物料中的水分的几种结合状态、粒度与含水量的关系

物料中的水分的几种结合状态、粒度与含水量的关系

在含水的物料中，水分与固体物料的性质及其相互作用的关系，对脱水过程有着重大的影响。关于水分与物料的结合状态有着不同的分类方法，一般可以分为以下几种： 一、化合水分（即结晶水）

这种水分是与物质按一定重量的比值直接化合的水分。例如CuSO4·5H20中的水分子，它是物质的一个组成部分，这种水与物质牢固地结合在一起，只有加热到一定的温度时，使物质的结晶体破坏，才能使这种结晶水释放出来。在干澡过程中。这种水分是不能靠蒸发除去的，所以在干燥过程的计算中不考虑化合水分。 二、吸取水分（即分子水分）

由于吸附作用的结果，在固体物料周围空间中的水蒸气分子会被吸附到它的表面上，结果在固体的表面形成一层薄膜水分，其厚度为一个或数个分子，通常用肉眼是看不见的。此外，水分子还会钻入（扩散）到固体内部，又称为吸收。所以物料经吸附作用与吸收作用而结合的水分统称为吸取水分。吸取水分和物料的结合也是比较牢固的，一般机械脱水方法不能除去，干操方法也只能除去一部分。如果再放置在湿度较大的空气中，又会重新吸附周围的水分子，直至湿度平衡为止。 三、毛细管水分

由于松散物料之间存在着许多孔隙，有时固体颗粒内部亦存在着空穴或裂隙，这许许多多的孔隙如同很多的毛细管一样，水分在毛细管吸力的作用下能保持在孔隙之中。

如上图所示，毛细管吸力作用所能保持的水柱高度h，可由下式表示：

2σcosθ h = —————

γρg

式中 h——水柱高度；

θ——水与物料间的接触角； σ——水的表面张力； γ——毛细管的直径； ρ——水的密度。 由上公式可知：

（1）物料间的孔隙愈小（即γ小），要除去其间的水分愈难。这就是为什么细粒物料的脱水很困难的原因，有时只能用干操（汽化）方法脱除。 （2）亲水物料与水接触角小，即cosθ大，脱水也困难。

例如：物料中含有亲水性大的粘土、矿泥时，则会明显降低脱水的效果。反之，如果设法增加物料的硫水性，可使脱水容易。试验证明：在煤中加入适量的油类，由于增加了煤的疏水性，使煤的脱水效果有所提高。

物料的含水量与位度的大小有很大关系。细粗物料较粗粒物物含水大，一方面因为表面水分的含量与表面积大小有关，物料粒度愈细，其表面积愈大，吸附的水分愈多，所以表面水分含量愈高。另一方面是细粒物料有大量的细小的毛细孔隙，毛细管作用显著，因此较细物料含有较多的水分。

下图为各种粒度的煤，用不同方法过谁试验所得到粒度与水量的关系。曲线1为自然泄水的结果；曲线2是在泄水时加颇动；曲线3是用离心力（等于重力的78倍）过滤的结果。比曲线的结果可知：（1）粒度愈小，含水量愈高，但是粒度小一定的数值时，含水量的增加便很小。这是因为粒度小，其间容纳水分的空隙亦小；（2）物料的含水量因颤动及离心力作用时而显著减小，这是因为颤动时，可使颗粒互相挤紧，迫使间水分泄出，特别是在较强的离心力作用下，克服了毛细吸力，将其间水分驱除出来，显著提高了脱水效果。 四、重力水分

物料除了含有分子水分和毛细水分之外（化合水分不作脱水考虑），还可能含有大量的水，这些水和物料之间没有什么相互作用力，在重力作用个就可以脱除，这部分水称之为重力水分。毛细水和重力水统称为自由水，因为它们和固体物料之间没有牢固的结合力，比较容易脱除。

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