Учебно-методические комплексы

Подробнее

2. Перечень проверяемых компетенций и результатов
2.1. Профессиональные компетенции (ПК) и их показатели:
✓ ПК 2.1: Подготовка исходного сырья и материалов.
✓ ПК 2.2: Контроль и регулирование параметров технологического процесса с помощью КИПиА и аналитического контроля.
✓ ПК 2.3: Выполнение требований промышленной и экологической безопасности и охраны труда.
✓ ПК 2.4: Расчёт технико-экономических показателей технологического процесса.
✓ ПК 2.5: Соблюдение нормативов образования газовых выбросов, сточных вод и отходов производства.
2.2. Общие компетенции (ОК):
✓ ОК 4: Осуществление поиска, анализа и оценки информации для решения профессиональных задач.
✓ ОК 5: Использование информационно-коммуникационных технологий в профессиональной деятельности.
✓ ОК 9: Ориентирование в условиях частой смены технологий.
2.3. Требования к практическому опыту, умениям и знаниям:
✓ Практический опыт: подготовка исходного сырья и материалов; безопасное ведение технологического процесса с помощью КИПиА.
✓ Умения: применять теоретические основы, снимать показания приборов, регулировать процесс, устранять отклонения, контролировать сточные воды, обслуживать газоочистные установки, рассчитывать технико-экономические показатели.
✓ Знания: теоретические основы процессов, устройство средств управления, оптимальные условия ведения процессов, возможные нарушения режимов, состав и свойства отходов, методы утилизации, технико-экономические показатели.
3. Формы промежуточной аттестации
✓ МДК 02.01: Дифференцированный зачёт + Курсовая работа (проект).
✓ МДК 02.02: Экзамен.
✓ ПМ.02 в целом: Экзамен квалификационный.
4. Оценка освоения МДК 02.01 — Управление технологическими процессами получения веществ электрохимическими методами
Раздел содержит обширный банк оценочных средств по темам 1.1 – 1.15:
4.1. Входной контроль остаточных знаний
✓ Проверяется знание законов электролиза, диссоциации, электродных процессов, закона Фарадея.
✓ Форма: тестирование (2 варианта, 10 вопросов).
✓ Критерии: количество правильных ответов определяет оценку.
4.2. Текущий контроль по темам
✓ Тема 1.1 (Основные положения и законы электролиза): задания на 1-й и объединённый законы Фарадея, кулонометрическое титрование, строение двойного электрического слоя, решение задач.
✓ Тема 1.2 (Кинетика электродных процессов): изучение электрокапиллярных кривых, строения ДЭС, факторов, влияющих на перенапряжение.
✓ Тема 1.3 (Показатели электролиза): расчёт выхода по току, выхода по энергии, напряжения разложения; задачи на определение количества вещества по закону Фарадея.
✓ Тема 1.4 (Электролиз воды): способы получения водорода и кислорода, стадии катодного и анодного процессов, влияние состава электролита и температуры на выход по току, расчёт электрохимических эквивалентов.
✓ Тема 1.5 (Электролиз раствора хлорида натрия): диафрагменный и мембранный методы, анодные и катодные реакции, причины потери тока, очистка рассола от ионов Ca²⁺ и Mg²⁺, осушка хлор-газа, сжижение хлора.
✓ Тема 1.6 (Электролиз серной кислоты — получение пероксида водорода): анодное окисление сульфат-ионов до пероксидосерной кислоты, гидролиз, материал анодов (платина-титан), параметры процесса.
✓ Тема 1.7 (Гидроэлектрометаллургия): электрорафинирование и электроэкстракция меди, поведение примесей (благородные металлы выпадают в шлам, электроотрицательные растворяются), матричный передел.
✓ Тема 1.8 (Электролиз расплавленных сред — алюминий): криолито-глинозёмный расплав, анодный эффект, реакции на электродах, технико-экономические показатели.
✓ Тема 1.9 (Гальванотехника): электродные реакции при цинковании, никелировании, расчёт толщины покрытия, режимы и показатели процессов.
✓ Темы 1.10–1.14 (Безопасное ведение конкретных производств): подробные задания по каждому процессу, включая разработку функциональных схем автоматизации, выбор приборов, расчёт ТЭП, анализ отклонений от режима, технику безопасности, охрану труда и экологию.
✓ Тема 1.15 (Электролиз расплавов — алюминий, натрий): подготовка сырья, параметры процесса, отклонения от норм режима, промышленная безопасность.
