Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Обезвоживание продуктов обогащения и оборотное водоснабжение обогатительных фабрик

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 791124.01.99
Рассмотрены вопросы обезвоживания продуктов обогащения, водоснабжения, хвостового хозяйства и организации оборотного водоснабжения на рудных обогатительных фабриках. Показаны основные процессы обезвоживания - дренирование, сгущение, фильтрование, сушка продуктов обогащения. Представлены конструкции применяемого оборудования и практика его применения, схемы обезвоживания различных продуктов обогащения и компоновка оборудования обезвоживающих установок. Приведены примеры реализованных проектов по глубокому обезвоживанию хвостов обогащения и рассмотрено применяемое для этих целей оборудование. Для студентов, обучающихся по специальности 21.00.00 «Горное дело» специализации «Обогащение полезных ископаемых».
Горлова, О. Е. Обезвоживание продуктов обогащения и оборотное водоснабжение обогатительных фабрик : учебное пособие / О. Е. Горлова, Н. Н. Орехова. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 236 с. - ISBN 978-5-9729-0895-0. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1902088 (дата обращения: 15.07.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.

О. Е. Горлова, Н. Н. Орехова










            ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ И ОБОРОТНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК



Учебное пособие



















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2022

УДК 622.794
ББК 33.4
    Г67

Рецензенты:
доктор технических наук, профессор кафедры обогащения полезных ископаемых Уральского государственного горного университета Ю. П. Морозов;
кандидат технических наук, технический специалист ООО «УралХимСервис» В. Ш. Галямов




        Горлова, О. Е.

Г67 Обезвоживание продуктов обогащения и оборотное водоснабжение обогатительных фабрик : учебное пособие / О. Е. Горлова, Н. Н. Орехова. -Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 236 с. : ил., табл.
           ISBN 978-5-9729-0895-0

    Рассмотрены вопросы обезвоживания продуктов обогащения, водоснабжения, хвостового хозяйства и организации оборотного водоснабжения на рудных обогатительных фабриках. Показаны основные процессы обезвоживания - дренирование, сгущение, фильтрование, сушка продуктов обогащения. Представлены конструкции применяемого оборудования и практика его применения, схемы обезвоживания различных продуктов обогащения и компоновка оборудования обезвоживающих установок. Приведены примеры реализованных проектов по глубокому обезвоживанию хвостов обогащения и рассмотрено применяемое для этих целей оборудование.
    Для студентов, обучающихся по специальности 21.00.00 «Горное дело» специализации «Обогащение полезных ископаемых».

                                                            УДК 622.794
                                                            ББК 33.4









ISBN 978-5-9729-0895-0

     © Горлова О. Е., Орехова Н. Н., 2022
     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2022
                            © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.......................................................6
Раздел I. Обезвоживание продуктов на обогатительных фабриках...8
Глава 1. НАЗНАЧЕНИЕ И РОЛЬ ОПЕРАЦИЙ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ
ПРИ ОБОГАЩЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ.............................8
1.1. Роль воды в обогащении полезных ископаемых................8
1.2. Назначение операций обезвоживания и их классификация......9
1.3. Виды влаги и влагоудерживающая способность материалов....11
Глава 2. ДРЕНИРОВАНИЕ НА ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИКАХ...................17
2.1. Общие сведения о дренировании............................17
2.2. Обезвоживание на дренажных складах.......................18
2.3. Обезвоживание в бункерах.................................20
2.4. Обезвоживание в ковшовых элеваторах......................21
2.5. Обезвоживание на грохотах и ситах........................23
2.6. Обезвоживание в механических классификаторах.............27
2.7. Интенсификация процесса дренирования.....................28
Глава 3. ФИЛЬТРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ....................30
3.1. Общие сведения о фильтровании............................30
3.2. Основное уравнение фильтрования для несжимаемых осадков..32
3.3. Кинетика процесса фильтрования...........................36
3.4. Типы фильтровальных перегородок и требования, предъявляемые к ним....38
3.5. Факторы, оказывающие основное влияние на процесс фильтрования.41
3.6. Классификация фильтров...................................44
3.7. Конструкции вакуум-фильтров..............................45
3.8. Схемы вакуумных фильтровальных установок.................67
3.9. Конструкции фильтр-прессов...............................73
3.10. Фильтр-прессы зарубежных производителей......................84
Глава 4. СГУЩЕНИЕ ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ........................92
4.1. Общие сведения о сгущении................................92
4.2. Кинетика процесса сгущения...............................93
4.3. Расчет сгустителей.......................................95
4.4. Факторы, влияющие на процесс сгущения....................96
4.5. Применение коагулянтов и флокулянтов в процессе сгущения.97

