童碧海，華中勝，姚永林,趙 卓

(安徽工業(yè)大學(xué) 冶金工程學(xué)院，安徽 馬鞍山 243002)

安徽工業(yè)大學(xué)有色冶金專業(yè)是于2011年有色金屬冶金系成立以后開設(shè)的一個(gè)新專業(yè)。稀貴金屬冶金學(xué)是有色冶金專業(yè)的專業(yè)必修課?，F(xiàn)結(jié)合我們?cè)诮虒W(xué)中的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，談幾點(diǎn)在課程內(nèi)容改革與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面所做的工作。

一、目前稀貴金屬冶金學(xué)課程存在的問題

稀貴金屬冶金學(xué)是全面介紹稀貴金屬冶金過程的原理及工藝的課程，是稀貴金屬冶金方面的骨干課程。該課程存在如下問題：

一是內(nèi)容覆蓋面廣，不同金屬的冶煉又有其各自特點(diǎn)。稀貴金屬在不同國家的定義不相同，按我國慣例，59個(gè)元素被列為稀有金屬，8個(gè)元素被列為貴金屬，因此包含的金屬非常之多。該課程目前有《稀有金屬冶金學(xué)》(李洪桂，1990年版)和《貴金屬冶金學(xué)》(賓萬達(dá)，盧宜源，2011年版)兩本教材，雖然稀貴金屬種類繁多，但同族金屬的冶金過程的原理及工藝均大同小異，故稀有金屬選擇了其中的鎢、鉬、鈦、鋯、鉿、鉭、鈮、稀土金屬為代表進(jìn)行闡述。而貴金屬則選擇了金、銀、鉑族(鋨、銥、鉑、釕、銠、鈀)金屬為代表進(jìn)行闡述。即便如此，由于這些金屬又具有一些獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，分離提純的方法還是有差別，因此需要講述的知識(shí)點(diǎn)比較多，內(nèi)容比較繁雜。目前該課程在大三第二學(xué)期授課，共40學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)較少，比如中南大學(xué)《稀有金屬冶金學(xué)》這一版本教材就有64學(xué)時(shí)(含實(shí)驗(yàn)課)[1-2]。

二是教材內(nèi)容陳舊，與行業(yè)發(fā)展及社會(huì)需求嚴(yán)重脫節(jié)。目前使用的《稀有金屬冶金學(xué)》教材是1990年版，《貴金屬冶金學(xué)》教材是2011年版的。由于教材編寫時(shí)間早, 其中許多內(nèi)容較陳舊, 與現(xiàn)行生產(chǎn)實(shí)踐存在較大差別。如我國鎢資源2/3以上是難處理的白鎢礦和黑白混合礦，白鎢礦原料分解的方法教材中主要介紹的是蘇打高壓浸出法、酸分解法和蘇打燒結(jié)法，而實(shí)際上隨著近年來我國鎢工業(yè)的蓬勃發(fā)展以及鎢提取冶金的技術(shù)進(jìn)步，出現(xiàn)了酸洗脫磷-帶壓酸分解-堿溶-離子交換工藝，添加磷酸或磷酸鹽的堿壓煮分解法等已產(chǎn)業(yè)化的新工藝[3]。在金的冶煉中，教材以較大篇幅重點(diǎn)介紹了混汞法提金的原理及工藝流程，這種對(duì)環(huán)境污染大的落后工藝，已經(jīng)非常不適應(yīng)社會(huì)的需求，在行業(yè)中也已經(jīng)很少被采用。但是對(duì)目前主流的氰化提金工藝的新進(jìn)展卻介紹不多。在這樣背景下，學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)將與現(xiàn)實(shí)工業(yè)生產(chǎn)嚴(yán)重脫節(jié)，使學(xué)生在進(jìn)入工作崗位時(shí)完全跟不上形勢(shì)。