4.3. Формы контроля по МДК 02.01
✓ Тестирование (входное, текущее, тематическое, для самоконтроля).
✓ Письменные опросы.
✓ Решение задач (расчёт массы продуктов, электрохимических эквивалентов, выхода по току, расхода реагентов).
✓ Практические и лабораторные работы.
✓ Срезы знаний по группам тем (обобщающие).
5. Оценка освоения МДК 02.02 — Управление технологическими процессами в производстве химических источников тока
Документ содержит оценочные средства по темам 2.1 – 2.11:
5.1. Тема 2.1 (Общие сведения о ХИТ):
✓ Первичные элементы: марганцево-цинковые (солевые и щелочные), реакции на электродах, саморазряд.
✓ Вторичные источники тока: свинцово-кислотные аккумуляторы, теория двойной сульфатации, устройство АКБ, факторы, влияющие на ёмкость и срок службы.
✓ Условные обозначения батарей (например, 6СТ-66А3L).
✓ Расчёт технико-экономических показателей производства ХИТ.
5.2. Тема 2.2 (Технологические схемы производства): анализ общей схемы производства свинцовых батарей, выделение участков, потоков материалов, отходов и методов очистки.
5.3. Тема 2.3 (Изготовление токоотводов):
✓ Литьё из свинцово-сурьмяного и свинцово-кальциевого сплавов.
✓ Параметры режима автоматов WIRTZ и SOVEMA.
✓ Типичные дефекты (трещины, разрывы жилок, пережоги), причины и устранение.
✓ Контроль температуры по зонам (котёл, линия подачи, ковш, форма, охлаждение).
✓ Выбор приборов автоматизации (термометры сопротивления ТСМ, ТСП).
5.4. Тема 2.4 (Получение свинцового порошка):
✓ Бартон-процесс (окисление расплавленного свинца в реакторе): реакция Pb + ½O₂ = PbO.
✓ Параметры: температура котла 370–427°C, реактора ~370°C, окисленность 72–75%, насыпная масса 1,3–1,5 г/см³.
✓ Регулирование параметров, отклонения и их устранение.
5.5. Тема 2.5 (Приготовление электролитов):
✓ Приготовление электролитов плотностью 1,225; 1,280; 1,400 г/см³.
✓ Техника безопасности при работе с серной кислотой (лить кислоту в воду, СИЗ: сапоги, перчатки, очки, респиратор).
✓ Нейтрализация при ожогах — обильная промывка водой.
5.6. Тема 2.6 (Приготовление паст):
✓ Состав и порядок загрузки положительной пасты (вода → волокно → кислота → порошок).
✓ Реакция: PbO + H₂SO₄ → PbSO₄ + H₂O + тепло.
✓ Параметры: температура пасты 40°C, время приготовления 9–15 минут, влажность 9,7%.
✓ Цементация пасты при перегреве или длительном перемешивании.
5.7. Тема 2.7 (Пастирование и подсушка пластин): нанесение пасты на решётки, сушка, выдержка на стеллажах.
5.8. Тема 2.8 (Изготовление корпусов и крышек): экструзия из сополимерпропилена, параметры процесса, автоматизация.
5.9. Тема 2.9 (Сборка батарей): автомат COS (пайка блоков), сварка МЭС через перегородку, дефекты сварки и их причины.
5.10. Тема 2.10 (Формирование пластин и батарей):
✓ Химические реакции формирования положительных и отрицательных пластин.
✓ Влияние температуры, плотности тока, примесей (Fe, Cu, уксусная кислота) на качество.
✓ Режимы блочного и батарейного формирования.
5.11. Темы 2.1 – 2.11 (Обобщающие срезы): комплексные задания на все этапы производства АКБ, включая отходы, газоочистку, охрану труда.
6. Курсовое проектирование
Раздел детально регламентирует выполнение курсового проекта (работы):
6.1. Структура
✓ Расчётно-пояснительная записка (введение, теория, технология, автоматизация, промышленная и экологическая безопасность, расчёты, выводы, список источников, приложения).
✓ Графическая часть (чертежи основного и вспомогательного оборудования) — для проекта.
✓ Презентация — для работы.
6.2. Примерное содержание разделов
✓ Теория: характеристика продукта, обоснование метода, химизм, влияние факторов.
✓ Технология: сырьё, схема с параметрами, подготовка материалов, перечень оборудования, таблица отклонений.
