礦物加工技術范文

時間:2023-03-27 23:41:13

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礦物加工技術

篇1

關鍵詞:礦物 加工 技術

所謂現代測試技術,一般是指用現代分析測試儀器對物質的成分、結構、表面特征以及各種理化性能測試的技術。根據測試內容可以分為三大方面:結構分析現代測試技術、成分分析現代分析測試技術、理化性能現代測試技術。礦物加工工程學科是根據自然界礦物原料性質的差異,運用物理、化學、物理化學和生物化學的原理和方法對礦物資源進行加工和綜合利用的學科。礦物加工學科涵蓋選礦工程、資源綜合利用、礦物材料、粉體工程及礦物深加工和精加工(如潔凈煤技術、礦物金屬化直接還原技術、礦物改性和復合加工)等多項工程學科領域。隨著研究的深入進行,對現代分析測試技術的需求愈來愈迫切。

一、掃描電鏡(SEM)測試技術

掃描電鏡的工作原理是以入射電子為激發源,在材料表面進行掃描,同時同步探測入射電子和研究對象相互作用后從樣品表面散射出來的電子和光子。獲得相應材料的表面形貌和成分分析。從材料表面散射出來的二次電子的能量一般低于50eV,其大多數的能量約在2~3 ev。因為二次電子的能量較低,只有樣品表面產生的二次電子才能跑出表面,逃逸深度只有幾個納米,所以常用來觀察材料的表面形貌。在煤氣化方面,運用掃描電鏡對不同制焦溫度制得的煤焦進行觀察發現:由于制焦溫度的提高,礦物質從初始的隨機分散分布發展到呈團聚分布,從小簇礦物質微團演變成大顆粒團,從而得出結論:高溫下灰份的熔融使礦物質的催化作用減弱,使氣化活性相應下降,從而成為對煤焦氣化速率造成影響的最重要的原因之一。在煤的燃燒方面,通過掃描電鏡觀察分析燃燒后煤粉殘碳顆粒的形態和孔隙結構。研究煤粉的燃燒過程、燃燒程度及不同工藝條件下、不同催化劑對燃燒效果的影響,從而研究粉煤燃燒機理,研究催化劑對煤粉燃燒特性的影響。在型煤研究方面,通過掃描電鏡對無機粘結劑工業型煤微觀結構進行研究發現。煤粒表面及孔隙間均有大量的粘結劑水化形成的凝膠體和各種形態的結晶體,由于各種形態的晶體相互交插,連接形成晶體網絡,可以將煤粒牢固地粘結在一起。因而得出結論:型煤強度與其微觀結構有著密切的關系;凝膠體分布越均勻,晶體越發育,型煤強度越高。利用掃描電鏡,連同能譜分析、x射線分析等現代測試技術,研究了型煤燃燒時,添加鐵、硅、鍶等以鈣為主的幾種固硫劑后,灰渣的物相變化及硫的走向。從微觀形態、化學組成和結構3個方面入手,研究了固硫機理,結果表明,鈣系化合物在型煤燃燒時,煤中的硫以硫酸鈣的形式進人渣中;硫酸鈣被高熔點硅酸鹽礦物所包裹是高溫下硫酸鈣不易分解的重要原因。而碳酸鍶的添加,不僅使硫形成硫酸鈣和硫酸鍶,還形成一種在高溫下難以分解的復合相,大大提高了固硫率。在選礦方面,應用掃描電鏡及x射線衍射分析了黃鐵礦的表面氧化產物。研究了黃鐵礦表面氧化機理及黃鐵礦表面狀態對煤浮選脫硫的影響。碳素材料是煤加工利用領域的重要組成部分。碳納米管,作為一種新奇的納米碳素材料,近年來在中國取得令人矚目的進展。通過掃描電鏡。觀察到大量的一團團棉絮一樣的纖維狀碳納米管,從而證實了使用優質煙煤,采用電弧等離子體法可制備碳納米材料。

篇2

1.1現代產業發展與非金屬礦物材料及環境保護密切相關

傳統產業的技術進步或技術改造與非金屬礦物材料密切相關,而且節能降耗是現代化產業發展的主要趨勢之一,現代產業化的發展迫切需要非金屬礦物的開發加工,與此同時也需要協調好生態環境的保護力度。非金屬礦產物的深加工技術對于現代新興產業發展具有促進作用而且提出了發展非金屬礦物深加工技術的方向和措施,例如許多非金屬礦物,硅藻土、珍珠巖等加工后具有較高的活性及選擇性吸附的特性;膨潤土、沸石、石墨、石棉等都與航空航天技術及生物技術有關;云母、金紅石、滑石等與信息技術及產業有關;現代的高技術及環境保護等均與非金屬礦物密切相關。

1.2我國的非金屬礦物加工與環境保護形式嚴峻

我國非金屬礦物的種類繁多,而其中有一部分的非金屬礦物本身或者是經過加工處理后而具有適合用于環保材料的性質,再者,我國的非金屬礦物的儲藏量非常豐富,價格也比較低廉,它具有處理效果好、投資少以及重復使用的一系列優點,所以受到各個開發商的青睞并且投入了大量的資金進行開發加工非金屬礦物。包括我國在內的世界上許多國家對非金屬礦物的開發都格外的重視,這就在一定程度上導致了對我國非金屬礦物的過度開發與利用,不注重保護環境質量,造成了對于水體以及空氣土壤等的不科學合理污染。因此,我國的非金屬礦物加工與環境保護的現狀在經濟飛速發展的同時也曰益嚴峻,遭受著挑戰,需要迫待解決。

2.我國非金屬礦物加工與環境保護的關系

我國非金屬礦物加工與環境保護的關系是對立統一、相互依存、相輔相成的。相關的企業單位在進行非金屬礦物加工的同時也要兼顧生態環境的保護,二者缺一不可,如果一味的只對于非金屬礦物無節制的開發、加工與利用而忽視了環境的保護,那么經濟的發展只是短暫的繁榮并不能夠得到長遠的發展。非金屬礦物加工的發展對于我國經濟發展具有重大的影響意義,我國未來非金屬礦物開發加工的發展將以全面提升非金屬礦物材料的功能或者是應用性能為s的,以環境保護為導向,以高效綜合利用和清潔生產為宗旨,注重環境保護與非金屬礦物加工的充分結合、齊頭并進,從而為我國經濟的可持續發展提供源源不斷的不竭動力。

3.我國非金屬礦物加工運用的科學技術與設備

我國現代的高新技術、高科技設備、新材料產業以及環境保護等都與非金屬礦物材料的開發利用有著密切的聯系。我國非金屬礦物加工運用的科學技術與設備主要分為粉碎技術與設備、分級技術與設備、表面改性技術、干燥技術與設備、造粒技術與設備、材料復合技術。非金屬礦物加工主要是指憑借一定的技術設備與工藝而制造出滿足市場需求的具有一定粒度大小和物理化學性質等性能的功能性產品。

我國生產的超細粉碎設備基本與國外的相當,但是其技術研究的起步比較晚,基礎較為薄弱且發展層次良莠不齊,超細粉碎設備仍然存在一系列的問題;控制產品粒度處于所需的分布范圍內,使得混合粉料中粒度已經達到要求的產品及時地被分離出去;表面改性工藝依據表面改性的方法與設備及粉刷制備方法而異;干燥是用熱能將濕物料中的濕分氣化為蒸氣,再利用抽吸或氣流將蒸氣移走而達到去濕的操作;對于粉狀產品進行造粒的深度加工,不僅有利于滿足生產工藝的需求,而且有利于降低粉塵污染以改善勞動操作條件;復合材料的成型方法按照基本材料不同各異,各種材料在性能上相互取長補短進而產生協同效應,讓復合材料的綜合性能優于原組成材料而滿足各種不同的要求。

4.我國非金屬礦物在環保工程中開發與應用所存在的問題

4.1非金屬礦物環保材料應用的范圍較窄

我國的礦物研究人員對于非金屬礦物在環保工程中的開發與應用做了大量的工作,也取得了一系列的貢獻與成就,但是也把我國在這一領域中存在的許多問題反映了出來。工程化轉化不高、非金屬礦物環保材料應用的范圍較窄等缺點,要把這些實驗室的研究成果成功的應用于實際工業生產中。我國的許多非金屬礦環保材料更多的是利用非金屬礦的原礦或對原礦進行簡單的初級加工,這是與非金屬礦物深加工領域的技術水平不高等原因有關,拓寬非金屬礦物環保材料應用的范圍仍然有很長的一段路要走,進而改進非金屬礦物環保材料應用范圍窄的特點。

4.2非金屬礦物的產品檔次不高且品種單一

非金屬礦物的產品檔次低使得許多礦物資源不能最大限度地發揮功效,而且還會造成資源的浪費,在一些重要領域中的應用處理還未見有更多的新的研究成果。要想改善非金屬礦物的產品檔次不高與品種單一的現狀就要提高非金屬礦物的加工技術,使得我國的非金屬礦物開發與利用朝著設備大型化、加工精細化、產品功能化的方向進一步前進。只有功能明確且滿足相關應用領域技術進步和產業發展要求與環保要求的非金屬礦物才能夠贏得穩定的市場,避免非金屬礦物資源的主觀浪費,節約礦產資源與保護環境,促進經濟的快速發展進步。