3

4.6. Классификация аппаратов для сгущения и осветления...........104
4.7. Конструкции радиальных сгустителей..........................105
4.8. Сгущение в магнитных дешламаторах и на магнитных сепараторах.110
4.9. Сгущение в тонком слое......................................113
4.10. Интенсификация процесса сгущения пульп в сгустителях высокой производительности SUPAFLO.......................................117
4.11. Сгущение в гидроциклонах и других аппаратах................123
Глава 5. ТЕРМИЧЕСКОЕ ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ.......................................................127
5.1. Общие сведения о термической сушке..........................127
5.2. Процессы влагообмена при сушке..............................129
5.3. Кривые сушки. Скорость сушки................................131
5.4. Конструкции сушильных установок.............................133
Глава 6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НА ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИКАХ.......................................143
6.1. Схемы обезвоживания.........................................143
6.2. Компоновка оборудования обезвоживающих установок............149

Раздел II. Хвостовое хозяйство и оборотное водоснабжение.........157
Глава 1. Оборотное водоснабжение обогатительных фабрик...........157
1.1. Водоснабжение и водоотведение на обогатительных фабриках.....157
1.1.1. Система водоснабжения ОФ...................................157
1.1.2. Сточные воды ОФ и система водоотведения...................159
1.2. Схемы водоснабжения обогатительных фабрик....................163
1.3. Схемы оборотного водоснабжения обогатительных фабрик........166
1.4. Кондиционирование вод в схемах оборотного водоснабжения.....171
  1.4.1. Кондиционирование солевого состава......................176
  1.4.2. Кондиционирование специфических неорганических примесей.177
  1.4.3. Кондиционирование оборотных вод по содержанию органических примесей.......................................................182
1.5. Примеры организации оборотного водоснабжения на обогатительных фабриках.........................................................184
Глава 2. ХВОСТОВОЕ ХОЗЯЙСТВО ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК...............190
2.1. Состав сооружений хвостового хозяйства......................190

4

2.2. Характеристика хвостов..................................192
2.3. Гидротранспорт хвостов..................................198
2.4. Типы хвостохранилищ и способы их заполнения.............199
2.5. Выбор площадки под хвостохранилище......................204
2.6. Хвостохранилища как очистные сооружения в системе оборотного водоснабжения................................................206
Глава 3. СГУЩЕНИЕ И СКЛАДИРОВАНИЕ ХВОСТОВ....................209
3.1. Общие сведения о сгущении хвостов.......................209
3.2. Пастовое сгущение хвостов...............................211
3.3. Фильтрование хвостов....................................216
3.4. Реализованные проекты складирования сгущенных хвостов...218
3.5. Оборудование для сгущения хвостов.......................226
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.....................................232