✓ Автоматизация: функциональная схема, выбор приборов, их характеристика.
✓ Промбезопасность: таблица опасностей (ПДК), очистные установки, отходы (сбор, утилизация), сточные воды (состав, контроль).
✓ Расчёты: фонд времени, программа выпуска, количество оборудования и коэффициент загрузки, расход материалов и энергии, сводная таблица ТЭП.
6.3. Критерии оценки курсового проекта
✓ Соответствие заданию, структуре, оформлению, ГОСТам.
✓ Качество разработки ФСА, обоснованность выбора приборов.
✓ Правильность расчётов.
✓ Качество защиты (доклад, ответы на вопросы, презентация).
7. Квалификационный экзамен
7.1. Форма проведения: практико-ориентированное задание (разработка технологического процесса по выбранной теме) с защитой презентации.
7.2. Комплект тем (21 тема):
✓ Управление процессами подготовки поверхности перед покрытиями (свинцевание, хромирование, никелирование).
✓ Управление электролизом воды, получением пероксида водорода, хлора и щёлочи, электрорафинированием меди, электроэкстракцией цинка.
✓ Управление процессами производства свинцовых батарей (порошок, пасты, токоотводы, пастирование, сборка, формирование, приготовление электролита).
7.3. Содержание задания:
✓ Разработка краткой технологии с параметрами режима.
✓ Сущность процесса (химизм).
✓ Подготовка сырья.
✓ Ведение и регулирование процесса с помощью КИПиА.
✓ Анализ отклонений от режима (причины, устранение).
✓ Выбор приборов контроля и регулирования (марка, принцип работы, место установки).
✓ Таблица опасностей с ПДК.
✓ Меры по охране труда и технике безопасности.
✓ Очистка воздуха и сточных вод (оборудование, обслуживание).
✓ Состав и свойства отходов (сбор, учёт, упаковка).
✓ Расчёт технико-экономических показателей.
✓ Защита презентации.
7.4. Критерии оценки экзамена
✓ Оценивается сформированность всех ПК и ОК.
✓ Решение о сдаче/несдаче принимается однозначно: «вид профессиональной деятельности освоен / не освоен».
✓ Для тестовой части: шкала оценок от «2» до «5» по количеству правильных ответов.
8. Система оценивания
В документе применяются следующие подходы к оценке:
✓ Для тестов: коэффициент усвоения (Ky = A/P) или шкала «количество правильных ответов — оценка».
✓ Для практических, лабораторных, курсовых работ: комплексная оценка, включающая соответствие заданию, качество выполнения, правильность расчётов, обоснованность решений, качество защиты.
✓ Для квалификационного экзамена: бинарное решение («освоен / не освоен») с обязательным подтверждением всех профессиональных компетенций.
9. Учебно-методическое обеспечение
В документе приведены списки основной и дополнительной литературы, интернет-ресурсов, методических указаний по всем видам работ (практическим, лабораторным, самостоятельным, курсовому проектированию, разработке презентаций), а также ГОСТы и каталоги приборов КИПиА.

Подробнее

2. Структурные элементы курсового проекта (работы)
Курсовой проект (работа) состоит из двух частей:
✓ Расчётно-пояснительная записка — текстовый документ, излагающий проблему, содержание разработки, расчёты и выводы. Объём — не менее 40 листов печатного текста.
✓ Графическая часть — чертежи основного и вспомогательного технологического оборудования, технологических схем, выполняемые на листах формата А1 в соответствии с ЕСКД.
✓ Для курсовой работы допускается замена графической части презентацией (минимальное количество слайдов — 12).
3. Структура пояснительной записки
Документы в записке располагаются в строгой последовательности:
✓ Титульный лист — первая страница, оформляется по установленной форме (Приложение 1).
✓ Индивидуальное задание — утверждённый бланк с темой, исходными данными и сроками выполнения (Приложение 2).
✓ Содержание — перечень всех разделов, подразделов, пунктов с указанием номеров страниц. Основная надпись выполняется по форме 2 ГОСТ 2.104 (40×185 мм).
✓ Введение — оценка современного состояния проблемы, актуальность, новизна, исходные данные, цель работы.
✓ Основная часть — разделы, предусмотренные заданием. Включает: выбор направления исследований, теоретические и/или экспериментальные исследования, обобщение и оценку результатов.
