Обезвоживание

ОБЕЗВОЖИВАНИЕ (а. dewatering, dehydrating; н. Entwasserung; ф. deshydratation, essorage, egouttage, dessiccation; и. deshidratacion) — процесс отделения жидкой фазы (обычно воды) от полезного ископаемого или полученных из него продуктов переработки.

В горной промышленности обезвоживание применяется при подготовке и эксплуатации месторождений твёрдых полезных ископаемых, обогащении твёрдых полезных ископаемых, утилизации пылей и шламов фабрик, окусковании, добыче нефти и др. В зависимости от заданной степени удаления влаги для обезвоживания применяют дренирование, сгущение, фильтрование и сушку. В результате обезвоживания получают обезвоженный материал с влажностью; при дренировании 20-30% (иногда 5-10%), сгущении 40-60%, фильтровании 7-15% (иногда до 25%), сушке 0,5-7%.

На процесс обезвоживания оказывают влияние свойства поверхности минералов, их минералогический и гранулометрический состав, содержание твёрдого компонента в исходной пульпе, плотность твёрдой фазы, pH среды, температура пульпы и друге факторы. Важное значение для обезвоживания имеют требования к содержанию твёрдого компонента в обезвоженных продуктах и осветлённой воде. Обезвоживание минерального сырья в месторождениях (осушение месторождений) производится естественным или принудительным дренированием. При истощении запасов полезных ископаемых и ухудшении их технологических свойств роль обезвоживания непрерывно возрастает. При эксплуатации обводнённых месторождений полезных ископаемых используют сложные способы обезвоживания.

Наибольшее применение обезвоживание находит при обогащении полезных ископаемых, осуществляемом в основном в водной среде. Продукты обогатительных фабрик в значительной степени обводнены и непригодны для дальнейшего металлургического передела или транспортировки. Поэтому все концентраты подвергаются обезвоживанию. В отдельных случаях проводят обезвоживание отходов обогатительных фабрик в основном с целью выделения из них воды для оборотного водоснабжения либо для сухого складирования отходов. Влагу в продуктах обогащения в зависимости от энергии её связи с поверхностью минерала подразделяют на гигроскопическую, удерживаемую за счёт адсорбционных сил; плёночную, связанную с поверхностью силами молярного притяжения; капиллярную, которая заполняет поры между частицами минерала и удерживается капиллярными силами; гравитационную, заполняющую все промежутки между частицами. При обезвоживании удаляется обычно гравитационная и капиллярная влага. При термической сушке возможно удаление всей влаги.

Продукты крупнее 0,1 мм обезвоживаются дренированием за счёт фильтрации жидкости через зазоры между твёрдыми частицами под действием силы тяжести (иногда при дополнительном воздействии механических колебаний). Тонко измельчённые минеральные продукты обезвоживают сгущением, фильтрованием и термической сушкой. Термическая сушка применяется в том случае, если заданную влажность невозможно достигнуть сгущением и фильтрованием. Обезвоживание осуществляется в обезвоживающих установках. Для интенсификации процессов обезвоживания используется флокуляция и коагуляция тонких частиц. Если концентраты обладают магнитными свойствами, как, например, магнетитовый железорудный концентрат, то используется магнитная флокуляция, т.е. намагничивание пульпы перед подачей её в сгущающий аппарат. Для немагнитных материалов применяют реагенты — флокулянты (обычно полиакриламид) или коагулянты (соли поливалентных металлов, известь и др.). С уменьшением крупности измельчения руд и увеличением объёмов их переработки всё большее распространение получает фильтрация под давлением, позволяющая наиболее полно удалять влагу из пульпы без применения термических методов.

Обезвоживание нефти проводится для выделения пластовой воды из продукции нефтяных скважин на нефтяных промыслах. Обезвоживание основано на разрушении водонефтяной эмульсий (см. Деэмульсация). Содержание воды в нефти после её обезвоживания (перед подачей в систему магистральных нефтепроводов) не должно превышать 1%. Обезвоживание нефти имеет важное значение для охраны окружающей среды, т.к. выделяемая при этом пластовая вода закачивается обратно в продуктивные горизонты (для поддержания пластового давления), а следовательно, сокращается использование для этих целей пресной воды.