Guía docente de la asignatura Metalurgia

Guía docente de la asignatura
Metalurgia
Titulación: Grado en Ingeniería Química Industrial
Curso 2012/13
Guía Docente
1. Datos de la asignatura
Nombre
Metalurgia (Metallurgy)
Materia
Asignatura optativa específica
Módulo
Código
Titulación/es
Plan de estudios
Centro
Tipo
509109017
Graduado/a en Ingeniería Química Industrial
2009
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial
Optativa
Periodo lectivo
Idioma
ECTS
3
Curso
4º
Castellano
Horas / ECTS
30
Carga total de trabajo (horas)
Horario clases teoría
Aula
Horario clases prácticas
Lugar
90
2. Datos del profesorado
Profesor responsable
Departamento
Área de conocimiento
Ubicación del despacho
Teléfono
Correo electrónico
Diego José Alcaraz Lorente
Ingeniería de Materiales y Fabricación
Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica
Despacho 120.1, 2ª planta edif. ETSINO (Campus Pº Alfonso XIII)
968 325501
Fax
968 325435
[email protected]
URL / WEB
Horario de atención / Tutorías
Martes y Jueves, 16 a 18 hrs.; Miércoles, 10 a 12 hrs.
Ubicación durante las tutorías
Despacho 120.1, 2ª planta edif. ETSINO (Campus
Pº Alfonso XIII)
3. Descripción de la asignatura
3.1. Presentación
La Metalurgia es una disciplina científico-tecnológica tradicionalmente dividida en dos
partes: Metalurgia Física y Metalurgia Química o Extractiva. La Metalurgia Física, dedicada al
estudio y tratamiento de metales y aleaciones, se aborda en la asignatura Ciencia e
Ingeniería de Materiales (2º curso, 2º cuatrimestre). La Metalurgia Extractiva, que se ocupa
de los procedimientos necesarios para obtener metales, más o menos puros, o alguno de
sus compuestos a partir de distintos materiales (minerales, subproductos, residuos…), es el
objeto de estudio de la asignatura “Metalurgia”.
Se trata de una materia optativa específica de especial relevancia en la formación de los
graduados en Ingeniería Química Industrial.
3.2. Ubicación en el plan de estudios
La asignatura Metalurgia se encuentra en cuarto curso.
3.3. Descripción de la asignatura. Adecuación al perfil profesional
La Metalurgia Extractiva comprende el estudio de los fundamentos físico-químicos de las
operaciones metalúrgicas, la descripción de las técnicas básicas para obtener metales, su
refino y reciclado, así como las implicaciones medioambientales de todos estos
procedimientos. Con la asignatura se pretende proporcionar a los estudiantes una
formación y habilidades básicas en metalurgia extractiva, uno de los campos de actuación
de la Ingeniería Química Industrial.
3.4. Relación con otras asignaturas. Prerrequisitos y recomendaciones
El plan de estudios no incluye prerrequisitos para seguir esta asignatura. No obstante, para
un conveniente seguimiento de la materia, se recomienda haber superado las asignaturas
“Química Física”, “Operaciones de Separación” e “Ingeniería de la Reacción Química“.
También es recomendable poseer conocimientos de inglés.
3.5. Medidas especiales previstas
Se adoptarán medidas para facilitar el seguimiento de la asignatura a aquellos estudiantes
con necesidad especiales. En particular, se tendrán en cuenta los casos de discapacidad,
alumnos extranjeros y alumnos que compatibilicen trabajo y estudios.
4. Competencias
4.1. Competencias específicas de la asignatura (según el plan de estudios)
Conocimientos de Metalurgia Extractiva y su aplicación a la resolución de problemas de
ingeniería.