✓ Заключение — краткие выводы, оценка полноты решения задач, технико-экономическая эффективность, рекомендации по внедрению.
✓ Список использованных источников — оформляется по ГОСТ 7.1.
✓ Приложения — вспомогательные материалы (промежуточные расчёты, таблицы, протоколы, инструкции, иллюстрации).
✓ Отзыв руководителя — для курсового проекта (работы).
✓ Рецензия — для дипломного проекта (работы).
4. Требования к содержанию разделов
4.1. Введение должно содержать:
✓ Оценку современного состояния проблемы.
✓ Обоснование необходимости проведения работы.
✓ Сведения о планируемом научно-техническом уровне разработки.
✓ Актуальность и новизну темы, связь с другими исследованиями.
4.2. Основная часть включает:
✓ Выбор направления исследований (обоснование методов решения задач).
✓ Теоретические и экспериментальные исследования (описание методов расчёта, принципов действия объектов, их характеристик).
✓ Обобщение и оценку результатов (полнота решения, достоверность, сравнение с аналогами).
4.3. Заключение содержит:
✓ Краткие выводы по результатам работы.
✓ Оценку полноты решения поставленных задач.
✓ Рекомендации по использованию результатов.
✓ Технико-экономическую эффективность внедрения.
✓ Оценку научно-технического уровня.
5. Общие требования к оформлению
5.1. Текст документа
✓ Формат бумаги — А4.
✓ Рамка: отступ от левого края — 20 мм, от остальных — 5 мм.
✓ Шрифт — Times New Roman, размер 14, межстрочный интервал 1,5.
✓ Выравнивание — по ширине.
✓ Заголовки разделов — заглавными буквами, полужирным шрифтом, по центру, без точки в конце.
✓ Заголовки подразделов — с абзаца, строчными буквами (кроме первой заглавной).
✓ Каждый раздел начинается с новой страницы.
5.2. Нумерация
✓ Разделы и подразделы нумеруются арабскими цифрами.
✓ Формулы нумеруются в пределах раздела (например, (2.2)).
✓ Таблицы и рисунки имеют сквозную нумерацию.
5.3. Формулы
✓ Располагаются отдельной строкой, выравниваются по центру или от левого края.
✓ Номер ставится справа в круглых скобках.
✓ Расшифровка начинается со слов: «где», с указанием размерности.
5.4. Таблицы
✓ Заголовок — по центру, без точки в конце.
✓ Над правым верхним углом — надпись «Таблица» с номером.
✓ Не допускаются пустые графы.
✓ Шрифт в таблицах — от 8 до 14.
5.5. Иллюстрации (рисунки, схемы)
✓ Нумеруются сквозной нумерацией (например, Рис. 1).
✓ Подрисуночная подпись включает: сокращённое обозначение «Рис.», порядковый номер и тематическое название.
✓ Точка в конце подрисуночной подписи не ставится.
5.6. Приложения
✓ Располагаются после списка литературы, отделяются листом с надписью «ПРИЛОЖЕНИЯ».
✓ Каждое приложение имеет номер (без знака №).
✓ В тексте даётся ссылка: (Приложение 3).
6. Графическая часть
✓ Выполняется на листах формата А1 (594 × 841 мм) на чертёжной бумаге.
✓ Каждый лист имеет основную надпись (угловой штамп) по ГОСТ 2.104-68.
✓ На технологических документах основная надпись выполняется по образцу ЕСТД.
✓ Текст на чертежах — только чертёжным шрифтом.
✓ В левом верхнем углу формата А1 — дополнительный угловой штамп 14 × 70 мм.
7. Оформление списка литературы и ссылок
7.1. Структура списка
Нормативно-правовые акты (в обратнохронологическом порядке).
Научная и учебная литература (в алфавитном порядке).
Справочная литература.
Иностранная литература (на языке оригинала).
Библиографические указатели.
Электронные ресурсы.
7.2. Ссылки в тексте
✓ Внутритекстовые — в круглых скобках после цитаты.
✓ Подстрочные — внизу страницы под чертой, с указанием полного описания источника и страницы.
✓ Первичная ссылка: Фамилия И.О. автора. Название. — Место, год. — С. цитаты.
✓ Повторная ссылка: Фамилия И.О. Указ. соч. — С. или Там же. — С.
8. Критерии оценки курсового проекта (работы)
Оценка складывается из двух составляющих:
8.1. Оценка качества выполненного продукта
✓ Соответствие заданию, целям и задачам.