三是與其它專業(yè)課重復(fù)的內(nèi)容偏多。比如，鎢冶金一般過程的基本原理，在有色冶金原理中已經(jīng)有較大篇幅進(jìn)行講述，而在本課程中又用了10個(gè)學(xué)時(shí)來講；在鎢的提煉、稀土的提煉中都講述了離子交換、有機(jī)溶劑萃取法及其設(shè)備，在金提取中較大篇幅講述了選礦等內(nèi)容。很多內(nèi)容跟有色冶金原理和有色冶金設(shè)備等課程重復(fù)。這不但增加了講授的課時(shí)負(fù)擔(dān)，更使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣降低，不能突出該課程的重點(diǎn)和特色。

四是探索性問題匱乏，缺少實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不足。教材中探索性的問題比較少，這首先跟這門課程的特點(diǎn)有關(guān)，稀貴金屬冶金學(xué)講解冶金的原理但更多的是講解冶金的工藝條件，是人們?cè)陂L期工程實(shí)踐中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致很多工藝問題回歸到理論往往難以解釋，因此探索性問題比較難提出。這樣導(dǎo)致的后果就是，學(xué)生的知識(shí)難以成體系，缺乏發(fā)散性，難以應(yīng)對(duì)實(shí)踐中課程里沒有遇到的問題，缺乏創(chuàng)新的基礎(chǔ)。有色系是新成立的專業(yè)，配套的實(shí)驗(yàn)條件還不完備，與之相關(guān)的教師科研設(shè)施也較少，但是課程中很多工藝過程往往與具體的設(shè)備相結(jié)合，如果不能接觸到這些設(shè)備，沒有直接的觀察，通過想象是沒辦法理解課程中的工藝流程的，只能死記硬背，學(xué)習(xí)興趣尚且難以提起，更不要說創(chuàng)新能力的培養(yǎng)了[4]。

二、課程教學(xué)內(nèi)容的改革

針對(duì)上述問題，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中，進(jìn)行了以下課程內(nèi)容的改革。

第一，精簡(jiǎn)內(nèi)容。鑒于課時(shí)有限，將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了精簡(jiǎn)。稀有金屬冶金部分：不管是從市場(chǎng)需求還是從理論深度及冶煉難度來看，鉭鈮冶金相比于鎢冶金和鈦冶金來說都差一些，并且工藝流程與鎢鈦冶金也有相似之處，因此這部分的內(nèi)容不在課堂上講解，留給感興趣的學(xué)生自學(xué)。而高純及致密稀有金屬生產(chǎn)部分與冶金設(shè)備課程極其相關(guān)，不同金屬間的處理流程差別不大，因此該部分的內(nèi)容也不在課堂上講解。鋯鉿的性質(zhì)與鈦的性質(zhì)存在很多相似的地方，冶金的難度也比鈦冶金的難度低，因此該部分內(nèi)容留給學(xué)生自學(xué)。貴金屬冶金部分：貴金屬二次資源的綜合利用，由于對(duì)不同組成的二次資源處理方法會(huì)根據(jù)實(shí)際情況做出相應(yīng)的調(diào)整，但大體都是不同金屬冶金方法的組合，方法原理上與純金屬的冶金沒有太大差別，因此不在課堂上講解。與其他現(xiàn)行課程重復(fù)的溶劑萃取設(shè)備，從陽極泥中提取金銀等內(nèi)容也在教授時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。