5.改進提高非金屬礦物加工與環境保護的措施

①在非金屬礦物存放方面。非金屬礦物的種類繁多且數量不一,_將大量礦樣堆積在一起給翻找造成了困難且容易造成粉塵污染,若將它們分類存放就能節省空間,便于查找礦群進而減少粉塵造成的環境污染。②在環境保護意識培養方面。隨時隨地進行非金屬礦物環保的宣傳與教育工作,使得公眾從內心深處意識到礦物加工這一過程產生的廢棄物不利于環境;使用設備之前要牢固掌握操作規程以避免發生傷害事故,建立健全嚴格的監管體系。③在非金屬礦產物實驗室的布置安排方面。為了方便及時將實驗室過程中所產生的有害氣體排出室外,就必須要對非金屬礦產物實驗室的布置安排科學合理。可以把大型重型設備統一安放在一樓實驗室,在單個的實驗室內部盡可能完成一個相對獨立的工作內容。④在化學藥品使用方面。因為在礦物加工實驗這一過程中結合使用的化學藥品會產生有毒氣體,所以要對于有毒藥品進行嚴格的分級管理,需要按時按量使用,進而減少對人體及環境造成的危害。

6.結束語

綜上所述,人們在享受著社會經濟發展帶來的新產品、新物質的同時,其所賴以生存的生態環境狀況卻日益惡化,不合理的非金屬礦物加工導致的環境惡化問題已經成為現代社會

普遍關注的重大問題之一。目前我國的自然生態環境破壞與污染十分嚴重,其發展趨勢尚未得到有效的控制,一些傳統的環保工藝及環保材料已經不能有效的解決大量的需求,所以非金屬礦物環保材料在環保工程中有著廣泛的應用前景。但是我國非金屬礦物在環保工程中開發與應用仍然存在許多的問題,因此探究非金屬加工及環境之間的問題具有指導性的意義。希望在開發與加工非金屬的同時要兼顧對水體、空氣、土壤等環境因素的污染治理與保護,促進我國環境質量的改善與經濟的迅猛健康發展。

篇3

關鍵詞:套建增層 框架結構 施工技術

Abstract: This article from the general, general provisions, structure, material selection, limit value of axial compression ratio of column and beam section, the other 6 aspects of the outer-jacketing prestressed concrete frame structure building design and construction methods, and also analyzed the domestic and foreign increasing layer engineering practice, for the existing building with prestressed concrete frame of outer-jacketing reference.

Key words: outer-jacketing frame structure; construction technology;

中圖分類號:TU3 文獻標識碼:A文章編碼:

1.引言

框架結構房屋套建增層,不但可使土地上房屋容積率增大幾倍到十幾倍,達到有效利用國土資源的目的,而且可使房屋的造型與周圍新建房屋相協調,達到對既有房屋進行現代化改造的目的,提升城市現代化的整體水平。

我國雖然開展了一些既有房屋的套建增層實踐,但系統的理論與試驗研究尚需進一步深入。例如,東南大學宋健闡述了外套框架加層設計的一些基本要求并給出了外套一支撐框架加層結構、外套框架一剪力墻加層結構、外套框架一舊框架短梁連接加層結構彈性設計方法和施工方法。

另外,四川省建筑科學研究院主持編制了《磚混結構房屋加層技術規范》(CECS78:96)。在該規范中論述了加層的基本原則、直接加層法和外套結構加層法等內容。其中外套結構加層法中論述了可采用的幾種結構體系:如可采用在原房屋外套“底層框架一剪力墻,上部各層為磚混結構”、“底層框架一剪力墻,上部各層為框架結構”、“底層及上部各層均為框架結構”等,并對外套結構房屋總高度和總層數進行了限制。但所提限值是根據全國各地已建成的分離式加層結構的實踐經驗并參考相關規范而制定的,沒有可靠的理論依據。

2.套建增層預應力混凝土框架結構房屋設計與施工建議

2.1總則

為了在預應力混凝土框架套建增層結構設計中貫徹國家的技術經濟政策,做到技術先進,安全適用,經濟合理,確保質量,提出本方案。

2.2一般規定

(1)對既有房屋進行套建增層改造必須在充分論證的基礎上進行。

(2)對既有房屋進行套建增層改造原則上應能保證在套建增層施工過程中原房屋的正常使用。

(3)對既有房屋進行套建增層改造應盡可能實現結構受力與施工措施的一體化。

(4)經套建增層改造的房屋結構的安全性、耐久性和適用性原則上不低于現行設計標準。

2.3結構型式

(1)套建增層預應力混凝土框架柱仍可采用普通鋼筋混凝土框架柱。

(2)套建增層結構一層頂框架梁采用內置鋼析架預應力混凝土組合框架梁,通過在(預應力)鋼桁架下側掛底模,并以底模為支承設置側模,來實現在澆筑混凝土過程中由(預應力)鋼桁架承擔梁自重和施工荷載。待混凝土達到設計強度等級值的75%以上時,張拉梁體內曲線布置的預應力筋,形成預應力鋼析架一混凝土組合框架梁。

(3)框架節點仍按普通預應力混凝土框架節點對待。

(4)套建增層結構一層頂的次梁采用內置鋼箱——混凝土組合梁,內置鋼箱可由二槽鋼對焊而成。通過在鋼箱下側掛底模,并以底模為支承設側模來實現施工過程中由鋼箱來承擔次梁自重和施工荷載,在使用階段內置鋼箱與其鋼筋混凝土以組合梁的形式開展工作。

(5)板為普通混凝土板,但垂直于次梁內置鋼箱焊接槽鋼作主楞,在主楞上布置木方作次楞,在次楞上鋪放板底模,這樣在施工過程中板的荷載直接傳給次梁。

2.4材料選擇

(1)套建增層預應力混凝土框架結構房屋的材料選擇原則上與新建預應力混凝土框架結構房屋相同。

(2)新增套建增層結構一層頂的內置鋼析架與鋼箱用型鋼及焊縫用焊條應符合《鋼結構設計規范》(CB50017一2003)的要求。

2.5柱軸壓比限值與梁板截面尺寸選擇

(1)關于套建增層框架抗震構造等級的劃分原則上與新建房屋用預應力混凝土框架相同,但對于8度抗震設防區處于11類、111類場地土的套建增層預應力混凝土框架結構房屋,當新增套建結構底層結構層高為7.0m、7.5m,上部套建增層層數為2層時,其柱的內力增大系數按一級抗震框架柱取用柱的內力增大系數,相應的梁、柱及節點的抗震構造等級也按一級對待。

(2)套建增層混凝土框架柱的軸壓比應按照下表選用

表1 套建增層混凝土框架柱軸壓比限值

(3)梁板尺寸選擇與新建房屋結構相同

2.6其它

(1)在設計內置鋼析架預應力混凝土組合框架梁和內置鋼箱混凝土組合梁時要合理考慮型鋼的兩階段受力。

(2)次梁的內置鋼箱通過連接焊板與框架梁應有可靠的連接。

(3)框架梁的內置鋼析架及次梁的內置鋼箱的安裝就位應符合《鋼結構工程施工質量驗收規范》(CB50205一2001)的要求。

(4)套建增層預應力混凝土框架的抗震構造等級的劃分應符合上述第61條要求。各抗震構造等級的套建增層預應力混凝土框架應符合《預應力混凝土結構抗震設計規程》(JGJ140一2004)的相關計算要求和構造要求。

3.我國增層工程實踐案例

原紡織工業部辦公樓 (由三層增至五層)。為解決外套框架上剛下柔問題,在原磚混結構局部橫墻處采用鋼筋混凝土夾板墻加固,夾板墻直通到頂,在上部新增樓層變成鋼筋混凝土剪力墻。原樓梯間也采用夾板墻加固,直通頂層形成筒體。通過該方法將增層與對原結構加固有機地結合起來。

陽泉市信托投資公司紅樓加層工程,將四層框架加至十三層。原建筑為4層框架結構房屋,總高度為17.5m,外輪廓尺寸為29m*26.60m,位于陽泉鬧市區。業主要求在建設期間不能影響下部4層商場正常營業。最終方案為在五層和九層設承托轉換層,每個轉換層分別承擔上部3層子框架荷載,每側各設4個巨型柱,周邊采用裙梁相連接,形成框筒體系抗側力結構,并適當增大屋面梁的剛度,從而形成外套巨型框架內部為子框架的結構體系。底層轉換層施工時利用原建筑框架柱和基礎的富余部分承載力,通過簡支在原框架柱上的鋼析架來承托底層轉換層及其子框架的自重及施工荷載。第二個轉換層及子框架的自重及施工荷載通過設置層層支撐傳遞給底層轉換層。

北京市建筑設計研究院設計的北京日報社綜合業務樓接層工程采用了在原四層磚混辦公樓外套建四層的組合框架。原建筑地上四層,地下一層,建筑面積為6150m2。為減輕自重,套建框架結構房屋的主次梁均采用鋼結構。利用原屋面做新增樓層的樓面,以一層主梁托兩層樓蓋。主梁為鋼板組合焊接工字梁,梁高1m。托層梁用I40工字鋼。柱子采用了鋼骨混凝土柱。

鐵道部第四勘測設計院設計的某科研設計大樓加層工程采用在原四層磚混結構房屋外套兩層預應力巨型框架,其巨型框架內含六層子框架。結構剖面其中考慮了分期分批張拉預應力筋及模擬施工過程對結構計算的影響,但針對罕遇地震下的結構性能未涉及。

中南建筑設計院的曾華卿和許敏嘗試將外套鋼筋混凝土空腹析架用于既有房屋套建增層中,其空腹部分作為樓層,可降低層高,減小工程造價,但文中對上剛下柔的空腹析架式框架未考慮抗震設計。

此外,國內其他單位也開展了一定的套建增層工程實踐,這里就不一一列舉。

參考文獻:

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[2]傅學怡.整澆鋼筋混凝土建筑結構抗震設計理念探究—來自臺灣、阪神和阿拉斯加等地震震害的啟示[J].建筑結構.2005,(5).

