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1、铝冶金课程标准课程代码：00520106适用专业：冶金技术学时：52学分：3开课学期：第三学期第一部分前言1 .课程性质与地位铝冶金包含氧化铝生产工艺和电解铝生产技术两方面的内容，是冶金技术专业的一门核心专业课程，也是冶金技术专业的主要职业技能课，操作性很强，本课程教学对氧化铝和电解铝生产的技能型、应用型人才的培养具有至关重要的作用。学生在学完冶金基础化学、冶金制图、金属学及热处理等课程的基础上，并通过认识实习后学习本课程，为后续课程有色冶金设计原理的学习、顺利进行工学结合实习、顶岗实习及快速适应工作岗位奠定坚实的基础。通过本课程的学习使学生掌握拜耳法生产氧化铝和熔盐电解法生产电解铝的基本原理
2、，工艺及设备操作；学会对铝冶金生产中常见的故障进行正确处理；授课过程中注重培养学生的动手能力和创新思维，使学生具备良好的职业素质和修养并能快速适应铝冶金生产中的主要工作岗位，以满足铝冶金技术发展新形势和地方经济发展的需要。2 .课程的设计思路通过深入企业进行学习和调研，向行业专家进行咨询，课程改革小组在专业设置、人才培养、课程内容整合、课程评价标准制定等方面进行充分研讨，贯彻工学结合教育理念，对课程进行设计。(1)以就业为导向，以企业需要为目标，确立新的教育思想新形势下要求学生所掌握的技术是企业需要的，学生的技能是企业认可的，因此在教学过程中贯彻理论与实践结合的教育理念，确立以企业需要为目标的
3、教育思想。(2)针对岗位需求，选取课程内容结合我国生产实践，根据企业实际需要选取教学内容。对氧化铝生产以拜耳法工艺为主，让学生理解氧化铝生产各个工序的原理、掌握工艺设备操作、技术条件控制和常见故障的分析处理；对电解铝则以现代先进的大型预焙槽生产实践为主，让学生理解冰晶石一融盐电解法生产铝的基本原理、掌握电解槽的操作、技术条件控制和常见故障的分析处理。教学过程贯穿国内外铝冶金的工艺技术水平创新及发展，培养创新意识。（3）根据工作过程，设置教学项目，实施“教、学、做、考”一体化项目式教学以实际生产中的工艺流程为基础，按照生产工序，结合学校实训室和校外实习基地的环境条件分项目教学。教学过程中创新“教
4、、学、做、考”一体化模式，通过案例教学,任务驱动教学与现场教学一体化、技能训练与技能考核一体化，既发挥教师的主导作用，又充分体现学生的主体作用，以调动学生的积极性、主动性，培养学生理论与实践相结合的能力。（4）充分利用教学资源，实现虚拟式工学结合采用实物展示、多媒体课件、动画演示、仿真实训等教学手段帮助学生建立直观印象，实现虚拟式工学结合，强化教学效果。第二部分课程目标1 .知识目标（1） 了解氧化铝和电解铝的性质、用途及我国铝土矿资源特点；（2） 理解现代氧化铝生产及铝电解的原理；（3） 掌握现代氧化铝生产及铝电解的工艺流程；（4） 了解铝冶金生产主要设备的结构及工作原理；（5）掌握氧化铝生
5、产和铝电解的工艺计算；（6）掌握氧化铝生产中原料制备、溶出、分解、焙烧、蒸发等工艺、设备操作及技术条件控制；（7）掌握铝电解槽工艺、设备操作及铝电解生产技术条件控制；（8）掌握铝电解物料输送及烟气净化的方法及操作；（9）掌握重熔用铝锭铸造工艺、设备操作。2.能力目标（1）能正确进行氧化铝生产和铝电解工艺计算；（2）能正确进行氧化铝生产原料制备、溶出、分解、焙烧、蒸发等工艺、设备操作及技术条件控制；（3）能正确进行铝电解槽工艺、设备操作及电解技术条件控制；（4）能进行铝电解物料输送及烟气净化作业；（5）能正确进行重熔用铝锭铸造工艺、设备操作；(6)能正确进行常见故障分析处理及设备维护。3.素质目
