folyamatok irányításához, fejlesztéséhez, illetve tervezéséhez szükséges alapismeretekre és a folyamatok értelmezésének a készségére. A megszerzett tudás elsősorban a kémiai metallurgia tématerületen kutatásokat folytató doktoranduszok eredményességét szolgálhatja. Tantárgy módszertana Nagyobb létszám esetén heti 2 óra előadás keretében kerül a tananyag átadásra, 1-2 fő esetében viszont egyénre szabottan, a tananyag aktuális részének definiálásával és az elérhető irodalom, valamint ellenőrző kérdések megadásával. A fő tananyagrészeket személyes konzultációk zárják, mely során a készségfejlesztést interaktív kommunikáció és irányított ismeret átadás segíti elő. Tantárgy tematikája A klasszikus metallurgiai reakciók egyensúlyi feltételeinek és a várható folyamatok megítélése a klasszikus termodinamikai módszerek alapján történik. Ennek során a hallgatók elsajátítják az egyszerű és az összetett átalakulásokkal járó folyamatok egyensúlyi állandóinak a meghatározását a fő fizikai-kémiai paraméterek függvényeként. A termodinamikai függvényeket kézi és számítógépes módszerekkel számítjuk. Értelmezzük a folyamatok kinetikai feltételeit. Kísérleti módszerek alapján meghatározzuk a heterogén reakciók kinetikai jellemzőit. Vizsgáljuk a hidrometallurgiai 1

folyamatok alapját jelentő oldódási és vizes oldatstabilitási egyensúlyokat, a fémionok elválasztási és semlegesítési reakcióit. A redox átalakulások egyensúlyai és az elektródpotenciálok értelmezése alapján a hallgatók megismerik a fémek kinyerésére és tisztítására alkalmas elektrolitikus módszerek elvét és a felhasználást megalapozó jellemzőit. A metallurgiai termokémia, a fémek reakcióinak termodinamikai vizsgálata. A fém-nemfémes reagensek termodinamikai függvényeinek a meghatározása a hőmérséklet szerint, valamint a standard állapotú és az aktuális rendszerek összefüggései. A pirometallurgiában jellemző reakciók standard szabadentalpia-különbségeinek és az egyensúlyi állandóknak a meghatározása a hőmérséklet függvényében. A kémiai metallurgiában használható termodinamikai szoftverek típusai, jellemzői. A reakciók várható lezajlásának és az egyensúlyi rendszerek összetételének, valamint a konverzió fokának a A fém-oxidok és egyéb fémtartalmú vegyületek képződése és bontása. Az oxigénpotenciál felhasználása a karbotermikus redukció lehetőségének meghatározásában. A fémolvadék tisztítás szelektivitási és hatékonysági korlátainak termodinamikai Metallurgiai reakciók kinetikája. Sebességi egyenletek és a sebességi állandó. A reakciósebesség függése a hőmérséklettől. A folyamatok aktiválási energiájának meghatározása és értelmezése. Oldódás és precipitáció vizes közegekben. Oldhatósági egyensúlyok. A ph és a redox potenciál szerepe. Oldott ionok jellemzői és reakciói. Az oldattisztításra alkalmas ion-elválasztási módszerek és eljárások. Komplex ionok képződése és egyensúlyai. Ioncserélő gyanták és szerves extraháló szerek típusai. Az oldattisztítás és dúsítás ioncserén alapuló reakciói. Az elektródpotenciál fogalma és jelentősége. Elektrolitos raffinálás és kinyerés alapvető reakciói. Elektródkinetikai jelenségek szerepe. A Polarizáció és a túlfeszültség fogalma, Az elektrolitos raffinálás hatékonyságának a növelésére alkalmas módszerek. Reakcióképes fémek elektrolitikus leválasztása. Ellenőrző kérdések: 1. Milyen termodinamikai függvények jellemzik a fémeket és vegyületeiket? 2. Milyen hatása van a hőmérsékletnek a termodinamikai függvények értékére, és ez hogyan számítható? 3. Hogyan határozható meg egy reakció standard szabadentalpia-különbsége a hőmérséklet függvényében kézi és számítógépes módszerekkel? 4. Milyen módon értelmezhető a reakciók várható iránya az egyensúlyi állandó számított értéke alapján? 5. Milyen módon állapítható meg az egyszerű fém-vegyületek (oxidok, szulfidok, kloridok, stb.) relatív stabilitása? 6. Mi az oxigénpotenciál fogalma és mire használható? 7. Hogyan határozhatóak meg a fém-oxidok karbotermikus redukciójának a termodinamikai feltételei. 8. Mi a szerepe a Boudouard-reakciónak a karbotermikus redukció mechanizmusában? 9. Többalkotós fémolvadékban lejátszódó oxidációs reakciók szelektivitása és mértéke milyen termodinamikai módszerrel határozható meg? 2