5

        ВВЕДЕНИЕ

    Вспомогательные процессы являются заключительными операциями в схемах переработки полезных ископаемых и предназначены для снижения влажности продуктов обогащения до кондиционного уровня, для гидравлического транспортирования и складирования отходов обогащения, осветления оборотных вод обогатительной фабрики, а также для пылеулавливания и очистки отходящих газов.
    Процессы обезвоживания продуктов обогащения по технологической и экономической значимости, а также по технической оснащенности оборудования, занимают одно из основных мест в переработке минерального сырья. На современных обогатительных фабриках затраты на разделение твердой и жидкой фаз составляют существенную долю общих капитальных и эксплуатационных затрат и достигают до 30 % общей стоимости переработки, поэтому процессам обезвоживания в настоящее время уделяется особое внимание во всем мире. Уровень развития технологии обезвоживания и оборудования на протяжении последних десятилетий существенно вырос. Появилось целое поколение нового высокоэффективного, полностью автоматизированного оборудования для сгущения, фильтрования, которое широко внедряется как при строительстве новых фабрик, так и при реконструкции существующих.
    С процессами обезвоживания продуктов обогащения тесно связаны вопросы организации оборотного водоснабжения на обогатительных фабриках, так как отделяемая от продуктов обогащения вода возвращается на фабрику и используется в качестве оборотной в технологическом процессе. В современных условиях роста себестоимости обогащения и цен на энерго- и материальные ресурсы сокращение издержек производства за счет рациональной организации складирования хвостовой пульпы и оборотного водоснабжения приобретает все большее значение. Одним из перспективных и активно развивающихся направлений в энергосбережении процесса складирования отходов является сгущение хвостовой пульпы с организацией частичного или полного водооборота на фабрике.
    Сгущение хвостовой пульпы позволяет снизить потребление электроэнергии и эксплуатационные расходы на хвостовое хозяйство за счет уменьшения количества перекачиваемой пульпы и сокращения числа насосов с уменьшением диаметра трубопроводов и соответственно стоимости; а также возможно осуществлять закладку отработанных пространств карьеров и шахт сгущенными хвостами. Сегодня в мировой практике строительства горно-обогатительных комплексов преобладают решения с организацией внутрифабричного оборота с глубоким сгущением всей хвостовой пульпы, а в некоторых случаях и с фильтрованием хвостов.
    Сегодня эффективность процессов обезвоживания продуктов обогащения, транспортировании и складировании хвостов, организации оборотного водоснабжения должна рассматриваться в широком смысле - как завершающих цикл переработки минерального сырья, как ресурсосберегающих и природоохранных.

6

    Целью учебного пособия является ознакомление студентов с теоретическими основами, современным состоянием, актуальными проблемами и достижениями в области обезвоживания продуктов обогащения на отечественных и зарубежных рудных обогатительных фабриках, а также с организацией хвостового хозяйства, оборотного водоснабжения, сгущения хвостов и внутрифабрич-ного водооборота на горно-обогатительных комбинатах.

7

РАЗДЕЛ I. ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ПРОДУКТОВ НА ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИКАХ

ГЛАВА 1. НАЗНАЧЕНИЕ И РОЛЬ ОПЕРАЦИЙ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ПРИ ОБОГАЩЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

        1.1. Роль воды в обогащении полезных ископаемых

    Обогащение полезных ископаемых в большинстве случаев производится в водной среде и на обогатительных фабриках наиболее распространены так называемые мокрые процессы обогащения, в которых раскрытие и разделение минеральных компонентов происходит в водной среде. К ним относятся мокрое измельчение с последующей гидравлической классификацией, большинство гравитационных и магнитных процессов, флотация, гидрометаллургическая переработка руд и концентратов. При измельчении и классификации вода служит транспортирующей и разделительной средой. Роль воды при гравитационном обогащении заключается в разделении смеси минеральных зерен по плотности в регулируемых потоках и в создании сред заданной плотности. Для обогащения слабомагнитных железных руд (гематитовых, мартитовых) основными являются мокрые гравитационные процессы - обогащение на отсадочных машинах, концентрационных столах, винтовых сепараторах.
    Больших объемов воды требует промывка глинистых железных и марганцевых руд. Для магнетитовых руд преобладающим способом обогащения является мокрая магнитная сепарация. На углеобогатительных фабриках вода расходуется на промывку углей, для отсадки и флотации, а также для транспортирования шламов. Процесс пенной флотации, получивший в последние годы наиболее широкое распространение для обогащения различного минерального сырья, также осуществляется в водной среде.
    В процессах обогащения вода в определенном соотношении к массе твердого материала проходит через весь технологический цикл обогатительной фабрики. Для получения наиболее высоких показателей разделения каждую технологическую операцию проводят при определенном отношении жидкого к твердому. Расход воды при обогащении полезных ископаемых зависит от геолого-минералогической характеристики исходного сырья и его обогатимости, от принятого процесса обогащения, сложности технологической схемы, конечной крупности получаемых продуктов. В среднем расход воды только на технологические нужды изменяется в пределах 3-6 м³ на 1 т обогащаемой руды и достигает 15-17 м³/т на фабриках с развитой гравитационной схемой. Такая вода называется технологической или производственно-технологической.
    Вода является универсальным средством для транспортирования продуктов обогащения по трубопроводам и желобам, например, из операции в операцию, из аппарата в аппарат. Значительные объемы воды расходуются на транспортирование отвальных хвостов в хвостохранилища.
    Кроме того, на обогатительных фабриках вода расходуется для охлаждения подшипников оборудования, в мокрых пылеуловителях для очистки дымо

8

вых газов сушильных отделений и воздуха от пыли, для смыва просыпей конвейеров, промывки оборудования, уборки помещений и т.п.
    Выделяют также хозяйственно-питьевую или хозяйственно-бытовую воду, применяемую для питья, гигиенических целей, в душевых, коммунальнобытовых сооружениях, в системах отопления, для тушения пожаров и пр.