4.2. Competencias genéricas / transversales (según el plan de estudios)
COMPETENCIAS INSTRUMENTALES
 T1.1
Capacidad de análisis y síntesis
 T1.2
Capacidad de organización y planificación
 T1.3
Comunicación oral y escrita en lengua propia
 T1.4
Comprensión oral y escrita de una lengua extranjera
 T1.5
Habilidades básicas computacionales
 T1.6
Capacidad de gestión de la información
 T1.7
Resolución de problemas
 T1.8
Toma de decisiones
COMPETENCIAS PERSONALES
 T2.1
Capacidad crítica y autocrítica
 T2.2
Trabajo en equipo
 T2.3
Habilidades en las relaciones interpersonales
 T2.4
Habilidades de trabajo en un equipo interdisciplinar
 T2.5
Habilidades para comunicarse con expertos en otros campos
 T2.6
Reconocimiento de la diversidad y la multiculturalidad
 T2.7
Sensibilidad hacia temas medioambientales
 T2.8
Compromiso ético
COMPETENCIAS SISTÉMICAS
 T3.1
Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica
 T3.2
Capacidad de aprender
 T3.3
Adaptación a nuevas situaciones
 T3.4
Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad)
 T3.5
Liderazgo
 T3.6
Conocimiento de otras culturas y costumbres
 T3.7
Habilidad de realizar trabajo autónomo
 T3.8
Iniciativa y espíritu emprendedor
 T3.9
Preocupación por la calidad
 T3.10 Motivación del logro
4.3. Objetivos generales / competencias específicas del título (según el plan
de estudios)
COMPETENCIAS ESPECÍFICAS DISCIPLINARES
 E1.1
Conocimiento en las materias básicas matemáticas, física, química,
organización de empresas, expresión gráfica e informática, que capaciten al
alumno para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías
 E1.2
Conocimientos en materias tecnológicas para la realización de mediciones,
cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de
labores y otros trabajos análogos
 E1.3
Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria
en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico Industrial
COMPETENCIAS PROFESIONALES
 E2.1
Capacidad para la redacción, firma y desarrollo de proyectos en el ámbito de
la Ingeniería industrial que tengan por objeto, en el área de la Ingeniería
Química, la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición,
fabricación, instalación, montaje o explotación de: estructuras, equipos
mecánicos, instalaciones energéticas, instalaciones eléctricas y electrónicas,
instalaciones y plantas industriales y procesos de fabricación y
automatización en función de la ley de atribuciones profesionales
 E2.2
Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de
obligado cumplimiento
 E2.3
Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las
soluciones técnicas
 E2.4
Capacidad de dirección, organización y planificación en el ámbito de la
empresa, y otras instituciones y organizaciones
4.4. Resultados esperados del aprendizaje (Objetivos)
1. Conocer los fundamentos físico-químicos de las operaciones metalúrgicas.
2. Conocer las técnicas metalúrgicas básicas para la obtención de metales.
3. Realizar, a escala de laboratorio, procesos pirometalúrgicos, hidrometalúrgicos y
electrometalúrgicos.
4. Obtener datos de modo riguroso y contrastar los resultados obtenidos en trabajos
experimentales.
5. Utilizar el lenguaje científico-técnico de una manera apropiada.
6. Elaborar informes técnicos de cierta complejidad.
7. Conocer las implicaciones medioambientales de las operaciones metalúrgicas.
Introducción al reciclado de metales.
8. Aplicar los conocimientos adquiridos a casos prácticos.
5. Contenidos
5.1. Contenidos (según el plan de estudios)
Termodinámica y cinética metalúrgicas. Equilibrios en metalurgia extractiva. Disoluciones en
fases fundidas. Sistemas de fases inmiscibles. Operaciones de separación de fases en
metalurgia extractiva. Tratamientos previos de menas y procedimientos de aglomeración.
Procesos pirometalúrgicos. Lixiviación. Tratamientos de lixiviados. Electrometalurgia.
Procedimientos de refino de metales. Problemas medioambientales en metalurgia
extractiva. Reciclado de metales.
5.2. Programa de teoría
PARTE I: FUNDAMENTOS QUÍMICO-FÍSICOS.