10. Hogyan értelmezhető és mitől függ a reakciók sebessége? 11. Hogyan függ a reakciók sebességi összefüggése a mechanizmustól? 12. A heterogén reakciókon alapuló metallurgiai folyamatok sebessége hogyan jellemezhető? 13. Milyen módszerrel határozható meg a reakciók sebességi állandója? 14. Miként értelmezhető és hogyan határozható meg, illetve mire utal az aktiválási energia értéke? 15. Milyen módon növelhető a metallurgiai folyamatok sebessége hatékonyan? 16. Mi a fém-hidroxidok stabilitásának a szerepe a hidrometallurgiában? 17. Hogyan szerkeszthetőek és értelmezhetőek a Pourbaix-típusú egyensúlyi diagramok. 18. Milyen módon választhatóak el a különböző vizes közegben oldott fémionok? 19. Hogyan képeznek a fémek komplex ionokat vizes oldatokban? 20. Hogyan értelmezhetőek és milyen módon határozhatóak meg az ioncserés egyensúlyok? 21. Mi az ion-kromatográfiás elválasztás alapja, és hogyan jellemezhető a hatékonysága? 22. Hogyan számíthatóak a redox egyensúlyok jellemzői? 23. Miként alakul ki az elektródpotenciál, és mitől függ? 24. Milyen feltételei és jellemzői vannak a fémek vizes oldatokból történő katódos leválasztásának? 25. Milyen folyamatok eredményezik a fémek tisztulását az elektrolitos raffinálás során? 26. Milyen okai lehetnek az elektródokon kialakuló túlfeszültségnek? 27. Milyen elektródkinetikai összefüggések határozzák meg az elektródokon kialakuló áramsűrűséget? 28. Mi a szerepe az elektródok polarizációjának az elektrolízis hatékonysági és minőségi vonatkozásaiban? 29. Hogyan értelmezhetőek és hogyan befolyásolhatóak az elektrokristályosodás jellemzői? Tantárgyhoz kapcsolódó irodalom 1. Kékesi Tamás: Kémiai metallurgia alapjai, Digitális jegyzet, 2013. 2. Horváth Zoltán Sziklavári Károly Mihalik Árpád: Elméleti kohászattan, Tankönyvkiadó, Budapest, 1986. 3. Pásztor Gedeon Szepessy Andrásné - Kékesi Tamás: Színesfémek metallurgiája, Tankönyvkiadó, Budapest 1990 4. Kubaschewski, O., Alcock, C.B.: Metallurgical Thermochemistry, Vol. 24. International Series on Materials Science and Technology,, Ed. Raynor, G.V., Pergamon Press, 1979. 5. Fathi Habashi: Principles of Extractive of Extractive Metallurgy Volume 4 Amalgam and Electrometallurgy, Métallurgie Extractive Québec, 1998 6. Biswas, A.K., Reginald Bashforth, G.: The Physical Chemistry of Metallurgical Processes, Chapman & Hall, London, 1962. 7. Erdey-Grúz, T: Elektródfolyamatok kinetikája, Akadémiai kiadó, Budapest, 1969. 8. Pourbaix, M, Zoubov, N, Van Muylder, J.: Atlas d Équilibres Électrochimiques, Gauthier-Villars, Paris, 1963. + Amennyiben szükséges, a hallgató a kutatási témájához szorosan kapcsolódó irodalmat is kaphat. 3

Tantárgy teljesítése, számonkérés Az ellenőrző kérdésekre adott helyes válaszokat követően szóbeli vizsga. Tantárgyhoz kapcsolódó komplex vizsga kérdések 1. A reakciók termodinamikai függvényeinek 2. Karbotermikus redukció kémiai folyamatai, az oxigénpotenciál fogalma és szerepe a fém-oxigén rendszerben. 3. A metallurgiában alkalmazható szelektív oxidáció jelentősége, termodinamikai feltételei és korlátai. 4. A metallurgiai reakciók kinetikája, a sebességi állandó és az aktiválási energia 5. A vizes közegben oldott fémionok egyensúlyai, elválasztási lehetőségei. 6. Az elektródfolyamatok egyensúlya és kinetikája, az elektrolízis hatékonyságát befolyásoló tényezők. 4