✓ Соответствие требованиям к содержанию и оформлению.
✓ Правильность расчётов и графических материалов.
✓ Обоснованность выбора технологических решений, приборов, методов.
✓ Глубина проработки вопросов безопасности и экологии.
✓ Полнота технико-экономических расчётов.
8.2. Оценка процесса защиты
✓ Соответствие доклада плану (введение, основное содержание, заключение).
✓ Соблюдение регламента.
✓ Логичность, связность, литературный язык.
✓ Глубина понимания материала.
✓ Ответы на вопросы (точность, аргументированность).
✓ Качество презентации.
9. Требования к отзыву руководителя и рецензии
Отзыв руководителя (для курсового проекта/работы) должен содержать:
✓ Актуальность темы.
✓ Соответствие задания.
✓ Полноту и глубину решения.
✓ Уровень теоретической подготовки, инициативность, самостоятельность.
✓ Правильность расчётов и графики.
✓ Стиль записки.
✓ Недостатки.
✓ Общую оценку (отлично, хорошо, удовлетворительно).
Рецензия на дипломный проект (работу) составляется внешним рецензентом по аналогичной структуре.
10. Примеры оформления
В приложениях к методическим указаниям приведены образцы:
✓ Титульного листа.
✓ Бланка задания на проектирование.
✓ Листа содержания.
✓ Основных надписей (штампов) для текстовых и графических документов.
✓ Оформления таблиц, формул, рисунков.
✓ Библиографического описания источников.
✓ Формы отзыва и рецензии.
Также даны рекомендации по составлению презентаций к защите курсовых работ.

Подробнее

2. Перечень лабораторных работ (общий объём — 18 часов)
Практикум включает 6 работ, последовательно охватывающих основные темы модуля:
✓ Работа № 1 (2 часа): Кулонометрический метод анализа — определение нормальности раствора тиосульфата натрия методом кулонометрического титрования.
✓ Работа № 2 (4 часа): Определение выхода по току при электроосаждении металла (цинка) с расчётом технико-экономических показателей.
✓ Работа № 3 (4 часа): Исследование рассеивающей способности электролита — расчёт распределения тока по формуле T = (K − mб/mд) / K × 100%.
✓ Работа № 4 (2 часа): Определение выхода по току при выделении водорода — изучение водородного перенапряжения и расчёт выхода по току газа.
✓ Работа № 5 (2 часа): Исследование анодных процессов — оксидирование (анодная обработка поверхности стали).
✓ Работа № 6 (2 часа): Контроль качества сточных производственных вод — фотоколориметрическое определение концентрации ионов меди.
3. Техническое содержание работ
3.1. Лабораторная работа № 1. Кулонометрический метод анализа
✓ Сущность метода: на аноде титрационной ванны образуется йод по реакции 2J⁻ − 2e = J₂, который затем титрует раствор Na₂S₂O₃.
✓ Оснащение: медный кулонометр, титрационная ванна с 0,5 н раствором KJ, выпрямитель В24, миллиамперметр на 25 мА.
✓ Расчёты: по массе меди, выделившейся в кулонометре, определяется количество электричества (C), затем по закону Фарадея — масса йода и концентрация Na₂S₂O₃.
3.2. Лабораторная работа № 2. Определение выхода по току при электроосаждении металла
✓ Процесс: электроосаждение цинка из сульфатного электролита (ZnSO₄·7H₂O 575 г/л, Al₂(SO₄)₃ 25 г/л) при pH 3,8, температуре 40°C, плотности тока 5000 А/м².
✓ Расчёты: выход по току цинка (Ат) = mпракт / mтеор × 100%; выход по энергии (Аэ) = Этеор / Эпракт × 100%.
✓ Технико-экономические показатели: рассчитываются электрохимический эквивалент, теоретическое напряжение разложения, фактический расход электроэнергии.
3.3. Лабораторная работа № 3. Исследование рассеивающей способности электролита
✓ Сущность: рассеивающая способность — способность электролита давать равномерные по толщине гальванические осадки на профилированных катодах.
✓ Расчёт: T = (K − mб/mд) / K × 100%, где K — первичное распределение тока, mб и mд — массы меди на ближнем и дальнем катодах.
✓ Факторы, улучшающие рассеивающую способность: увеличение катодной поляризации, улучшение электропроводности, повторение формы катода анодом, применение защитных экранов.