[3]楊紅,韋峰,白紹良,王珍.柱增強系數取值對鋼筋混凝土抗震框架塑性鉸機構的控制效果[J],工程力學,2005,22(2):155一161.

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關鍵詞:框架結構;房屋建筑;外墻滲漏;施工技術

從框架結構房屋建筑外墻方滲漏的問題上可以看出,現澆混凝土框架結構是比較普遍的。其中以多孔磚和空心磚結構為主。在施工的過程中,施工人員會出現嚴重的誤解,認為非承重墻就是填充墻,因此,在施工的過程中往往會留下嚴重的安全隱患。框架結構的外墻滲漏逐漸成為人們關注的重點和熱點,只有有效地解決外墻滲水問題,才能不斷延長建筑的使用壽命。本篇文章中,筆者主要以具體的工程實例為主,對框架結構建筑外墻滲漏的問題進行分析和研究。

1 工程實例

本工程主要是某高校的公寓樓,總體占地面積為700m2,屬于南北通透。建筑結構主要以框架結構為主,投入使用已有5年。在其外墻處出現了滲漏的現象,而且相應的砌體已經出現了嚴重的變形現象,另外,砂漿結構也出現了擠壓下沉的問題。現如今,施工人員要對外墻滲漏問題進行研究和修復,因此,學生已經搬出此公寓。

2 常見的滲漏部位和原因

2.1 框架梁下部分和砌體的交接位置出現了嚴重的滲漏現象。一般來說,填充墻結構接近梁體和板底部位,如果施工方式沒有嚴格地按照要求來進行,必然會對砂漿結構造成嚴重的擠壓。如果擠壓程度比較嚴重,氣體就會出現嚴重的變形現象。砌體部位會出現裂縫。

2.2 建筑外墻的找平層很容易出現開裂,空鼓以及滲漏的現象。由于施工人員在對找平層進行抹灰施工的過程中,由于規范程度不達標,出現了滲水的現象。這種情況是比較常見的。

2.3 腳手眼滲漏。從這點上看,施工人員在進行外墻抹灰的工作中,由于對腳手眼堵抹方式不科學,或者是堵抹不嚴,造成腳手眼的滲水和開裂的問題。

2.4 建筑陽臺的根部出現了嚴重的滲漏現象。從現澆混凝土陽臺結構上可以看出,其和墻體的連接部分如果受到溫度的影響,必然會出現嚴重的變形現象。不僅造成抹灰層出現嚴重的裂縫,還會出現雨水滲漏的問題。

3 外墻滲漏防治措施

3.1 保證墻體的砌筑質量

有效防止外墻滲漏的主要方式就是保證砌體結構的質量。在實際的施工過程中,工作人員應該保證砌體結構裂縫達到一定的密實程度,不僅如此,還應該避免出現滲水通道現象的出現。

3.1.1 禁止干磚上墻。這一規定可謂是硬性規定,如果采用干磚上墻,磚體必然會吸收砂漿中的水分,砂漿的平整度就會受到嚴重地影響。另外,磚縫處的砂漿也會存在著不飽滿的現象。另外,由于砌體的粘結性相對較差,因此,抗剪程度明顯偏低。在采用磚體進行砌筑的過程中,應該用水澆筑磚體,保證磚體達到一定的濕潤程度就可以應用到施工工程中。

3.1.2 嚴格控制填充墻的沉縮裂縫。如果砌體結構和框架柱之間出現了裂縫的現象,就應該用砂漿填充,并且保證一定的密實程度。框架柱中的拉結筋結構需要完全地砌進到磚縫中。填充墻砌到梁體和板體的底部時,需要留有一定的空隙結構,補砌工程和填充墻的砌筑之間需要間隔一周左右的時間。

3.1.3 采用揉壓法進行砌筑。在砌筑的過程中,采用揉壓法是一種比較常見的施工方式。在應用這一砌筑方式的過程中,工作人員需要在掌握揉壓法工作原理的基礎上進行。一般來說,主要選擇的是“三一法”,具體來說就是應用一鏟灰,一塊磚和一揉壓的其中方式。

3.2 堵塞墻體滲水通道

在建筑工程的外墻結構投入施工之前,墻體應該有專業的檢測人員來進行檢測。其中包括空頭縫、孔洞以及填充墻的縫隙結構。檢測人員在進行檢測之后,需要做好檢測記錄,然后,施工人員按照施工原則來做好堵塞工作,在檢查合格之后,可以進行裝飾施工工作。

3.2.1 堵塞墻體的空頭縫和孔洞。清除空頭縫中酥松的砂漿,瞎縫要剔鑿,寬度大于8mm,深度大于30mm。鏟除腳手架穿楞洞中的砂漿。堵塞孔隙前先用水泥漿涂刷一遍,隨即用摻10%UEA膨脹劑的1:2.5水泥砂漿嵌補密實,深度大的孔隙要分層嵌補,每層厚度不大于8mm。施工腳手眼補砌時,灰縫應填滿砂漿,不得用干磚填塞。

3.2.2 填充墻上口的縫隙填嵌密實。框架結構的柱邊、梁底縫隙處,先要削除灰疙瘩,洗刷干凈,隨即用干硬性1:2.5水泥砂漿填嵌密實。

3.2.3 處理好門窗周邊的縫隙。清掃門窗周邊及接觸處墻體,沖水濕潤、刷水泥素漿一遍。隨即用摻10%UEA膨脹劑的1:2.5水泥砂漿分二次嵌塞,嵌好后外邊留5mm深的凹槽,待外裝飾完成后,縫內嵌防水密封膠。窗臺下砌體的灰縫必須飽滿。不得將抹灰抹到窗框下檻口以上,必須從下口坐進2-3mm,無遮陽板的窗臺均做10mm×10mm的滴水線。

3.2.4 防止陽臺滲漏水。挑陽臺在荷載作用下變形,常使其與墻相接觸處產生裂縫而漏水,有的陽臺面因倒泛水而漏水。施工時應注意靠墻邊的陽臺板灌縫要比板面低20mm,待干硬后用柔性防水密封膏密封嵌平。找平層施工要從水落口面標高拉坡度線,清掃沖洗板面,先刷一遍素水泥漿,用細石砼或砂漿找平,拍實抹光,隔24h澆水養護,檢查排水情況,不得有倒泛水和積水現象。

3.3 確保外墻抹灰質量

3.3.1 抹灰前對基層進行澆水濕潤。外墻抹灰到一步腳手架甩搓時,在搓端抹實壓平、定漿后,用尺板貼著,用鐵抹子切成反搓。當下層接搓抹灰前,向搓內充分灑水浸潤,然后刷一道素水泥漿,待漿液吸入墻體后再抹灰。

3.3.2 抹灰工程應分層進行。為了增強抹灰層的抗裂能力,在砂漿中摻入一定量的聚丙烯纖維。

3.4 確保外墻面磚的施工質量

3.4.1 鑲貼面磚前,先檢查找平層有無空鼓、起殼、裂縫和不平處,如有應及時修補合格,然后用純水泥漿滿刷一遍。

3.4.2 面磚采用1:1水泥細砂漿鑲貼,并壓緊搓擠到位,漿縫飽滿,確保面磚無空鼓。

3.4.3 為提高外墻磚縫防水能力,采用摻加水泥用量20%益膠泥的水泥砂漿勾縫,并做到接縫平直、光滑,填嵌連續密實,寬度和深度應符合設計要求。

結束語

施工人員對這類建筑物的外墻滲漏問題進行了較為認真調研,分析了造成外墻滲水的可能原因,并結合工程實際有針對性地提出了相應的預防及治理措施,同時在施工中嚴格按照規范要求,嚴把工程質量關。因此這幾項工程竣工使用以來,經受了臺風暴雨的考驗,外墻無發現一處滲漏,達到了預期的效果。

參考文獻

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[2]劉大航.淺析建筑施工中防滲漏的控制措施[J].中國房地產業,2011(2).

[3]史康.住宅樓房建造中防滲漏工程的合理實施[J].經營管理者,2014(7).