6、标(1)具有良好的职业道德和敬业精神；(2)具有较好分析和解决实际问题的能力；(3)具有严谨踏实的工作作风和团队协作能力;(4)具有良好的环保和节能意识。第三部分内容标准1.课时分配序号课程单元学习内容参考学时理论实践理实一体1铝冶金生产认知铝土矿1氧化铝及铝的性质和用途氧化铝和电解铝的生产方法12拜耳法生产氧化铝铝酸钠溶液2拜耳法的原理1拜耳法的基本工艺流程1原矿浆的制备2铝土矿的拜耳法高压溶出4赤泥分离与洗涤2铝酸钠溶液的晶种分解2氢氧化铝的流态化焙烧2分解母液的蒸发2苏打苛化3碱一石灰烧结法生产氧化铝生料浆的制备2石灰煨烧及石灰乳制备1熟料烧结2熟料溶出2铝酸钠溶液的脱硅2碳酸化分解24
7、联合法生产氧化铝并联法生产氧化铝1串联法生产氧化铝混联法生产氧化铝5大型预焙槽生产电解铝铝电解生产流程及原材料2铝电解生产原理铝电解的电流效率和电能效率2铝电解槽的构造2电解槽的焙烧与启动2电解槽正常生产的工艺技术条件控制2电解槽的工艺操作2电解槽的病槽及常见事故处理2电解槽的破损与维护1电解槽的计算机控制16铝电解干法净化及原料输送烟气干法净化1氧化铝输送17铝锭铸造原铝的净化1原铝的配料1重熔用铝锭铸造合计20322.课程单元描述课程单元一铝冶金生产认知课时数2学习目标了解铝土矿的主要化学成分、分类及质量衡量标准；了解我国铝土矿的资源分布及特点；掌握氧化铝和铝的物理化学性质和生产方法；了解
8、氧化铝和电解铝的工业应用及铝冶金的发展趋势。学习内容铝土矿；氧化铝及铝的性质与用途；氧化铝和铝的生产方法。教、学、做内容安排教师展示矿石样品，介绍铝矿石的种类及我国铝土矿的资源分布；师生根据图表数据共同总结我国铝土矿的特点；O教师展示氧化铝和铝样品，介绍氧化铝和铝的性质；根据氧化铝及铝性质师生共同总结氧化铝和铝的用途，引导学生思考生产氧化铝与铝的可能方法；教师进行分析讲解氧化铝与铝的生产方法。教学方法和建议课堂讲授、样品展示、启发引导。教学条件要求一体化教室；铝矿石、氧化铝和金属铝样品。课程单元二拜耳法生产氧化铝课时数18学习目标掌握铝酸钠溶液的特性参数；理解拜耳法生产原理；掌握拜耳法生产氧化
9、铝的基本工艺流程；理解拜耳法生产氧化铝各工序的基本原理；能正确进行氧化铝生产原矿浆制备、溶出、分解、焙烧、蒸发、苛化等工艺、设备操作及技术条件控制；能正确分析与处理生产过程中常见故隙；能正确进行配料计算、技术经济指标计算与分析。学习内容铝酸钠溶液；拜耳法的原理；拜耳法的基本工艺流程；原矿浆的制备；铝土矿的拜耳法高压溶出；赤泥分离与洗涤；铝酸钠溶液的晶种分解；氢氧化铝的流态化焙烧；分解母液的蒸发；苏打的苛化。教、学、做内容安排教师在课堂上通过Na2O-Al2O3-O三元系平衡状态图讲解碱法生产氧化铝的理论基础，引导学生分析影响铝酸钠溶液稳定性的因素；教师讲解拜耳法生产氧化铝的原理，借助拜耳法循环
10、图引导学生分析拜耳法生产过程，通过工艺流程图讲解拜耳法生产氧化铝的基本生产过程；师生共同总结拜耳法的主要生产工序；教师讲解配矿计算和拜耳法配料计算；学生练习配矿和拜耳法配料计算；教师讲解拜耳法各工序的原理、工艺流程、技术条件控制及常见事故处理方法；学生通过仿真练习拜耳法生产氧化铝各工序的工艺设备操作、技术条件控制和故障分析处理。教学方法和建议课堂讲授、案例教学、操作演示、任务驱动、仿真训练。教学条件要求一体化教室、仿真软件。课程单元三碱一石灰烧结法生产氧化铝课时数11学习目标理解碱一石灰烧结法生产氧化铝的原理；掌握碱一石灰烧结法的基本工艺流程；理解碱一石灰烧结法各工序的基本原理；能正确进行氧化