3.4. Лабораторная работа № 4. Определение выхода по току при выделении водорода
✓ Процесс: электролиз 15–20% раствора NaOH с железными электродами; водород собирается в газовую бюретку.
✓ Стадии катодного процесса: диффузия H⁺ → адсорбция → разряд (Н⁺ + e = Н) → рекомбинация (Н + Н = Н₂).
✓ Расчёт выхода по току: масса практическая водорода определяется по уравнению Менделеева-Клапейрона (m = PVM/RT), масса теоретическая — по закону Фарадея (m = q·C).
3.5. Лабораторная работа № 5. Исследование анодных процессов
✓ Процесс: анодное оксидирование стали в щелочном растворе (NaOH 350 г/л) при плотности тока 3 А/дм², температуре 60°C.
✓ Цель: изучение анодных процессов при формировании оксидных покрытий на стали.
✓ Предварительная подготовка: обработка деталей в 5% растворе K₂Cr₂O₇ при 45°C.
3.6. Лабораторная работа № 6. Контроль качества сточных вод
✓ Метод: фотоколориметрическое определение меди по реакции с аммиаком: Cu²⁺ + 4NH₄OH = [Cu(NH₃)₄]²⁺ + 4H₂O (образование комплексного иона интенсивно синего цвета).
✓ Оборудование: фотоэлектрический колориметр КФК-3, аналитические весы, мерные колбы.
✓ Порядок работы: приготовление стандартных растворов → построение калибровочной кривой (оптическая плотность — концентрация) → измерение оптической плотности исследуемого раствора → определение концентрации Cu²⁺ по графику → расчёт процентного содержания меди в образце.
4. Требования безопасности труда
Для каждой лабораторной работы предусмотрены обязательные меры безопасности:
✓ Набирать растворы пипеткой только с резиновой грушей.
✓ Работать с электролитами аккуратно (возможны ожоги кислотами и щелочами).
✓ Включать выпрямитель без разрешения преподавателя запрещено!
✓ Во время электролиза запрещается прикасаться к проводам.
✓ Порядок выключения выпрямителя: реостат в крайнее левое положение → тумблер вниз.
✓ При попадании кислоты на кожу — немедленно промыть водой.
✓ При работе с аммиаком и органическими растворителями — использовать вытяжной шкаф и резиновые перчатки.
5. Структура и оформление отчёта
Отчёт по каждой лабораторной работе должен содержать:
✓ Номер, тему и цель работы.
✓ Краткие теоретические сведения по исследуемому процессу.
✓ Описание хода работы с указанием режимов электролиза (плотность тока, температура, pH, время).
✓ Результаты измерений и расчётов в виде таблиц.
✓ Графики (калибровочные кривые, зависимости).
✓ Выводы по работе (анализ полученных результатов).
✓ Ответы на контрольные вопросы.
6. Список рекомендуемой литературы
В документе приведены основные и дополнительные источники, включая:
✓ Учебники по основам электрохимии (Кубасов, Зарецкий) и сборники задач (Флёров).
✓ Справочники по гальванотехнике, электрохимической технологии, оборудованию цехов.
✓ Учебные пособия по гидроэлектрометаллургии, электролизу расплавленных сред.
✓ Нормативно-техническую документацию (ГОСТы и ТУ).
✓ Электронные ресурсы (библиотеки, учебники, каталоги приборов КИПиА).

Подробнее

✓ Вариант задания определяется по алфавитной системе (по фамилии, имени, отчеству).
✓ Отчёт по каждой работе включает: тему, цель, ход выполнения, расчёты (при необходимости), ответы на контрольные вопросы и выводы.
2. Перечень практических работ по МДК 02.01 (52 работы)
Практикум охватывает следующие тематические блоки:
2.1. Законы электролиза и показатели процесса (работы № 1–5):
✓ Решение задач на законы Фарадея (расчёт массы веществ, силы тока, электрохимических эквивалентов).
✓ Определение количества электричества с помощью весового медного кулонометра.
✓ Анализ баланса напряжения электролиза воды (расчёт удельного расхода электроэнергии).
✓ Расчёт выхода по току и расхода электроэнергии при электролизе.
2.2. Электролиз воды и растворов (работы № 5–10):
✓ Расчёт количества веществ, полученных и разложившихся при электролизе воды.
✓ Анализ материального и теплового баланса электролиза воды.
