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 509109017

Titulación/es Graduado/a en Ingeniería Química Industrial

Plan de estudios 2009

Centro Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial

Tipo Optativa

Periodo lectivo Curso 4º

Idioma Castellano

ECTS 3 Horas / ECTS 30 Carga total de trabajo (horas) 90

Horario clases teoría Aula

Horario clases prácticas Lugar

2. Datos del profesorado

Profesor responsable Diego José Alcaraz Lorente

Departamento Ingeniería de Materiales y Fabricación

Área de conocimiento Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica

Ubicación del despacho Despacho 120.1, 2ª planta edif. ETSINO (Campus Pº Alfonso XIII)

Teléfono 968 325501 Fax 968 325435

Correo electrónico diego.alcaraz@upct.es

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 ECTS

Clases de teoría

Clase expositiva empleando técnicas de aprendizaje cooperativo para fomentar la participación de los estudiantes. Resolución de dudas planteadas por los estudiantes.

Presencial: Toma de apuntes. Planteamiento de dudas.

0,5

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.

Presencial: Participación activa. Resolución de ejercicios y casos prácticos. Planteamiento de dudas.

0,2

No presencial: Estudio de la materia. Resolución de ejercicios propuestos por el profesor.

0,2

Prácticas de laboratorio

Explicación de las prácticas, supervisión de su desarrollo y resolución de dudas. Discusión sobre los resultados obtenidos.

Presencial: Manejo de instrumentos y equipos. Obtención de resultados. Planteamiento de dudas.

0,3

No presencial: Elaboración individual del informe de prácticas.

0,1

Seminarios

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.

Presencial: Resolución de problemas y casos prácticos. Discusión sobre distintas cuestiones y dudas. Puesta en común del trabajo efectuado.

0,2

Trabajo individual

El profesor propondrá distintos temas para que los alumnos realicen un trabajo individual durante el cuatrimestre.

No presencial: Búsqueda de documentación de diversas fuentes. Elaboración del trabajo.

0,1

Trabajo en grupo

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.

0,1

No presencial: Búsqueda de documentación de diversas fuentes. Elaboración del trabajo.

0,2

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

3

7. Evaluación

7.1. Técnicas de evaluación

Instrumentos Realización / criterios

Ponderación Competencias

genéricas (4.2)evaluadas

Resultados (4.4)

evaluados

Prueba escrita individual*

Teoría

Seis preguntas, con varios apartados (conceptos, definiciones, algunas aplicaciones...) y con idéntica valoración. Evalúan, principalmente, conocimientos teóricos.

40 %

60 %

T1.1, T1.3, T2.1, T3.2, T3.3, T3.7,

T3.10 1, 2, 5, 7, 8

Problemas

Dos ejercicios con idéntica valoración. Evalúan, principalmente, habilidades.

20 % T1.1, T1.3, T1.7, T1.8, T2.1, T3.1, T3.3, T3.7, T3.10

1, 2, 5, 7, 8

Informe Prácticas Laboratorio

Elaboración individual y presentación de un informe escrito sobre las prácticas de laboratorio realizadas.

20 % T1.1, T1.3, T1.8, T2.1, T3.9, T3.10

1, 2, 3, 4, 5, 6, 8

Trabajo individual

El profesor propondrá distintos temas para que los alumnos realicen un trabajo individual durante el cuatrimestre.

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

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.

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

* 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.

7.3. Resultados esperados / actividades formativas / evaluación de los resultados (opcional)

Resultados esperados del aprendizaje (4.4)

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ses

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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

3. Realizar, a escala de laboratorio, procesos pirometalúrgicos, hidrometalúrgicos y electrometalúrgicos.

X X

4. Obtener datos de modo riguroso y contrastar los resultados obtenidos en trabajos experimentales.

X X X X X

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 X X

8. Aplicar los conocimientos adquiridos a casos prácticos. X X X X X X X X X X

8. Distribución de la carga de trabajo del alumno

Semana

Temas o actividades

(visita, examen parcial,

etc.)

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TOTAL

HORAS

EN

TR

EG

AB

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S

1 Tema 1 1 1 2 2 3

2 Tema 1 1 1 2 2 3

3 Tema 2 1 1 2 1 1 2 2 5

4 Tema 3 1 1 2 2 3

5 Tema 3 1 1 2 1 1 2 2 2 6

6 Tema 4 1 1 2 4 1 1 2 2 4 9

7 Tema 5 1 2 3 1 1 2 1 3 7

8 Tema 5 1 1 2 4 2 2 4 8

9 Tema 5 1 2 3 2 2 5

10 Tema 6 1 1 2 1 1 2 2 1 1 4 8

11 Tema 6 1 1 1 1 2 2 4

12 Tema 7 1 1 2 1 1 2 1 2 5 8

13 Tema 7 1 1 3 3 4

14 Tema 8 1 1 2 1 1 3 1 1 5 8

15 Tema 8 1 1 1 1 2 3 3 6 TG*

3 3 IP**, II**

15 6 9 33 3 6 3 12 33 3 9 45 90

* 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

ACTIVIDADES PRESENCIALES ACTIVIDADES NO

PRESENCIALES

TOTAL HORAS

Periodo de exámenes

Otros

Convencionales No convencionales

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.