Tema 1: Termodinámica y cinética metalúrgicas.
Tema 2: Equilibrios en metalurgia extractiva.
Tema 3: Fases fundidas. Fases inmiscibles. Operaciones de separación de fases.
PARTE II: OPERACIONES Y PROCESOS METALÚRGICOS.
Tema 4: Operaciones previas. Procesos de aglomeración.
Tema 5: Procesos pirometalúrgicos.
Tema 6: Metalurgia por vía húmeda. Lixiviación. Tratamiento de lixiviados.
Tema 7: Electrometalurgia. Procedimientos de refino de metales.
Tema 8: Problemas medioambientales en metalurgia extractiva. Reciclado de metales.
5.3. Programa de prácticas
Práctica 1: Caracterización de menas metálicas / Practice 1: Characterization of metal ores.
Práctica 2: Calcinación de malaquita y azurita / Practice 2: Calcination of malachite and
azurite.
Práctica 3: Lixiviación de matas cobrizas / Practice 3: Leaching of copper-lead mattes.
Práctica 4: Extracción con disolventes / Practice 4: Solvent extraction.
Práctica 5: Electrólisis de disoluciones acuosas / Practice 5: Electrolysis of aqueous solutions.
5.4. Programa resumido en inglés (opcional)
PART I: CHEMICAL-PHYSICAL FUNDAMENTALS
Unit 1: Thermodynamics and kinetics of metallurgical processes
Unit 2: Equilibria in extractive metallurgy
Unit 3: Molten phases. Immiscible phases. Methods of phase separation.
PART II: METALLURGICAL OPERATIONS AND PROCESSES
Unit 4: Preliminary operations. Agglomeration processes.
Unit 5: Pyrometallurgical processes.
Unit 6: Hydrometallurgy. Leaching. Treatments of leach solutions.
Unit 7: Electrometallurgy. Refining processes of metals.
Unit 8: Environmental problems in extractive metallurgy. Metals recycling.
5.5. Objetivos de aprendizaje detallados por Unidades Didácticas (opcional)
6. Metodología docente
6.1. Actividades formativas
Actividad
Descripción de la actividad
Trabajo del estudiante
Presencial: Toma de apuntes. Planteamiento
de dudas.
0,5
Clases de teoría
Clase expositiva empleando técnicas
de aprendizaje cooperativo para
fomentar la participación de los
estudiantes. Resolución de dudas
planteadas por los estudiantes.
No presencial: Estudio de la materia.
0,9
Prácticas de pizarra:
Problemas y
resolución de casos
prácticos
Resolución de problemas/ejercicios
de distintos temas de teoría.
Resolución de casos prácticos.
Prácticas de
laboratorio
Explicación de las prácticas,
supervisión de su desarrollo y
resolución de dudas. Discusión sobre
los resultados obtenidos.
Seminarios
Trabajo individual
Se realizarán seminarios durante el
cuatrimestre. En esta actividad, los
estudiantes trabajan en grupo para
aclarar dudas, profundizar en
distintas cuestiones y resolver
problemas o casos prácticos.
El profesor propondrá distintos
temas para que los alumnos realicen
un trabajo individual durante el
cuatrimestre.
Presencial: Participación activa. Resolución
de ejercicios y casos prácticos.
Planteamiento de dudas.
No presencial: Estudio de la materia.
Resolución de ejercicios propuestos por el
profesor.
Presencial: Manejo de instrumentos y
equipos. Obtención de resultados.
Planteamiento de dudas.
No presencial: Elaboración individual del
informe de prácticas.
ECTS
0,2
0,2
0,3
0,1
Presencial: Resolución de problemas y casos
prácticos. Discusión sobre distintas
cuestiones y dudas. Puesta en común del
trabajo efectuado.
0,2
No presencial: Búsqueda de documentación
de diversas fuentes. Elaboración del trabajo.