✓ Расчёт количества веществ при электролизе раствора хлорида натрия (водород, хлор, щёлочь).
✓ Определение показателей режима электролиза по тепловой диаграмме.
✓ Расчёт количества веществ при электролизе серной кислоты (пероксидсерная кислота).
2.3. Гидроэлектрометаллургия (работы № 11–12):
✓ Расчёт количества веществ при электрорафинировании меди.
✓ Расчёт количества веществ при электроэкстракции цинка.
2.4. Электролиз расплавленных сред (работы № 13–14):
✓ Расчёт количества веществ при электролизе криолито-глинозёмного расплава (алюминий).
✓ Расчёт производительности по натрию и хлору при электролизе расплава NaCl.
2.5. Гальванотехника (работа № 15):
✓ Решение задач по гальванотехнике (расчёт толщины покрытия, выхода по току, расхода материалов).
2.6. Автоматизация процессов получения водорода, кислорода, хлора, пероксида водорода (работы № 16–37):
✓ Разработка функциональных схем автоматизации (ФСА) процессов электролиза воды, получения пероксида водорода, электролиза хлорида натрия.
✓ Выбор и обоснование приборов и средств автоматизации (составление спецификаций).
✓ Расчёт технико-экономических показателей (фонд времени, производительность, количество оборудования, расход электроэнергии, производственная площадь, вентиляция, освещение).
✓ Анализ таблицы отклонений от режима электролиза хлора и щёлочи.
✓ Разработка технологических схем подготовки сырья, очистки рассола, обработки хлора (охлаждение, осушка, перекачка), выпаривания щёлоков.
✓ Изучение инструкции по охране труда для аппаратчика электролизной установки.
2.7. Гальванические процессы (работы № 40–52):
✓ Выбор вида и толщины покрытия, обоснование выбора.
✓ Расчёт площади покрываемой детали.
✓ Подбор материалов и химикатов для подготовки поверхности.
✓ Изучение характеристик анодов.
✓ Расчёт параметров режима покрытия и числа ванн.
✓ Разработка ФСА процесса хромирования.
✓ Выбор приборов и средств автоматизации.
✓ Разработка вопросов контроля производства и качества покрытия.
✓ Изучение типовой инструкции по охране труда для гальваника.
✓ Оценка экологической опасности гальванических растворов.
✓ Выбор методов очистки сточных вод.
✓ Разработка мероприятий по снижению экологической опасности.
✓ Анализ материального баланса бессточных операций покрытия.
3. Перечень практических работ по МДК 02.02 (25 работ)
Практикум охватывает производство свинцово-кислотных аккумуляторов:
✓ Работы № 1–4: Изучение ГОСТа свинцовых батарей; расчёт активных масс, массы пластин, выводных штырей, габаритных размеров и удельных характеристик АКБ.
✓ Работа № 5: Разработка технологической схемы производства свинцовых АКБ (сравнение схем с формированием в баках и блочным формированием).
✓ Работы № 6–8: Чтение ФСА процесса литья токоотводов; выбор приборов и средств автоматизации; расчёт технико-экономических показателей.
✓ Работы № 9–11: Разработка технологической схемы получения свинцового порошка из расплава; чтение ФСА; расчёт ТЭП.
✓ Работа № 12: Расчёты по приготовлению электролитов для производства свинцовых батарей.
✓ Работы № 13–15: Разработка технологической схемы приготовления паст; разработка ФСА; выбор приборов; расчёт ТЭП.
✓ Работы № 16–18: Разработка ФСА процесса пастирования высечной ленты; выбор приборов; расчёт ТЭП.
✓ Работы № 19–20: Разработка схемы автоматизации установки экструзии; выбор приборов.
✓ Работы № 21–22: Разработка ФСА процесса сборки; выбор приборов; расчёт ТЭП.
✓ Работы № 23–25: Разработка ФСА процесса формирования; выбор приборов; расчёт ТЭП.
4. Техническое содержание ключевых работ
4.1. Решение задач на законы электролиза (работа № 1):
✓ Используется объединённый закон Фарадея: m = (M / nF) · J · t · A.
✓ Рассчитываются электрохимические эквиваленты металлов и газов.
✓ Учитывается выход по току (отношение фактической массы к теоретической).
4.2. Расчёт технико-экономических показателей (работы № 18–20, 24–25, 29, 33, 39, 44, 52 и др.):
✓ Фонд времени: Тоб = Ткал × 24 × К (К = 0,95–0,97).