        1.2. Назначение операций обезвоживания и их классификация


    В результате обогащения с использованием мокрых процессов продукты получаются сильно обводненными и в таком виде не могут быть отправлены на дальнейшую переработку, например, в металлургический передел, на ока-тышкование или брикетирование. Кроме того, излишняя влага в концентратах удорожает их перевозку и хранение, уменьшает их сыпучесть, повышает вероятность смерзания в зимнее время. Поэтому для удаления избыточной влаги (воды) из полезного ископаемого и продуктов обогащения применяют ряд операций, называемых в общем случае обезвоживанием.
    Обезвоживанием называют совокупность процессов удаления воды из обводненных продуктов обогащения.
    Обезвоживание является заключительным этапом в технологической цепочке обогатительной фабрики и обеспечивает получение товарных концентратов не только с требуемой массовой долей ценного компонента, но и кондиционных по содержанию влаги. Необходимость операций обезвоживания диктуется рядом причин.
    Во-первых, требованиями на влагу (кондициями) последующего передела концентрата - металлургического, химического и других производств.
    Например, для железорудных концентратов их влажность, наряду с массовой долей железа, является показателем качества концентрата, так как существенно влияет на качество производимых окатышей и агломерата.
    Показателем, по которому оценивается качество обезвоживания, является влажность. Влажность - отношение массы воды в продукте к массе влажного продукта. Влажность определяется по формуле:


W
W - G

w =

■100,%

(1.1)


где W - масса воды в продукте; G - масса сухого продукта.
    Содержание влаги в концентратах регламентируется ГОСТ и ТУ и должно быть в пределах:
    -  для магнетитовых концентратов на окомкование для получения офлюсованных окатышей - 9,5 %;
    -  для магнетитовых концентратов на окомкование для получения неофлю-сованных окатышей - 8,5 %;
    -  для магнетитовых концентратов, идущих на агломерацию, - 10 - 10,5 %;
    -  для концентратов цветных металлов, поступающих в плавку, - 5-10 %;
    -  для угля, идущего на коксование, - 7-8 %;
    -  для угля, идущего на брикетирование, - 12-15 %;


9

    -  для апатитовых, полевошпатовых и некоторых других нерудных концентратов - 1^1,5 %.
    Во-вторых, обезвоживание продуктов обогащения необходимо для улучшения условий их транспорта и хранения концентратов. При этом содержание влаги в концентратах зависит от их крупности, времени года, климатических условий района. В зимнее время предельное содержание влаги в концентратах должно быть минимальным, чтобы они не смерзались при транспортировке, так как это затрудняет разгрузку концентратов из железнодорожных вагонов, увеличивает простои транспорта, и в целом удорожает стоимость перевозок. В летнее время предельно допустимая влажность должна быть выше, чтобы снизить потери концентратов за счет пыления и просыпей при транспортировании их в открытых вагонах. Например, для карагандинских углей предельная влажность в зимнее время 7,5 %, в летнее - 10,5 %, для апатитового концентрата - в зимнее время 1 %, в летнее - 1,5 %.
    В-третьих, в зависимости от минерального состава полезного ископаемого и принятой схемы обогащения операции обезвоживания могут занимать различное место в технологической схеме. Если технологией предусмотрены пневматические, радиометрические или электрические методы обогащения, а поступающее сырье содержит избыток влаги, то его предварительно сушат. Например, асбестовую руду сушат перед пневматическим обогащением, а черновые концентраты руд редких металлов - перед их доводкой электрической сепарацией.
    В-четвертых, часто операции сгущения и дешламации находятся в середине технологической схемы обогащения, если из продуктов необходимо удалить часть воды перед последующей операцией, в которой процент твердого должен быть выше. На флотационных фабриках при обогащении полиметаллических руд сгущению подвергают коллективные концентраты флотации с содержанием твердого 35-40 % перед их доизмельчением, где необходима плотность пульпы 60-70 % твердого. На магнито-обогатительных фабриках операция дешламации служит и для удаления тонких породных шламов в слив, и для сгущения разбавленных пульп и обеспечения оптимального разжижения в последующей операции мокрой магнитной сепарации.
    В-пятых, отделяемая от продуктов обогащения вода используется в качестве оборотной. Осветление оборотной воды, то есть снижение содержания в ней частиц твердой фазы до необходимого уровня, позволяет использовать воду в технологическом процессе многократно. Применение оборотного водоснабжения на обогатительных фабриках позволяет значительно экономить свежую воду, снижая ее удельный расход с 12 до 0,7 м³/т, и предотвращает загрязнение водоемов, используемых для хозяйственно-питьевых целей, нужд рыбного хозяйства, то есть решает природоохранные задачи. Хвосты обогащения обезвоживают для удобства их складирования, уменьшения емкости хвостохранилищ и получения оборотной воды для технологических нужд. Обогатительные фабрики - крупные потребители воды, и возврат в производство оборотной воды имеет большое значение для сбережения водных ресурсов.