11、铝生产生料浆制备、熟料烧结、熟料溶出、铝酸钠溶液脱硅、碳酸化分解等工艺、设备操作及技术条件控制；能正确分析与处理生产过程中常见故障；会进行生料浆配料计算及技术经济指标计算与分析。学习内容生料浆的制备；熟料烧结；石灰煨烧及石灰乳制备；熟料溶出；铝酸钠溶液的脱硅；碳酸化分解。教、学、做内容安排教师提出问题，引导学生思考如何处理低品位铝土矿；教师讲解碱一石灰烧结法的原理；采用实例讲解碱一石灰烧结法的工艺流程及配料计算；学生根据任务进行配料计算训练；教师讲解碱一石灰烧结法生产氧化铝各工序的原理、工艺流程、主要工艺操作、技术条件控制及常见事故处理方法；学生对有关问题进行分析与讨论。教学方法和建议课堂讲授
12、、启发引导、任务驱动、案例教学。教学条件要求多媒体教室课程单元四联合法生产氧化铝课时数1学习目标了解并联法、串联法、混”关法的工艺流程及特点学习内容并联法生产氧化铝；串联法生产氧化铝；混联法生产氧化铝。教、学、做内容安排1 .教师在课堂上讲解联法、串联法、混联法的工艺流程；2 .师生共同分析串联法的工艺特点。教学方法和建议课堂讲授、启发引导教学条件要求多媒体教室课程单元五大型预焙槽生产电解铝课时数1学习目标掌握铝电解生产工艺流程；了解铝电解对原料的要求；了解铝电解质的性质；理解铝电解的生产原理；掌握提高电流效率和电能效率的措施；了解铝电解槽的分类及发展；掌握现代大型预焙阳极电解槽的结构及特点；
13、能正确进行铝电解生产工艺、设备操作及技术条件控制；能正确分析处理铝电解槽病槽及常见生产故障；会进行破损槽的确认与维护；会进行配料计算及技术经济指标计算与分析。学习内容铝电解生产流程及原材料；铝电解生产原理；铝电解的电流效率和电能效率；电解槽的构造；电解槽的焙烧与启动；电解槽正常生产的工艺技术条件控制；电解槽的工艺操作；电解槽的病槽及常见事故处理；电解槽的破损与维护；电解槽的计算机控制。教、学、做内容安排教师根据工艺流程图讲解电解铝的生产过程，引导学生分析铝电解对原料的要求；教师引导学生结合图表数据分析铝电解质的性质，教师依据化学反应讲解铝电解的生产原理；教师讲解电流效率和电能效率的定义，学生进
14、行计算练习，根据计算结果说明提高电流效率和电能效率的实践意义；师生共同分析影响电流效率和电能效率的因素；O学生讨论提高电流效率及电能效率的措施；教师播放电解车间录像，学生仔细观察电解槽的结构，引导学生分析现代大型预焙阳极电解槽各部分的结构及特点；教师介绍电解槽焙烧及启动的目的、方法，教师结合生产实例讲解焦粒焙烧和湿法效应启动的操作规程，师生共同分析电解槽各种焙烧及启动方法的特点；教师播放电解槽正常生产时的录像；教师借助录像并结合生产实例讲解电解槽工艺条件、电解工艺操作、常见故障分析及处理、设备维护及电解生产中计算系统的控制内容及方法；学生观察、学习铝电解的工艺操作方法。教学方法和建议课堂讲授、
15、启发引导、任务驱动、案例教学教学条件要求多媒体教室；现场录像资料。课程单元六铝电解干法净化及原料输送课时数2学习目标了解电解烟气的危害；。理解干法净化的原理；掌握干法净化的工艺过程；理解浓相输送和超浓相输送的原理；了解氧化铝输送方式。学习内容烟气干法净化；氧化铝输送。教、学、做内容安排教师介绍铝电解烟气的主要成分及危害，讲解干法净化和湿法净化的原理及特点；结合实例引导学生分析干法净化的工艺流程及设备配置；教师介绍不同氧化铝输送方式的原理及特点；结合生产实例讲解氧化铝输送方式的选择。教学方法和建议课堂讲授、启发引导、案例教学教学条件要求多媒体教室课程单元七铝锭铸造课时数2学习目标掌握重熔用铝锭的