✓ Действительная программа: Nдейств = Nзад + (Nзад × L / 100).
✓ Количество оборудования: n = Nдейств / (Тоб × Пр).
✓ Коэффициент загрузки: Кзаг = (nрасч / nприн) × 100%.
✓ Расход электроэнергии: W = (Nуст × Тоб × Кзаг.ср) / (ηкпд × η).
✓ Удельный расход материалов: рассчитывается по нормам расхода на единицу продукции.
4.3. Разработка функциональных схем автоматизации (работы № 16, 22, 27, 31, 35, 38, 45, 46, 50, 52 и др.):
✓ ФСА — основной технический документ, определяющий структуру и характер автоматизации.
✓ На схеме изображаются технологическое оборудование, коммуникации, приборы и средства автоматизации.
✓ Описание схемы включает: краткое описание процесса, позиции оборудования, расшифровку условных обозначений приборов.
✓ Выбор приборов обосновывается с учётом агрессивности среды, диапазона измерений, класса точности, согласованности выходных сигналов.
4.4. Расчёт параметров гальванического покрытия (работа № 44):
✓ Основное время покрытия: τ₁ = (a · ρ · 1000 · 60) / (Dк · c · η).
✓ Расчёт числа ванн: n = (Pдейств · τ) / (60 · Тоб · y), где y — загрузка одной ванны.
✓ Расчёт годовой программы с учётом брака: Pгод = Pзад + (a · Pзад / 100).
4.5. Расчёт активных масс и габаритов АКБ (работы № 2–4 по МДК 02.02):
✓ Масса активных веществ рассчитывается по закону Фарадея с учётом коэффициента использования.
✓ Габаритные размеры: ширина = ширина пластины + зазор; длина = размер блока + перегородки; высота = высота пластины с ушком + борн + крышка.
✓ Удельные характеристики: Cm = C / m (А·ч/кг), Cv = C / V (А·ч/дм³), Эm = Э / m (Вт·ч/кг), Эv = Э / V (Вт·ч/дм³).
4.6. Оценка экологической опасности гальванопроизводства (работа № 49):
✓ Экологический критерий: ЭК = (C₀ / ПДК) × (q / Q) × (1 − α).
✓ Чем больше ЭК, тем выше экологическая опасность.
✓ Снижение воздействия достигается: снижением С₀/ПДК, рационализацией водопотребления (q/Q), повышением эффективности очистки (α).
4.7. Мероприятия по снижению экологической опасности (работа № 51):
✓ Замена токсичных электролитов на менее токсичные.
✓ Сокращение водопотребления (многоступенчатая противоточная промывка).
✓ Сокращение выноса раствора (выдержка над ванной, обдув, встряхивание).
✓ Использование ванн улавливания.
✓ Многократное использование промывной воды.
✓ Внедрение бессточных операций (с несколькими ваннами улавливания).
5. Критерии оценивания
Для практических работ применяются следующие критерии:
✓ Оценка «5»: работа выполнена самостоятельно, проведён анализ, сделан вывод, задание выполнено чётко, аккуратно и в срок.
✓ Оценка «4»: работа выполнена самостоятельно, допущены незначительные ошибки в расчётах или недостаточно полно раскрыты вопросы; в процессе беседы даёт необходимые пояснения.
✓ Оценка «3»: работа выполнена с низкой самостоятельностью, допущены значительные ошибки в расчётах или не раскрыты вопросы; в процессе беседы не даёт необходимых пояснений.
Оценка складывается из:
✓ Соответствия отчёта требованиям к содержанию и оформлению.
✓ Соответствия целям и задачам работы.
✓ Точности, правильности и скорости расчётов.
✓ Своевременности выполнения и сдачи.
✓ Обоснованности выбора методов и решений.
✓ Точности и правильности ответов на контрольные вопросы.
6. Информационное обеспечение
В документе приведены обширные списки основной и дополнительной литературы, включая:
✓ Учебники по электрохимической технологии (Зарецкий, Сучков, Животинский).
✓ Учебники по технологии электрохимических покрытий (Дасоян, Пальмская).
✓ Справочники по гальванотехнике и химическим источникам тока.
✓ ГОСТы на свинцовые батареи и гальванические покрытия.
✓ Каталоги приборов и средств автоматизации (Метран, Роузмаунт).
✓ Электронные ресурсы (электронные библиотеки, каталоги, учебные пособия).