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關鍵詞:電子政務;工作流;框架;XML Web Services

0 引言

政務是指政府部門的管理和服務活動,而電子政務是借助電子信息技術而進行的。一般來講,電子政務系統應包括三個組成部分:一是政府部門內部的電子化和網絡化辦公;二是政府部門之間通過計算機網絡進行的信息共享和實時通信;三是政府部門通過網絡與民眾之間進行的雙向信息交流。具體來講,目前各級政府部門所廣泛使用的辦公自動化系統,屬于電子政務第一部分的范疇。

力公自動化系統在各級政府部門的普及,在一定程度上促進了電子政務的發展。但同時也越來越多地表現出多版本、異構、分布、松散耦合的特點。正是這些版本各異的計算機應用系統的存在,使得政府部門難以協調工作,成為制約政務工作效率的瓶頸。

針對這些問題,如文獻[1]提出了一種一站式服務框架的解決方案,該方案能夠從理論上將電子政務服務集成一體,但其需要統一的電子政務應用系統標準與規范,這點制約著該方案的推廣實施;文獻[2,3]將工作流技術與Web服務技術引入電子政務應用系統領域中,解決了某些部門的辦公自動化問題。本文在參考國內外同行關于電子政務和工作流技術的研究成果的基礎上,提出了一種基于工作流技術的電子政務支撐系統(EGSS,E-Government Support System)框架,建立了一種支持多過程定義方法的工作流管理系統模型,并在文章最后介紹了基于XMLWeb Services技術的工作流管理系統的設計與實現。

1 基于工作流技術的EGSS框架

依據電子政務的特點,本文提出工作流支撐下的EGSS由工作流管理系統、對外宣傳平臺、與其他機構接口、系統管理平臺和各部門力公自動化系統幾大部分組成,具體框架如圖1所示。

工作流管理系統是底層操作核心,相當于一個業務級別的操作系統,負責工作流的管理,向周邊的四個模塊提供服務;對外宣傳平臺負責政府部門通過網絡與民眾之間進行雙向信息交流;對其他機構的系統接口負責實現政府部門之間通過計算機網絡而進行的信息共享和實時通信;系統管理平臺主要負責對工作流管理系統的運行狀態進行監控與管理;各部門辦公自動化系統負責各政府部門內部的電子化和網絡化辦公。

2 EGSS框架下的工作流管理系統模型――支持多過程定義方法的模型

EGSS系統框架中,工作流管理系統是核心,工作流管理系統的設計與實現,直接影響著ESSG系統的性能。工作流的管理系統是運行在一個或多個工作流引擎上用于定義、實現和管理工作流運行的一套軟件系統,它與工作流執行者(應用程序)進行交互,推進工作流實例的執行,并監控工作流的運行狀態。

關于工作流管理系統的模型,WfMC給出了一個參考模型。但電子政務受政策影響較大,WfMC給出的參考模型無法適應EGSS系統。為此,本文提出了一種基于多過程定義的工作流管理系統模型,如圖2所示。可支持多種過程建模方法,從而使系統具有良好的可成長性與代謝性。EGSS工作流管理系統模型各個主要組成部分的作用描述如下:

(1)過程建模:業務流程的形式化描述,包括流程的起始和終止條件、組成過程的活動、活動之間的關系、活動調度規則、活動的參與者、與流程相關的應用程序以及其他流程流轉時需要用到的相關數據。

(2)任務描述:工作任務的形式化描述,主要負責向工作流管理系統提交所需要完成的任務和其調用的工作流實例。

(3)任務解析:對任務描述進行解析,得到對應的工作流實例和任務描述。

(4)工作流引擎管理:由解析后的任務描述和過程建模模型,調用相對應的工作流引擎。

(5)工作流引擎:是一個為工作流實例提供運行執行環境的軟件服務。主要功能是:負責對過程定義進行解釋;控制過程實例的生成、激活、掛起、終止等;控制過程活動間的轉換(依據工作流相關數據);維護工作流相關數據;為監控各個活動的運行 情況提供查詢數據;

(6)數據格式轉換:將不同的工作流引擎所調用的數據格式,通過XML技術轉換為統一的數據格式。

(7)工作流狀態數據:用來控制流程流轉的數據如活動實例當前狀態、活動參與者、角色等;

(8)工作流應用數據:在活動實例被處理時產生的與具體應用相關的業務數據;

(9)權限控制數據:根據工作流的參與者和過程模型,來獲取工作流參與者的權限。

與參考模型相比,EGSS下的工作流管理系統模型提供了對多種過程建模方法的支持。這種支持從實現角度可以分析為數據支持和調度方法的支持。數據支持即為圖2中所描述的“數據格式轉換”模塊,該模塊通過XML技術可以方便地實現。

為實現對調度方法的支持,做如下定義。

定義:關系R(A->B)為A到B的映射。其中集合A={a|a為過程定義方法的描述};集合B={b|b為工作流引擎的描述}。

關系R即為調度方法的實現:“工作流引擎管理”模塊通過關系R而得知如何從多個工作流引擎中調用正確的工作流引擎。

3 應用實例

在此,以科技獎勵網絡評審平臺為實例,介紹EGSS系統框架下的電子政務系統的實現。其具體實現步驟如下。

(1)對多個單位的獎勵網絡評審業務進行分析調查,并收集當前已經投入運行的系統信息。

(2)綜合獎勵網絡評審業務的流程特性,定制基于EGSS系統框架的統一數據模型。

(3)分析原有系統的數據格式,定制原有系統的數據與步驟2制訂的數據模型之間的轉換約定。

(4)分析獎勵評審業務,建立評審業務流程過程模型。

(5)設計并實現工作流管理系統。

(6)規范工作流管理系統對外接口,提供對外接口文檔。

上述步驟中,最核心的工作是工作流管理系統的設計與實現,其核心類設計如圖3所示。應用程序類提出任務描述,經解析后將解析結果提交工作流管理類,工作流管理類獲取其需要調用的引擎以及對當前工作流狀態進行分析后調用工作流類,來實現具體的流程操作。工作流類在執行的過程中需要填寫工作流日志并允許用戶對工作流狀態進行監控,工作流日志類與內部監控類實現了這些功能。

有關工作流管理系統放入具體實現,可采用.NET框架中的XML Web Services技術來向各應用級程序提供服務。其具體過程為:

(1)使用.net平臺開發Web Services應用;

(2)為該服務創建服務描述文件WSDL;

(3)在應用服務器中布置Web Services;

(4)將Web Services到本地注冊中心UDDI。

應用程序可通過檢索WSDL文件生成一個客戶對象,實現對工作流管理系統所提供服務的調用。

篇6

關鍵詞: 高職院校 礦物加工專業課程 教學改革

礦物加工是研究自然界礦石中有用礦物與脈石礦物的共生關系,并利用礦物之間物理化學性質的不同,采用磁電選礦、重力選礦及泡沫浮選等實現礦物的分離,達到富集和提純有用礦物的學科,還涉及礦物材料的制備、加工和利用[1]。現代化工業的迅速發展和科學技術水平的不斷提高對礦物加工專業提出了新的要求。由于我國現代化高職教育的辦學時間較短,在管理體制、實施模式等方面還有很多不足之處[2]。另外,高職教學的改革也處在進一步完善之中,存在著不少急需解決的問題。目前,高職院校的礦物加工專業課程還不能較好地體現出高職教育應具備的技術技能特點,也不能滿足企業對礦物加工技術的需求。為了適應現代化企業的發展,需要對礦物加工專業課程的教學做進一步改進。

1.高職礦物加工課程教學主要存在的問題

1.1教材及教學內容陳舊,滿足不了工業發展的新要求。

對于大多數高職院校來說,礦物加工專業建設的時間較長,大部分已有五十多年的歷史了,很多礦物加工方面的教材是上個世紀七八十年代出版的,內容比較陳舊,有些內容甚至與實際選礦情況不相符,課程內容遠遠落后于工業發展的新變化。雖然也有少量新的教材出版,但是它們仍然跟不上現代化企業的步伐,且對于礦物加工的教學內容,仍然是磁電選礦、重力選礦及泡沫浮選等一些傳統的選別方法,很少涉及一些新的內容,例如生物―細菌選礦等,造成高職生畢業后,對企業的發展變化很不適應。

1.2教學設置呆板,體現不出專業技術特點。

當前大部分高職院校礦物加工專業課程教學設置存在的一大問題是重系統輕專業、重理論輕實踐。礦物加工專業主要是將高職生培養成能從事礦物的分選、加工及礦產資源綜合利用的技術應用型人才。而在礦物加工專業課程教學設置中,卻過分強調知識的系統性、全面性及理論性,導致高職生在教學過程中能學到的實用性專業知識較少,在今后的實驗操作中難以掌握技能。這是因為:第一,大多數教學設置只注重擴大知識面,卻忽視了知識的實用性。第二,可以體現出礦物加工技術特點的知識內容仍然明顯不足。第三,所設置課程的性質單調,與礦物加工專業相關的選修課程太少,而公共選修課任課老師講授的內容由于不能與礦物加工相互掛鉤,使得大多數學生學習沒有動力,更不用談與本專業相結合。