16、工艺流程；会进行原铝配料计算；能正确进行原铝净化和铝锭铸造作业。学习内容原铝的净化；原铝的配料；重熔用铝锭铸造。教、学、做内容安排1 .教师介绍重熔用铝锭铸造的工艺流程及原铝的杂质构成；讲解原铝净化的方法、原铝配料计算和重熔用铝锭铸造的工艺操作；2 .学生练习配料计算；3 .学生就有关问题进行讨论。教学方法和建议课堂讲授、启发引导、任务驱动教学条件要求多媒体教室第四部分课程考核1.过程性考核方式及说明本课程过程性考核主要包括学习态度、学习质量和协作能力等，主要考核学生在课程教学过程中对知识和技能的掌握程度。具体考核标准和成绩分配如表一:表一过程性考核标准序号考核项目考核内容成绩比例（）1学习质
17、量课堂提问、作业、案例分析、实训项目考核（详见表二）等702学习态度考勤、操行（根据教学日志）203协作能力团队精神、合作能力10合计1002.集中实训考核方式及说明主要考核学生在训练过程中对知识和技能的掌握程度。具体考核标准和成绩分配如表表二实训项目考核标准序号考核项目考核内容及要求成绩比例（%）1原矿浆制备仿真实训能够进行原矿浆制备开车、停车操作，技术条件控制及常见故障处理。102管道溶出仿真实K能够进行管道溶出开车、停车操作，技术条件控制及常见故障处理。303赤泥洗涤仿真实训能够进行赤泥洗涤开车、停车操作，技术条件控制及常见故障处理。104品种分解仿真实训能够进行晶种分解开车、停车操作，
18、技术条件控制及常见故障处理。155多效蒸发仿真实训I能够进行多效蒸发开车、停车操作，技术条件控制及常见故障处理。156苏打苛化仿真实训能够进行苏打苛化开车、停车操作，技术条件控制及常见故障处理。57氢氧化铝煨烧仿真实训能够进行氢氧化铝煨烧开车、停车操作，技术条件控制及常见故障处理。15合计1003.期末考核方式及说明期末考核采用卷面理论考试，重点考核学生对拜耳法生产氧化铝和大型预焙槽生产电解铝企业各岗位应具备的理论知识要点的掌握情况和掌握程度。具体考核标准和知识点如下表：表三理论考核标准序号考核的知识点及要求成绩比例（）1掌握铝土矿的类型、质量标准、氧化铝的生产方法。102掌握拜耳法和烧结法生
19、产氧化铝的基本原理和工艺流程。153能够应用拜耳法生产氧化铝各工序的原理，能够掌握拜耳法生产氧化铝各工序的工艺流程、工艺条件及常见故障分析与处理。304能够应用烧结法生产氧化铝各工序的原理，能够掌握烧结法生产氧化铝各工序的工艺流程、工艺条件及常见故障分析与处理。105掌握熔盐电解法生产金属铝的工艺流程、基本原理，能够掌握大型预预焙槽炼铝的设备结构、工艺操作、技术条件控制及常见故障分析与处理。306掌握烟气干法净化和氧化铝输送的原理与方法，掌握原铝净化和铝锭铸造的工艺5合计1004.课程成绩构成及说明本课程成绩形成主要包括学习过程性考核和期末理论考核等。具体分配比例如表四:表四课程成绩形成标准及
20、比例序号考核项目考核内容成绩比例（%）1学习过程考核根据其在平时学习过程中的考勤、提问、作业、项目实训、上机操作、团队精神、合作能力等进行评分，详见表一及表二402期末理论考核综合测试学生对本门课程理论知识掌握程度，详见表三60合计100第五部分教材及其它教学资源1 .使用教材铝冶金，济源职业技术学院自编讲义，主编王红伟，2010年8月2 .参考书（1）氧化铝生产工艺，主编毕诗文，化学工业出版社，2006年2月第一版；（2）氧化铝制取工，主编郭万里，山西人民出版社，2006年9月第一版；（3）氧化铝生产工艺，主编王捷，冶金工业出版社，2008年3月；（4）氧化铝生产仿真实训，主编徐征周怀敏，冶金工业出版社，2010年5月；（5）大型预焙槽炼铝生产工艺与操作实践，主编李清，中南大学出版社，2005年8月；（6）电解铝生产工艺与设备，主编王捷，冶金工业出版社，2006年9月第一版。