0,1
El profesor propondrá distintos
temas para que los alumnos realicen
un trabajo en grupo a lo largo del
cuatrimestre.
Presencial: Planteamiento del trabajo y
asistencia a tutorías. Exposición oral del
trabajo.
No presencial: Búsqueda de documentación
de diversas fuentes. Elaboración del trabajo.
Tutorías
(individuales y en
grupo)
Resolución de dudas sobre teoría,
prácticas, exámenes y asesoramiento
para los trabajos individuales y en
grupo. Se lleva a cabo en grupos
reducidos con preparación previa por
parte del alumno.
Presencial: Planteamiento de dudas en
horario de tutorías.
0,1
Realización de
exámenes oficiales
Evaluación escrita individual
(Exámenes oficiales).
Presencial: Realización del examen.
0,1
Trabajo en grupo
0,1
0,2
3
7. Evaluación
7.1. Técnicas de evaluación
Realización /
criterios
Instrumentos
Prueba
escrita
individual*
Teoría
Problemas
Informe Prácticas
Laboratorio
Seis preguntas, con varios
apartados (conceptos,
definiciones, algunas
aplicaciones...) y con
idéntica valoración.
Evalúan, principalmente,
conocimientos teóricos.
Dos ejercicios con
idéntica valoración.
Evalúan, principalmente,
habilidades.
Elaboración individual y
presentación de un
informe escrito sobre las
prácticas de laboratorio
realizadas.
Trabajo individual
El profesor propondrá
distintos temas para que
los alumnos realicen un
trabajo individual durante
el cuatrimestre.
Trabajo en grupo
El profesor propondrá
distintos temas para que
los alumnos realicen un
trabajo en grupo a lo
largo del cuatrimestre.
Exposición oral del
trabajo.
Ponderación
Competencias
genéricas
(4.2)evaluadas
Resultados
(4.4)
evaluados
40 %
T1.1, T1.3, T2.1,
T3.2, T3.3, T3.7,
T3.10
1, 2, 5, 7, 8
T1.1, T1.3, T1.7,
T1.8, T2.1, T3.1,
T3.3, T3.7, T3.10
1, 2, 5, 7, 8
20 %
T1.1, T1.3, T1.8,
T2.1, T3.9, T3.10
1, 2, 3, 4, 5, 6,
8
10 %
T1.1, T1.2, T1.3,
T1.4, T1.6, T1.8,
T2.1, T2.7, T3.1,
T3.4, T3.8, T3.9,
T3.10
1, 2, 5, 6, 7, 8
10 %
T1.1, T1.3, T1.4,
T1.6, T1.8, T2.1,
T2.2, T2.3, T2.5,
T2.7, T2.8, T3.3,
T3.5, T3.9, T3.10
1, 2, 5, 6, 7, 8
60 %
20 %
* Para superar la asignatura, se debe obtener en la prueba escrita individual una calificación global
(teoría+problemas) mínima de 4,5 sobre 10.
7.2. Mecanismos de control y seguimiento
Cuestiones planteadas en clase.
Participación de los estudiantes en la resolución de problemas en clase.
Participación de los estudiantes y seguimiento de ésta en las sesiones de prácticas de
laboratorio.
Participación de los estudiantes y seguimiento de ésta en los seminarios.
Tutorías individuales o en grupo.
Seguimiento de la realización de los trabajos individuales y en grupo.
Presentación de trabajos/informes individuales y en grupo.
Clases de teoría
Clases ejercicios
Prácticas de
laboratorio
Seminarios /Tutorías
Trabajos e informes
Prueba teoría
Prueba ejercicios
Informe Prácticas
Laboratorio
Trabajo individual
Trabajo en grupo
7.3. Resultados esperados / actividades formativas / evaluación de los resultados (opcional)
1. Conocer los fundamentos físico-químicos de las operaciones
metalúrgicas.
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
2. Conocer las técnicas metalúrgicas básicas para la obtención de
metales.