1.3教學方式單調,實踐教學環節薄弱。

課堂教學和實驗教學是高職課程內容的主要教學方式。課堂教學是以教師講授的方式一味地給學生傳授知識,缺乏靈活性和多樣性,且教師很少在指導學生自學,要求學生獨立思考上下工夫。長期以來,學生便對教師的講課產生了依賴性,在學習上幾乎是被動接受。教師過分注重教學內容的重點和難點,而忽視了采用不同的教學方法提高學生學習的興趣,逐漸形成了一種填鴨式的教學方法。這種教學方法會使教師的教變得枯燥無味,也使學生的學變得被動無趣。在實踐教學中,高職生參與能力沒有得到充分鍛煉。在大部分實驗課中,大多數學生只是觀看了一遍,僅有少數學生能有親自動手的機會。另外,安排的實習時間較短、次數較少,大部分學生在生產實習和畢業實習時,來不及思考,感覺似乎什么都知道,但在真正遇到問題的時候,卻不能從實際生產中找到解決問題的答案,使實習沒有發揮出真正的作用。

1.4教學手段陳舊。

礦物加工專業課程通常采用教師講授為主,學生被動地接受灌輸的教學方式,即“滿堂灌、注入式、一刀切”。教師通過對教材的講解分析,得出一些相關的結論。這樣的課堂看上去教師講得頭頭是道,學生聽得津津有味,但實際上卻是教師在演戲,學生在看戲,得到的只是一些抽象的理論,實際的東西學生什么都不會。這些陳舊的教學手段用教師的講代替了學生的學,甚至削弱了學生學習的自主性。如果繼續沿用這樣陳舊的教學手段,就會使學生對學習感到枯燥無味,缺乏能動性。

2.礦物加工專業課程教學改革的建議

2.1精簡教學設置,突出專業技術特點。

教學是職業技能的根本,礦物加工專業課程教學應根據礦物加工職業的特點進行設置。礦物加工專業的培養目標是為企業提供具備現代選礦工技術方面知識的應用型專業人才,因此,應從兩個方面進行教學:首先,在教學過程中應把與礦物加工專業培養目標不相關或是不重要的內容進行刪減和壓縮,增加與礦物加工專業密切相關的內容;其次,應根據礦物加工高職生的就業情況和培養目標,增加一些實用性較強的課程,如《重力選礦》、《浮游選礦》、《選礦廠設計》、《礦石分析》等實踐性內容較多的課程。除此之外,還應根據培養方向的不同,結合學生的興趣及特長,開設一些與選礦相關的選修課程,如非金屬礦的選礦、金屬礦的選礦、選煤工藝、冶金等,使得教學更具有針對性,突出專業的技術特點,培養出具有不同特長的高職生。

2.2加強實踐教學,提高高職生的技能素質。

礦物加工專業高職教育的特征是為企業提供具有從事礦物的分選、加工和礦產資源綜合利用領域內的應用型技術人才。因此,在教學過程中引入與教材知識相關的生產實踐知識和選礦技術,有利于不斷提高高職生的技能素質[3]。高職職業教育主要是為企業提供服務,教學應結合高職教育、專業的特點及企業的要求進行培養,教師應盡可能了解現代化企業對礦物加工技術新的要求,以及礦物加工行業的發展變化,并把這些新的要求和變化融入課堂和實驗教學中,讓高職生更好地學到新的知識和技能。在教學過程中,要合理及時地安排實踐教學,這樣有助于學生及時鞏固課堂知識。在實驗和實習過程中,讓盡可能多的學生有機會親自動手操作,并對他們進行適當指導,盡可能多地針對一段時間的學習內容或某個礦物加工方法開展實習工作,如浮選,可以從礦石的處理、藥劑的選擇、浮選設備的特點、相關輔助設備的介紹、浮選車間的整體布局等方面,有重點、有層次地展開,讓學生們循序漸進地學習,在實習的過程中,真正把實習內容學會、學懂、學透,達到舉一反三的效果。

2.3加強校企合作,推行“訂單培養”教學。

隨著現代化企業的快速發展,企業對礦物加工專業人才的需求也在不斷增加,從而促進了高職教育的發展。校企合作是學校與有關企業之間通過合同形式建立起一種長期合作的關系。加強校業合作,不僅有利于高職教育教學質量的提高和高職生綜合素質的培養,還可以把學校與企業聯系起來,溝通人才市場上的供需主體,使學校對人才培養的目標更加明確,企業也可獲得更加滿意的人才,是實現“雙贏”的一種教學模式。在傳統的教學過程中,教師是整個教學的主角,幾乎沒有企業專家和經驗豐富的技術人員與教師進行角色互補。通過加強校企合作,在教學過程中可以邀請合作企業的專家和經驗豐富的技術人員到學校授課或進行座談會等,也可不定期地組織學生到不同的企業進行短期的參觀和學習,使得教學方式多樣化,教學內容更加豐富和充實。實行“訂單培養”高職教育,有利于根據不同企業對人才的要求,定向培養符合企業發展所需要的人才,這樣不僅可以提高高職生的就業率,而且能提高教學質量,為企業和社會服務。2008年我校分別與廣西金河礦業股份有限公司、廣西堂漢鋅銦有限公司、柳州華錫集團有限責任公司鳳凰礦業分公司等簽訂了《訂單培養協議書》,這些企業委托我校定向培養礦物加工技術專業學生。通過與企業的合作,學校采用以工學交替、頂崗實習為主的教學模式。第一二學期在校內學習理論和專業基礎課,第三四學期在校內實訓基地及合作企業進行工學交替教學,由教師帶教、實行現場教學;第五六學期實行頂崗實習制度,讓學生與企業工人同吃、同住、同勞動。學生以準員工的身份進入企業頂崗實習,做中學、學中做,采用“任務到班、責任到人、教師指導、學生管理、階段考核、聯產計分(酬)”[4]的辦法管理考核學生。這樣不但培養了學生濃厚的學習興趣,而且讓學生在企業中學到了一定的技能,并把自己所學的理論知識與實踐結合起來。除此之外,學生還拿到了一定的經濟報酬,大大激發了他們學習的主動性與工作的積極性,甚至等到畢業的時候,部分學生和企業之間通過雙向選擇便留在了企業工作,達到了校企雙贏的效果。

2.4將多媒體教學與傳統教學相結合。

雖然粉筆加黑板的傳統教學方法具有不可代替的作用,但是部分教學內容,如選礦儀器設備分析、選礦廠設計等則比較適合采用多媒體教學。隨著現代教育技術水平的快速發展,多媒體教學在高等教育中已被廣泛應用[5]。采用多媒體教學可以將課堂上不易講解甚至根本沒法在黑板上畫出的選礦儀器設備及選礦廠的設計圖制作成幻燈片、Flas等。把教學內容將文本、圖像、聲音與動畫相結合,將抽象、陌生的知識直觀化、形象化,激起學生各種感官的參與,使枯燥的內容變得生動,深奧的理論變得易懂,從而調動學生強烈的學習欲望及主動學習的積極性,激發動機和興趣,使學生由被動聽講轉變為主動求知。但在多媒體教學過程中,教師不能過分地強調課件的重要性,埋頭于操作電腦,卻忽視了與學生的溝通。在多媒體教學中引入手寫板書,有助于教師更好地表達部分知識內容,從而使教學比粉筆加黑板的傳統教學模式擁有更大、更廣的教學空間。在多媒體教學過程中,學生可以直觀地學習儀器設備、選礦廠設計等,教學效果事半功倍。

總而言之,我們應通過確定礦物加工專業培養目標,改進課程教學方法,加強實踐教學,培養學生的動手操作能力,強化校企合作,采用靈活多樣的教學方式,提高學生的綜合素質,促進高職礦物加工專業教學的不斷發展,以滿足現代化企業礦物加工技術的要求,適應社會發展的需要。

參考文獻

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[3]趙艷,王以華.高校實踐教學工作的形勢分析與改進探討[J].重慶職業技術學院學報,2003,17,(2):32-33.

篇7

我國稀有金屬資源豐富,隨著近年來新技術的發展,需求量的增大,稀有金屬研究和應用迅速發展,冶金新工藝不斷出現,在電氣工業、化學工業、原子能工業及火箭技術等方面得到廣泛應用;并且,稀有金屬作為戰略儲備資源在我國正在逐步建立全備的工業體系。

北京有色金屬研究總院礦物資源與冶金材料研究所作為國內最早從事稀有金屬冶金技術開發的單位,在所長車小奎的帶領下,在選礦技術、冶金工藝流程研究和冶金材料制備技術及產品開發中積極創新進取,在技術中領前沿,在產業上謀發展,為我國重有色金屬工業體系的技術進步貢獻了舉足輕重的力量。

物華天寶為我用

利用現有的礦物加工技術和選冶工程經驗進行金屬的分離提取及優化工藝技術,以實現清潔生產并開發與環境友好的選冶技術,是車小奎所在的礦冶所主要研究工作,此外他們還將成熟的選冶技術用于環保領域,如回收固體廢棄物的有用元素和廢水處理。在礦物加工及礦物材料制備等領域,礦冶所憑借自身優勢多年來為企業解決了大量復雜難題。近幾年主要開展了傳統資源、二次資源開發利用和環境治理(如廢紙脫墨)研究,完成了加拿大稀土礦、巴新紅土鎳礦和國內鎢礦、鐵礦、金礦等多種類型的工藝開發研究。