10

    В зависимости от свойств твердого (плотность, крупность частиц, их поверхностные свойства), соотношения Ж : Т в пульпе, требований к конечной влажности продукта, обезвоживание продуктов обогащения осуществляется в одну или несколько последовательных операций. К процессам обезвоживания относятся дренирование, сгущение, центрифугирование, фильтрование, сушка.
    В свою очередь эти процессы классифицируются на механическое обезвоживание - дренирование, сгущение, центрифугирование, фильтрование; и на термическое обезвоживание - сушка.
    Процессам обезвоживания служит специальная аппаратура, а для размещения обезвоживающего оборудования используются специальные производственные помещения - сгустительные отделения, фильтровальные, фильтровально-сушильные отделения.
    Несмотря на то, что обезвоживание относится к вспомогательным процессам обогащения полезных ископаемых, роль этих процессов постоянно возрастает, поскольку качество добываемых руд постоянно снижается, в результате чего переработке и обезвоживанию подвергаются всё большие объемы продуктов. Руды более низкого качества требуют более тонкого измельчения, а, следовательно, и более сложных и, соответственно, дорогостоящих процессов обезвоживания тонкоизмельченных концентратов с высокой удельной поверхностью, и более совершенного оборудования. Сегодня затраты на разделение твердой и жидкой фаз составляют существенную долю общих капитальных и эксплуатационных затрат на современных обогатительных фабриках.

        1.3. Виды влаги и влагоудерживающая способность материалов

    По количеству содержащейся в продуктах обогащения воды различают продукты обводненные, мокрые, влажные, воздушно-сухие и сухие.
    Обводненные продукты (пульпы или суспензии) - это механические смеси твердого и воды, обладающие подвижностью жидкости; содержат воды не менее 40 %.
    Мокрые продукты - получаются после предварительного обезвоживания обводненных продуктов, не обладают подвижностью жидкости и содержат в себе остатки гравитационной влаги, а также адсорбированную и капиллярную влагу. В них содержится от 15 до 40 % воды.
    Влажные продукты - содержат от 5 до 15 % влаги, не обладают текучестью; в них не содержится свободной гравитационной влаги, а присутствует лишь некоторое количество капиллярной, пленочной и гигроскопической влаги.
    Воздушно-сухие продукты - получаются после высушивания на воздухе влажных продуктов; в них содержится только гигроскопическая влага; влажность не более 5 %.
    Сухие продукты - получаются в результате термической сушки при условии испарения из материала большей части гигроскопической влаги. Сухие продукты не содержат внешней влаги.


