Аэрация

АЭРАЦИЯ (от греч. aer — воздух * а. aeration; н. Beluftung, Luftwechsel, Durchluftung; ф. aeration; и. aireacion) — управляемый воздухообмен или насыщение жидкостей воздухом. В горной промышленности аэрация осуществляется в карьерах (см. Проветривание карьеров), производственных зданиях (например, аэрация агломерационных и обогатительных фабрик), а также в гидротехнических процессах (отстойных бассейнах шахтных, карьерных, сточных фабричных вод, системах подготовки буровых растворов и др.).

Аэрация зданий происходит за счёт разности плотностей наружного и внутреннего воздуха и воздействия ветра на стены и покрытия зданий. Воздухообмен (разжижение и вынос вредных веществ) достигает 1 млн. м3/ч без затраты энергии на перемещение воздуха. Аэрация жидкостей производится при очистке производственных сточных вод от вредных примесей (гидроокиси железа, сероводорода и других химических соединений) перед сбросом в естественные водоёмы, при интенсификации процессов обогащения, проходке буровых скважин, откачке воды с помощью эрлифта и др.

Сточные воды горных предприятий очищают от вредных газов в плёночных дегазаторах (в аппаратах поддерживается противоток воды и воздуха) или барботажных (пропускание воздуха через жидкость). Обработка кислых железосодержащих шахтных вод осуществляется в основном в ступенчатых аэраторах, размещаемых над распределительным каналом отстойника. Установка представляет собой систему насадок из реек, расположенных на расстоянии 0,4 м друг над другом. При содержании Fe2+ до 52 мг/л применяют 5 насадок, при большем — число их увеличивают или производят повторную аэрацию, барботаж. Биологическая очистка сточных вод осуществляется микроорганизмами активного ила. Сточная вода непрерывно перемешивается и аэрируется до насыщения кислородом воздуха. Аэрация производится пневматическими, механическими, пневмомеханическими и струйными аэраторами.

Аэрация пульпы для последующей флотации интенсифицируется специально вводимым в пульпу реагентом — пенообразователем, что способствует диспергированию воздуха на мелкие пузырьки. Эти реагенты препятствуют также слиянию мелких пузырьков в крупные и уменьшают скорость их всплывания в пульпе, что усиливает аэрацию и положительно влияет на флотацию. В оптимальных условиях в механических флотационных машинах основная масса пузырьков имеет диаметр 0,8-1 мм, в пневматических 2,5-4 мм. Производительность машин пропорциональна объёму аэрированной зоны пульпы в камере машины.

Аэрация буровых растворов осуществляется при бурении скважин для создания гидродинамического равновесия в системе скважина — пласт и тампонирования поглощающих пластов, снижения гидродинамического давления на забой и улучшения его очистки, повышения качества вскрытия продуктивных пластов за счёт бурения в режиме депрессии или равновесия. Для создания аэрированных растворов воздух (реже природный газ, азот, гелий) и жидкость с помощью компрессоров и насосов нагнетаются в бурильную колонну к долоту и далее к устью скважины, которое при этом герметизируется вращающимся превентором. Регулирование давления на водогазонефтеносные пласты и стенки скважины и предупреждение притоков (выбросов) пластовых флюидов, обрушение неустойчивых пород обеспечиваются за счёт изменения расходов жидкой и газовой фаз и системы противодавления на устье скважины.