車小奎所長主持及參加完成了多項選礦工藝研究試驗工作及現場工業試驗,研究項目包括國家科技攻關項目、部委研究項目及企業委托研究項目,主持的閃速浮選機技術引進及工業試驗在我國黃金礦山工業試驗首次取得成功,技術指標達到國際先進水平。研究成果“雞籠山金礦提高金回收率生產與實踐”、“黃金洞金礦浮選工藝優化研究與應用”、“鋰離子電池及其電極材料的研究及產業化”均獲得部級科技進步一等獎;“選一冶聯合稀鹽酸加壓浸出攀枝花鈦精礦制取人造金紅石半工業試驗”、“新型光學鍍膜材料的制備技術及產業化”、“高品質海錦鈦制備新工藝應用研究”分獲部級二等獎;“月山銅礦提高銅鉬回收率工業試驗”、“雞籠山金礦閃速浮選工業試驗”、“山東榮成銀礦選礦工藝研究”,“連續卷式泡沫鎳的研制開發”分獲部級科技進步三等獎。

人杰地靈產業新

科學研究不能只停留在實驗室,更需發展產業、服務社會,科研成果與產業完美融合才是科學研究的終極目標,車小奎所長帶領礦冶所始終探尋著科學研究與產業發展這二者之間的最佳契合點,把自身的發展與國家與社會的需要緊密聯系在一起,使得礦冶所在產業化領域上也取得赫赫成就。

礦冶所現有光學鍍膜材料、陶瓷靶材、鈦錳電極、金屬粉未、貴金屬化合物、貴金屬加工貿易等生產線,生產產品涉及的行業比較多,銷售的產品以光學鍍膜材料(包括靶材)、鈦錳電極金屬粉末和貴金屬類產品為主,高純金屬材料作為礦冶所的另一個產業重點在十二五期間也將得到較快的發展。

其中,靶材在傳統應用光學、微電子、磁記錄、光盤、半導體、表面修飾、太陽能光伏和光熱、硬盤等方面應用分布非常廣泛,未來隨著國內在濺射薄膜領域的快速發展,將迎來對于靶材的需求穩步快速增長。礦冶所立足這樣的實際需求,不斷地探索著最新的科研成果,以為相關的產業發展提供支撐。其次,鈦錳電極主要用于電解二氧化錳(EMD)用鈦陽極,近年來礦冶所所產出的鈦錳合金涂層陽極已成功大型化,與純鈦陽極相比可節約電耗20%,或在電耗相當的情況下提高產能20%,并且成本與純鈦陽極相當。在金屬粉領域,礦冶所主要生產鈦、鋯、鎳、鈷粉;貴金屬化合物主要生產氯銥酸、氯鉑酸及釕系化合物,用于電極防腐。另外,在“鎳鈷濕法高效分離”的技術領域,礦冶所處于國內領先地位,擁有專利技術,在國內多個企業進行了技術轉讓,該技術目前仍可以提供服務。

創新技術及成果的不斷涌現,使得礦冶所成為了我國在該領域有著重要影響力的科技創新團隊。在車小奎的帶領下,礦冶所整個科研團隊始終著眼于產業應用,將他們的科研智慧充分釋放在這個充滿活力的平臺上,也體現了團隊上下一致的社會責任感和歷史使命感。

鐘靈毓秀團隊優

依托北京有色金屬研究總院,礦冶所于1998年由原稀冶所、選冶所、能源中心合并成立,后冶金物理化學中心也并入礦冶所。以礦產資源開發、冶金過程及冶金材料研究開發為主要研究方向,承擔原有研究領域包括礦物加工、冶金工藝過程、鋰離子電池及材料,稀有金屬提取技術、稀有金屬材料制備等,有鈦錳電極、光學鍍膜材料、鋰帶、鉭材加工、鈦粉、鎳鈷粉、貴金屬化合物、貴金屬加工等生產線。2006年生物冶金國家工程實驗室成立,礦冶所選礦組大部分人員進入國家工程實驗室,同年鋰離子電池研究組也從礦冶所分離進入新成立的能源材料研究所。

時代責任感使車小奎所長立志在領域內建立起一個創新團隊,為此他廣納人才,吸收了大量具有交叉學科性質的的團隊成員。礦冶所有從業人員108人,其中正式職工44人(其中教授16人,高工10人),返聘8人,下設礦物加工技術、有色金屬冶金、新型冶金材料、高純金屬制備四個研究室。目前主要以稀有金屬冶金工藝研究為主要方向之一,同時開展重有色金屬、貴金屬冶金工藝研究。

篇8

關鍵詞:視頻案例,礦物加工,本科生,課程教學,過程檢測與控制

【中圖分類號】G434

作者簡介:高志勇,博士,講師,

一、引言

課堂教學是高校教師的主要職責之一,高校教師理應在優化課堂教學上下功夫。優化課堂教學需要教師的多方面努力。首先,教師要提高各方面的素質,正所謂“要給學生一滴水,教師要有長流水”;其次,教師要認真備好課,收集相關的資料,寫好教案和課件,做好課前準備;再次,教師要注重教學方法的改進和優化,注重培養學生的實踐和創新能力,即常言所說的“授人以魚,不如授人以漁”。

《礦物加工過程檢測與控制》是中南大學礦物加工工程專業本科必選課程,主要研究礦物加工過程參數的自動檢測技術與原理,及參數檢測儀器儀表和設備等,是一門實踐性很強的課程。在以往的課堂教學過程中,多采用文字、講述等方式的文字案例教學[1],即用生產與管理中實際案例,通過討論來進行學習的一種教學方法,讓學生通過自己的思考和與其他師生交換觀點來拓寬自己的視野,從而促進學生對知識點的理解和掌握。

中南大學礦物加工工程專業是首批進入國家“卓越工程師教育培養計劃”的專業,目標是培養一批創新能力、獨立思考和自學能力強,適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才。這也對本門課的課堂教學提出了更高的要求。傳統的文字案例教學已顯得有些落伍,單純的PPT課件也顯不足。作為高校教師,應該努力思考和實踐,創新和完善自己的教學方法,使用本科生所熟悉的多媒體方法如動畫、視頻[2-5]等,提高同學們的學習興趣,提高課程教學的信息含量和教學效果。為此,筆者在《礦物加工過程檢測與控制》課程教學過程中,嘗試應用了視頻案例的啟發討論式教學方法,取得了良好的效果。

二、《礦物加工過程檢測與控制》課程在礦物加工工程學科中的重要性

礦物加工工程學科是根據自然界礦物原料性質的差異,綜合運用物理、化學、物理化學和生物化學等原理和方法對礦物資源進行加工和綜合利用的學科。礦物加工過程檢測與控制技術是保證礦物加工工藝生產過程正常穩定進行的關鍵技術,對提高生產技術經濟指標有著重要意義。在改革傳統的礦物加工技術和改善工作條件方面,過程檢測與控制技術的重要性越來越受到重視。特別是,現今處于互聯網+及工業4.0的時代,在礦物加工的生產實踐中,通過傳感器在線檢測并實時了解企業生產數據,分析企業生產中的各種主要參數變化,并相應地優化生產過程,可大幅提高企業的生產效率和資源的綜合利用效率,增加企業利潤,提升企業核心競爭力。

因此,《V物加工過程檢測與控制》這門課的開設顯得尤為重要,對于培養能夠從事礦物加工新工藝、新裝備和新技術開發、工程項目設計,也可從事企業管理、生產技術管理及企業市場經營等工作的本科生培養目標具有重要的支撐作用。根據礦物加工工程學科方向的特點,擬定課程教學學時為32學時,教學大綱內容參見表1。

《礦物加工過程檢測與控制》課程開出后,由于教學內容能充實豐富本科生的知識體系,契合學生將來工作的需要,故一直廣受歡迎。如何教授好課程,讓學生在學習過程中能始終保持興趣和最終受益,則是筆者時時思考和在備課中細致考慮的問題。

三、《礦物加工過程檢測與控制》課程的視頻案例教學

筆者在《礦物加工過程檢測與控制》課程教學過程中,嘗試應用了視頻案例的啟發討論式教學方法,取得了良好的效果。

首先,根據教學大綱和教學進度安排,規劃設置教學視頻案例類型,設計其對應知識討論點,評估預期效果。其次,有針對性地收集整理剪輯教學視頻案例。對于教學視頻案例,要求其具備典型性、生動性和時效性,能夠對照、印證和拓寬課程教學知識點,引發學生的思考和共鳴。筆者的教學視頻案例資源,主要收集下載自近期的電視專題討論片、文獻紀錄片、新聞報道、企業網站宣傳視頻等,也有自拍自制的專業資料。教學視頻案例資源需要教師本人在自己的科研和生活過程中有心收集與長期積累、并與其他教師及同行加強交流,才能不斷豐富更新。

原始教學視頻案例資源往往內容龐雜,節奏較慢,不適合直接用于教學,需要進行契合教學知識點和突出重點的剪輯組合。“會聲會影”視頻編輯軟件是一款比較好的應用軟件,功能強,適用于剪輯多種格式的視頻文件,并可附加解說聲音和字幕。某些特殊格式的視頻文件可先采用“格式工廠”之類的軟件進行通用格式轉換處理。筆者的處理制作方法是將相關的視頻資源,按照教學要求,采用視頻編輯軟件剪輯拼接成特定的教學視頻案例,一般時間長度在5分鐘左右,以不超過10分鐘為宜。