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Resultados esperados del aprendizaje (4.4)
3. Realizar, a escala de laboratorio, procesos pirometalúrgicos,
hidrometalúrgicos y electrometalúrgicos.
X
4. Obtener datos de modo riguroso y contrastar los resultados
obtenidos en trabajos experimentales.
5. Utilizar el lenguaje científico-técnico de una manera apropiada.
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
6. Elaborar informes técnicos de cierta complejidad.
X
X
X
X
X
7. Conocer las implicaciones medioambientales de las operaciones
metalúrgicas. Introducción al reciclado de metales.
X
X
X
X
X
X
X
8. Aplicar los conocimientos adquiridos a casos prácticos.
X
X
X
X
X
X
X
X
8. Distribución de la carga de trabajo del alumno
ACTIVIDADES PRESENCIALES
3
5
Tema 3
1
2
2
2
6
6
Tema 4
1
1
2
2
4
9
7
Tema 5
1
1
8
Tema 5
1
9
Tema 5
1
10
Tema 6
1
11
Tema 6
1
12
Tema 7
1
13
Tema 7
1
14
Tema 8
1
15
Tema 8
1
1
1
1
1
1
2
2
4
2
3
2
1
3
7
2
4
2
2
4
8
2
3
2
2
5
4
8
2
4
5
8
3
4
5
8
3
6
TG*
3
IP**, II**
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
2
1
2
1
1
2
1
1
3
2
3
1
2
2
1
1
1
1
2
1
1
3
1
1
Periodo de exámenes
1
1
3
Otros
TOTAL HORAS
15
6
ENTREGABLES
5
2
1
2
Prácticas instrumentos
2
2
1
Trabajos / informes en grupo
2
1
Estudio
1
Tema 3
Exposición de trabajos
Tema 2
4
Evaluación
3
Evaluación formativa
3
Visitas
3
2
Seminarios
2
2
Tutorías
2
1
Trabajo cooperativo
1
1
TOTAL CONVENCIONALES
1
Tema 1
Aula informática
Tema 1
2
Laboratorio
1
Clases problemas
TOTAL
HORAS
Temas o actividades
(visita, examen parcial,
Semana
etc.)
Clases teoría
TOTAL NO PRESENCIALES
Trabajos / informes individuales
ACTIVIDADES NO
PRESENCIALES
No convencionales
TOTAL NO CONVENCIONALES
Convencionales
9
33
3
6
3
12
33
3
9
* La fecha límite para entregar el trabajo en grupo (TG) es el día de la exposición del mismo. ** La fecha límite para entregar el
informe de prácticas (IP) y el informe individual (II) es el día del examen final
45
90
9. Recursos y bibliografía
9.1. Bibliografía básica
BALLESTER, A.; VERDEJA, L. F.; y J. SANCHO: “Metalurgia extractiva”, vols. I y II. Ed.
Síntesis.
CHAUSSIN, C. y G. HILLY: "Metalurgia". Ed. Urmo.
GILL, C. B.: "Metalurgia extractiva no ferrosa". Ed. Limusa.
MOORE, J. J.: "Metalurgia química". Ed. Alhambra, S. A.
MORRAL, F. R.; JIMENO, E.; y P. MOLERA: "Metalurgia general". Ed. Reverté.
PARRILLA, F.: "Curso de metalurgia extractiva". Ed. E.T.S. de Ing. de Minas. Univ. Pol.
de Madrid.
ROVIRA, A.: "Metalurgia general". Ed. Dossat.
9.2. Bibliografía complementaria
ASM: “ASM Materials Handbook”. Ed. ASM.
ROSENQVIST, T.: "Principles of extractive metallurgy". McGraw-Hill Series in Materials
Science and Engineering. Ed. McGraw-Hill.
9.3. Recursos en red y otros recursos
Diferentes páginas web de empresas e instituciones relacionadas con la Metalurgia
Extractiva.