第二，更新內(nèi)容。針對(duì)教材內(nèi)容陳舊的問題，我們對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行了更新，將企業(yè)現(xiàn)行工藝引入到課程教學(xué)中。比如在鎢冶金部分，講解在處理白鎢礦時(shí)采用的高堿度高溫高壓分解白鎢礦-堿性萃取的工藝流程及其特點(diǎn)，以及酸洗脫磷-帶壓酸分解-堿溶-離子交換等新工藝[3]，并探討在鎢冶金中低排放高效率鎢提取技術(shù)的一些現(xiàn)狀，說明企業(yè)在節(jié)能減排方面所做的努力，讓學(xué)生樹立綠色冶金的觀念。2011年在安徽發(fā)現(xiàn)了沙坪溝鉬礦，該礦是安徽省50年來發(fā)現(xiàn)的唯一的世界級(jí)內(nèi)生金屬礦床，也是“亞洲第一、世界第二”的特大型鉬礦床，已查明鉬金屬資源量245.94萬噸，潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)數(shù)千億元。2012年，金寨縣和安徽省地礦局組建了鉬礦開發(fā)股份公司——安徽金沙鉬業(yè)有限公司。在人才培養(yǎng)應(yīng)符合社會(huì)需求的背景下，更新并完善鉬冶金的相關(guān)內(nèi)容，比如介紹近年來鉬冶金學(xué)上最大的創(chuàng)新鉬熱壓法工藝，用氧氣氧化鉬精礦，可以生產(chǎn)工業(yè)氧化鉬或化學(xué)級(jí)三氧化鉬，該工藝環(huán)境友好，不存在煙塵回收與處理問題，鉬資源利用率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，常伴生于輝鉬礦中昂貴的錸得到有效的利用[5-6]。在講授金的氰化提金時(shí)介紹目前出現(xiàn)的一些新型的吸附提金材料，以及由此帶來的處理流程上的簡(jiǎn)化[7]。介紹行業(yè)現(xiàn)狀、相關(guān)龍頭企業(yè)情況，使學(xué)生對(duì)行業(yè)形成初步認(rèn)識(shí)，為就業(yè)做好準(zhǔn)備。

第三，提出探索性問題。以探索性問題為依托，在教學(xué)中積極調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。例如在鎢鉬分離方面，讓學(xué)生調(diào)研鎢鉬分離的原理有哪些。比如利用鉬比鎢更親硫，利用鎢鉬雜多酸解聚后性質(zhì)上的差異，利用形成同多酸條件的差異等都可以將鎢鉬分離[8]，讓學(xué)生從原理上了解到不同工藝的不同之處，以及各種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，把學(xué)生的思路打開，從根本上思考冶金新工藝是如何開發(fā)出來的。在鈦冶金課程中，鈦的制取采用四氯化鈦的活潑金屬還原法及電解還原法。但上課時(shí)我們讓學(xué)生計(jì)算二氧化鈦還原的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，再討論直接用二氧化鈦還原的可能性。進(jìn)而讓學(xué)生了解到目前國內(nèi)外科學(xué)家對(duì)直接從TiO2中制取鈦都非常感興趣[9-10]。通過對(duì)這些先進(jìn)工藝的了解，開闊學(xué)生視野，提高學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)中經(jīng)常提出探索性問題，并加以引導(dǎo)和討論，增加課程學(xué)習(xí)的深度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

第四，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)。為了加深學(xué)生對(duì)工藝的理解，在另一門實(shí)驗(yàn)課中增設(shè)了“溶劑萃取法從鎢酸鈉溶劑制取鎢酸銨溶液”的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解溶劑萃取的流程及設(shè)備，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，加深對(duì)設(shè)備的認(rèn)識(shí)和對(duì)工藝的理解。組織學(xué)生參觀有色教研室的設(shè)備，比如高壓浸出設(shè)備、熔鹽電解設(shè)備、高溫煅燒設(shè)備以及成分分析檢測(cè)設(shè)備，使其了解設(shè)備構(gòu)造，并結(jié)合教材講解在相關(guān)冶金流程中的使用方法，使學(xué)生對(duì)設(shè)備有較為直觀的認(rèn)識(shí)。

三、結(jié)語

通過對(duì)稀貴金屬冶金學(xué)課程內(nèi)容的改革，保留了現(xiàn)行教材的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又補(bǔ)充行業(yè)最新研究成果，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過教學(xué)網(wǎng)站提供的閱讀材料，設(shè)備流程動(dòng)畫來擴(kuò)展學(xué)生的視野，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)及探索性學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，使本校的畢業(yè)生在就業(yè)市場(chǎng)上更有競(jìng)爭(zhēng)力。