教學視頻案例應與PPT教學課件放置在同一電子文件夾內,須綁定在一起方可使用。在制作PPT教學課件時,可在相應的知識點頁面上,采用超鏈接的方式插入教學視頻案例,播放時點超鏈接符號。也可以在PPT教學課件以窗口圖片方式直接插入視頻,窗口大小可調,播放時點窗口即可。教學電腦中應預先安裝視頻播放器軟件,常用的如“暴風影音”播放器軟件。上課之前應預先測試投影和音響是否正常,視頻文件能否正常播放。準備妥當后,教師即可揮灑自如的進行教學發揮了。

筆者在《礦物加工過程檢測與控制》課程教學中,相應章節內容對應準備設置的教學視頻案例,見表1。

結合授課進度播放教學視頻案例后,應即時提問幾名學生,讓其談及看法或觀感,教師適當引導歸納總結,并布置相關課外作業或思考題,以獲得更佳的教學效果。在課程后期,采用專題研討會seminar的方式進行課程考核,每個學生結合自己感興趣的課程內容和教學案例,收集資料制作專題發言,可促使學生進一步學習。

《礦物加工過程檢測與控制》課程教學實踐表明,應用視頻案例的啟發討論式教學方法后,學生的學習興趣度和思維活躍度均很高,學習效果得到顯著提高,取得了良好的教學效果。

四、結語

(1)卓越工程師培養計劃主要培養高層次工程技術人才,對學生的獨立思考和自學能力要求較高。對應的課程教學應重點考慮采用分析式、啟發式和拓展式的教學方法。

(2)《礦物加工過程檢測與控制》課程教學實踐表明,應用視頻案例的啟發討論式教學方法后,學生的學習興趣和思維活躍度均很高,學習及教學效果得到顯著提高。

參考文獻

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篇9

Abstract:Summarizes the characteristics of green machining technology, the paper analysis and discusses its development and application, and looks forward to the prospect of the development of it.

【關鍵詞】機械加工;切削液;綠色機械加工

前言

據有關數據統計,機械制造加工零件時切削、磨削的比例很大,大約占加工總量的30~40%。在切削、磨削的過程中,對刀具的損害很嚴重,一方面刀具和工件的表面溫度會升高,另一方面會影響加工表面的質量。所以為了延長刀具使用壽命,提高生產效率,學術界提出了機械加工時要使用切削液的觀點。一般的切削液為了達到降溫和的作用,常會添加一些化學試劑,這些化學試劑對環境污染很嚴重。其危害大致表現在以下幾個方面:①配制切削液需要消耗大量資源;②切削液的排放和處理會造成嚴重的環境污染;③切削液的化學成分會對人的身體造成極大的危害。

當今社會可持續發展問題已經成為當前的熱門問題,所以機械加工中使用的切削液也要實現可持續發展的目的。很多學者開始研究“綠色機械加工技術”,此技術的發展趨勢是資源利用率高,各種污染少,對人體危害小。

1、綠色機械加工技術的特點

綠色機械加工技術是以資源能源及環境為重,在不影響加工生產效率的前提條件下,做到節省資源、減少污染并且對人體無害。機械加工中使用的切削液,需要消耗大量的勞動力、化工制造原料、油料和水等,根據各項資料說明,單單加工中使用的切削液的費用大約占機械制造中零件加工總成本的16%,而刀具費用只占4%。因此,節省能源和資源是綠色機械加工技術的首要特點。

機械加工中使用的切削液還會造成嚴重的環境污染,切削液一般都是由若干種化學原料制成,若把沒有經過污染物處理的機械加工切削液排入江河中,會污染水源,嚴重的甚至會破壞生態環境,不利于可持續發展戰略的實施。

2、綠色機械加工技術的應用

當前,隨著人們環保意識的增強和可持續發展戰略的提出,綠色機械加工技術成為制造領域的焦點。目前,國內外學者專家正努力對綠色機械加工技術進行深入地探討和研究,主要包括三方面,一是高速與超高速干式切削技術,具有無污染、低耗能切削特點;二是綠色切削液的研制;三是在完全實現高速與超高速干式切削的切削過程中采用低污染與無污染的冷卻技術。

2.1高速與超高速干式切削技術

在20世紀90年代世界各地研究出了干式切削技術,是在機械制造加工中不使用任何冷卻和液體,是一種很理想的切削狀態。如果不使用切削液,又要達到在機械加工中對工件和刀具的冷卻和作用,所有干式切削就要具備很高的技術基礎,這個問題涉及到很多方面的數據,比如刀具、工件、切削方式和切削環境等。

德國Carl.J.Salomon博士1931年提出了高速切削的概念,高速切削具有降低切削力、減小熱變形、提高加工表面質量和生產效率等一系列優點,為最終實現干式切削提供了必要條件,但高速切削在現階段制造領域里普遍推廣仍存在一定困難。

2.2綠色機械加工切削液的研制

在機械加工中不使用切削液是最終的方向,即干式切削,但因為國內各種相關的技術還不完善,故在當前,機械加工中還要使用切削液。切削液要滿足“綠色機械加工技術”,在研制的過程中要考慮可持續問題,它的研制包括:①基礎油的選擇;②切削液添加劑的選擇;③極壓抗磨劑的選擇;④抗煙霧劑的選擇;⑤防腐劑的選擇。

基礎油是切削劑的主要成分,包括礦物油,合成油,合成脂和植物油。植物油來自取之不盡,用之不竭的太陽能,且生物降解性能好,無毒,我國是農業大國,植物油儲備豐富,所有植物油是一種環保而豐富的制造切削液的原材料。綠色切削液要求添加劑無毒。極壓抗磨劑主要選用豬血清。選用聚異丁烯類作為抗煙霧劑。

2.3低污染與無污染的冷卻技術的應用

目前,干式切削技術還不成熟,其應用范圍也很有限。而傳統的溫式切削又有諸多不足。因此介于兩者之間的最小量技術MQL有著極為廣闊的應用前景。

最小量(MQL)切削(即近干切削)是一種雙贏加工模式,它可以大幅度減少冷卻液用量、相關設備和能源成本、散發到空氣中的冷卻液飛沫及刺激操作工人皮膚的可能性,同時,它還能潛在地提高生產率和工件加工質量。

最小量技術MQL的優點有:①無需廢液處理;②對人體無危害;③對環境無污染;④節約資源:供給的油量可達每小時2~30mL,為傳統濕式方法用量的萬分之一左右;⑤大大減小了刀具—工件、刀具—切屑的摩擦,從而延長了刀具壽命,提高了加工表面質量;⑥系統簡單,體積小,易布局。

3、綠色機械加工技術的發展前景

目前,利用冷風、微量可自然降解油劑和少量水經復合噴霧法形成的綠色機械加工液即微量油膜附水滴(OoW)技術是一種改善環境的零排放生產技術,將有利于促進傳統機械加工行業。綠色機械加工液使用量為微少量,其中微量油起作用,微少量水和冷風起冷卻作用,多余的水被加工產生的熱帶走或蒸發而無廢液排放,因而可實現零排放加工與生產。

綠色機械加工與傳統機械加工相比,對環境的負擔幾乎為零,特點有:①機械加工廢液零排放;②降低切削液制作過程中化學原料的成分;③利用冷風、可自然降解油劑和水,切屑液可完全回收利用;④不需要使用傳統冷卻裝置及廢液處理設施,可節能20%以上;⑤可使刀具使用壽命延長兩倍以上;⑥提高了零件加工表面質量,同時提高了加工效率。

可以說,綠色機械加工液是對傳統加工液的巨大挑戰。據統計資料顯示,我國具有430多萬臺機床設備,其中80%需要機械加工液,切削液中的化學物質對操作人員有很大的危害,同時也對環境破壞嚴重。顯然,綠色機械加工液是一種生態加工液,它的應用開發和產業化具有重大的經濟、社會、環境效益與長遠的經濟前景。具有巨大的經濟、社會、環境效益與長遠的經濟前景。

篇10

關鍵詞:高純石英砂;硅石浮選;提純工藝

中圖分類號:TD873 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)28-0013-03

硅石的化學成分是二氧化硅,其物理性質和化學性質十分穩定,是一種重要的工業礦物原料,用途十分廣泛,經加工的粉料可應用在玻璃制造、機械鑄造、陶瓷、化工、橡膠以及耐火材料上。純度高的硅石經過提純所制的高純石英砂則可應用于電子技術、航空航天、光纖通信以及軍工等領域,隨著這些領域的發展,對高純石英砂的要求也越來越高,且需求量也越來越大,我國每年需進口大量的高純石英砂。因此,不斷改進提純技術,研究提純工藝,獲得高純石英砂,是滿足高新技術產業對高純石英砂需求的有效途徑。本研究通過對江海某石英企業生產高純石英砂的工藝流程進行了跟蹤,旨在通過采集數據,研究機理,為企業優化工藝流程和保證產品品質提供保障。