11

    Прокаленные продукты - это продукты, из которых термически удалена химически связанная влага.
    На процессы удаления влаги из материалов значительное влияние оказывает энергия связи молекул воды с поверхностью твердого: чем больше энергия связи жидкости с поверхностью твердого, тем труднее отделить эту влагу, и, следовательно, тем больше конечная влажность продукта. На энергетическом принципе основана классификация форм связи влаги с материалом по П. А. Ребиндеру: 1) химическая связь (внутренняя влага); 2) физико-химическая связь (адсорбированная или гигроскопическая влага); 3) физико-механическая связь (капиллярная, гравитационная влага). Содержащаяся в продуктах влага подразделяется на внутреннюю, удерживаемую химическими силами, и внешнюю.
    Внутренней или химически связанной влагой называют влагу, содержащуюся в кристаллической решетке некоторых минералов в виде гидроксильных ионов в гидратах и в виде молекул воды в кристаллогидратах, например, в минералах карналлите KCI-MgCI-6H₂O, хризоколле CuSiO₃-2H₂O, хризотиле 3MgO-2SiO₂-2H₂O и др. В свою очередь внутренняя влага подразделяется на: конституционную - эта влага содержится в виде ионов H⁺, OH⁻, Н₃О⁺ (например, в малахите CuCO₃-Cu(OH)₂) и кристаллизационную - эта влага содержится в кристаллогидратах (например, в гипсе CaSO₄-2H₂O в молекулярной форме). В процессах обезвоживания химически связанная влага не удаляется, а удаляется в виде молекул воды при разложении химических соединений минералов при высокой температуре при обжиге или при прокаливании материала.
    Внешняя влага подразделяется на следующие виды (рис. 1.1):
   1.    Гигроскопическая влага - удерживается на поверхности минеральных частиц адсорбционными силами. Гигроскопическая влага поглощается, то есть адсорбируется гидрофильными материалами из воздуха и удерживается на поверхности в виде пленок силами адсорбции. Эта влага прочно связана с поверхностью. Ее поглощают материалы капиллярно-пористой структуры и хорошо растворимые в воде вещества. Количество поглощенной влаги увеличивается с увеличением влагосодержания воздуха. Доля ее в общей влажности обычно невелика.
   2.    Адсорбированная влага (пленочная) - это по природе физико-химическая влага, которая удерживается на поверхности частиц в виде гидратных пленок силами адсорбции. Пленочная влага обволакивает частицы твердого более толстой пленкой, чем гигроскопическая влага.
   3.    Капиллярная влага - это по природе физико-механическая влага, она заполняет промежутки между частицами и структурные пустоты, поры, капилляры в самих зернах и удерживается в них силами капиллярного давления. Капиллярные силы возникают на границе соприкосновения трех фаз - твердой, жидкой и газообразной и создаются поверхностным натяжением на искривленной поверхности (мениске) жидкости в капилляре. Капиллярная влага подвижна в материале и зависит от размеров капилляров и условий смачивания водой их поверхности.

12

    Капиллярную влагу можно разделить на внутрикапиллярную, капиллярностыковую и внутрипромежуточную влагу.

Рис. 1.1. Виды внешней влаги

     Внутрикапиллярная влага впитывается порами, трещинами, пронизывающими частицы твердого. Различают влагу макро- и микрокапилляров. К макрокапиллярам относят капилляры с радиусом более 10⁻⁵ см, а к микрокапиллярам -с радиусом менее 10⁻⁵ см, где 10⁻⁵ см - длина свободного пробега молекулы воды. В трещины и поры с радиусом капилляра менее 10⁻⁵ см могут проникать только молекулы адсорбированной влаги, а собственно капиллярная влага может находиться только в макрокапиллярах.
    Капиллярная влага удерживается силами капиллярного давления

Рк =

2а,г ■ cos в Гк

(1.2)

где ож₋г - поверхностное натяжение на границе жидкость - газ; 6 - краевой угол смачивания; r к - радиус капилляра.
    Капиллярно-стыковая влага скапливается в местах стыка частиц осадка. При сферической форме частиц одного диаметра вода имеет вид двояковогнутой линзы, боковая поверхность которой выпукло-вогнутая. Такое отдельное скопление воды принято называть водной манжетой, а всю воду, находящуюся в осадке в форме манжет, - капиллярно-стыковой.
    Внутрипромежуточная влага заполняет все промежутки между частицами осадка, представляющие собой систему разветвленных, соединяющихся между собой каналов. Эта влага называется также влагой капиллярного подъема. При фильтровании пористых осадков удаляется только внутрипромежуточная и часть капиллярно-стыковой влаги; внутрикапиллярная влага не удаляется.
    4.     Гравитационная влага - это свободная влага, она появляется, когда все капилляры, поры и промежутки между частицами заполнены водой. Гравитационная влага свободно перемещается между частицами твердого под действием силы тяжести. Она составляет основной объем воды в продуктах мокрого обогащения.
    Влажные материалы в зависимости от форм связи и содержания влаги делятся на: 1) коллоидные, 2) капиллярно-пористые, 3) капиллярно-пористые

13