1 硅石性質

本研究所用硅石為國內某地脈石英礦,硅石為塊狀,形態各異,最大塊徑在400mm左右,大小不等,乳白色,呈半透明狀,石英顆粒細小,晶形較好。巖礦鑒定表明,含有少量雜質礦物,主要是泥石、黃鐵礦、赤鐵礦、長石、云母、粘土質膠結物等;在顯微鏡下觀察,硅石中含有一些包裹體,主要以氣相和氣-液相為主,呈條帶狀分布。

2 工藝流程及結果分析

企業生產主要工藝流程如圖1所示。原礦硅石經水清洗人工敲碎分選,將合格石英料投入焙燒爐中,在850℃~980℃溫度下焙燒6個小時,焙燒后將石英料拖入清水中進行水淬,再經人工揀選出去除雜質后送入破碎機進行破碎并過篩,再將通過篩網的石英砂送入磁選機,磁選后石英砂投入到配有HCl和HF混合酸的酸缸中浸泡一周,再經浮選、脫水、烘焙、冷卻、包裝,制得高純石英砂。根據工藝流程我們分別對某些工藝段進行跟蹤,采集樣品(取樣點見圖1),所取樣品通過ICP檢測,并對數據進行分析,以下對各工藝進行分析。

圖1 主要工藝流程圖

2.1 焙燒和水淬

硅石內有大量的裂隙,除石塊表面外,雜質大多分布于裂隙與晶界間,隨著溫度的升高,雜質與石英顆粒的膨脹系數不一致,就會產生裂紋,而晶體內的固態包裹體,也因為與石英基體膨脹系數不一致,會產生裂紋。當溫度加熱至900℃左右時,石英晶型發生轉變,由α-石英在573℃轉化為β-石英,到870℃時β-石英再轉變成β-鱗石英,此時由于石英晶體結構發生劇烈變化,晶體體積膨脹較大,促使晶內雜質進一步暴露,當焙燒過的硅石浸入冷卻水中進行水淬時,石英顆粒變得更加松散,沿雜質與石英基體爆碎,有利于雜質的暴露和破碎。從表1數據可知,焙燒水淬后(取樣點b)Fe、Ni、Cr、Cu、Al、K等雜質元素相比焙燒前(取樣點a),均有不同程度的下降,其中Fe、Ni、Cr下降明顯,Cu、Al、K等也略有下降,主要是因為鐵質類雜質和表皮臟物在焙燒和水淬過程中得到了有效去除。而Na、Mg、Ca等雜質元素卻有上升,這是因為用于水淬的冷卻水中Na、Mg、Ca等雜質元素過高以及空氣中粉塵未能有效排出有關。

2.2 磁選

磁選是利用各種礦石或物料的磁性差異,在磁力及其他力作用下進行選別的過程,磁選可以除去含鐵類強磁性物質,也可以除去弱磁性物質。本次研究所采用的是高梯度強磁選機,工作時磁場強度在1500kA/m以上。根據表1的數據分析得出,磁選后(取樣點d)Fe元素相比磁選前(取樣點c)有大幅下降,由107.2mg/kg下降至20.15mg/kg;Ni也略有下降,由0.11mg/kg下降至0.07mg/kg。而其他雜質元素基本保持不變,說明本工藝對于去除雜質元素Fe的效果是相當顯著的。

2.3 酸浸

酸浸是高純石英砂提純工藝中的重要工序之一,無論是制備電光源用石英玻璃,還是用于制備光伏以及半導體器件用的石英原料,都必須采用的工序。本工藝主要是為了去除溶于酸的金屬氧化物和部分硅酸鹽礦物。在經歷焙燒水淬、揀選、強磁選后,大多數氧化物及雜質礦物已被去除,但還有部分氧化物及雜質礦物處在晶界、微裂隙及晶體內,去除有些困難,因此采用長時間的酸浸,以去除此類雜質。本工序采用一定比例的HCl和HF的混合酸進行浸泡,浸泡時間為6天。根據表1數據可知,酸浸后(取樣點e)相比酸浸前(取樣點d)各雜質元素均有下降,其中Al從41.4mg/kg下降至22.6mg/kg,Fe由20.15mg/kg下降至0.38mg/kg,Na由7.51mg/kg下降至1.99mg/kg,K由3.97mg/kg下降至0.24mg/kg,Ca由14.4mg/kg下降至0.45mg/kg,Mg由3.63mg/kg下降至超出檢測限。以上可以說明,酸浸對于去除有害雜質效果非常明顯。

2.4 浮選

浮選是根據礦物顆粒表面物理化學性質的不同,按礦物可浮性的差異進行分選的方法。礦物可浮選性的最直觀的標志就是礦物被水潤濕的程度,即疏水性與親水性的關系。然而影響礦物浮選行為的因素眾多,其中最重要的因素之一就是礦物的結構,印萬忠等人研究表明,硅酸鹽礦物浮選特性與不同結構礦物解離后表面電性、離子組成、化學鍵種類等因素有關。Fuerstenau DW認為,硅酸鹽礦物的疏水與親水性在本質上與結晶化學有關,利用這種關系給硅酸鹽礦物的浮選處理提供了一定的選擇。石英中的雜質多以長石、含鐵礦物和云母等為主要對象,對此在本工序中,將酸浸清洗好的石英砂配比一定的水投入到浮選機中,采用陰離子捕收劑油酸鈉浮選體系,礦漿溫度控制在40℃~50℃,浮選好的石英砂用去離子水清洗至中性,得到表1所示數據,從中可知,浮選后(取樣點f)各雜質元素相比浮選前(取樣點e),Al由22.6mg/kg下降至

21.6mg/kg,而Na和K略有上升,總體效果不是很明顯,主要是由于前幾段工序中,硅石表面、裂隙、晶界及晶體內雜質去除干凈,而晶格中雜質則難以去除,比如Al。然而Na和K的升高可能是因為浮選過程中含Na的捕收劑的影響以及未能清洗干凈造成的。

2.5 烘焙

石英砂浮選清洗后進行脫水,再投入到烘焙管中,冷卻裝袋。從表1的數據可知,各雜質元素含量變化不大,主要是因為本工序是在單獨的車間中進行,并安裝大功率除塵裝置,因此有效杜絕來自空氣中粉塵的二次污染。

3 提純工藝建議

如前所述,根據對提純工藝流程的考查以及企業現場生產效果的分析,為進一步改進工藝流程,確保產品品質,分別從技術和管理兩個方面進行探討。

3.1 技術方面

在整個工藝流程中,雜質元素Fe、Cr、Ni、Na、K、Ca、Mg、Cu等下降較大,這是因為在焙燒水淬、磁選、酸浸工序中得到了有效去除。Al在經歷一系列提純工序之后,去除效果有限,這主要是因為Al3+進入晶格替代Si4+、而且離子半徑也比較接近,不易提純,類似的還有Ti4+、B3+、P3+等,因此,我們可以看到雜質元素Ti處于比較穩定狀態,只在焙燒水淬之后處于晶界及裂隙上的得到部分去除,剩下在晶格內的不易去除。Li比較活潑,且半徑很小,容易進入晶格間隙中,也容易擴散出去,總體去除效果不佳。因此,為提高產品質量,在采購原礦硅石時,應增加原石的化學成分檢驗,對于含Al、Ti、Li、B、P等雜質元素含量較高,K、Na等雜質元素含量過高的,應放棄采購。同時,筆者注意到,在焙燒水淬和浮選清洗之后,Na、Mg、Ca等雜質元素變化較大,含量不穩定,這可能是與水淬用冷卻水和清洗水的水質有關,建議企業增加水處理設備,將水淬冷卻水改為電阻率在15MΩ·m以上的去離子水,浮選之后清洗用水改為電阻率在18MΩ·m以上的去離子水。

另外,筆者也注意到,在磁選車間、酸洗車間、浮選車間和烘焙車間,建議應加裝大功率排塵裝置,如有條件的話,將這些車間改裝為至少十萬級以上超凈間,這樣可有效解決本環節出現的不確定因素。因為石英在經過溶液表面荷電過程,易吸附與表面荷電相異的有機極性物質,而且在電、磁和加熱過程中,石英砂表面易產生靜電,吸附空氣中的異電粒子,從而造成加工過程的二次污染。

3.2 管理方面

從企業生產現場可以看到,高純石英砂提純生產線自動化程度低,從原礦分選、破碎、酸洗、浮選到烘焙整個工藝流程需要用到大量人工,對于生產型企業來講會存在很多不確定因素,對人員素質要求較高,因此要求企業加強生產管理,加強人員培訓,組織實施標準化管理,對于穩定產品質量是很有益的。

4 結語

(1)采用硅石通過原礦分選、焙燒、水淬、破碎、磁選、酸浸、浮選、烘焙等工藝制備高純石英砂,對于滿足高新技術產業對高純石英砂的需求,推動高純石英砂提純技術進步和企業發展意義重大。

(2)通過采集數據,分析工藝流程,對各工序加工技術分別作了分析研究和有益探討,為優化工藝流程以及保證產品品質提供了保障基礎。

(3)根據工藝流程,分析各工藝段數據,建議增加原礦石的檢驗、增加水處理設備以及加裝排塵裝置或改裝超凈車間,以利于從技術上提高產品質量。

(4)根據企業現場生產情況,提出加強生產管理,借助管理手段穩定產品質量。

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