¿Cuál es el estado vinculante de la humedad en el material?

En materiales que contienen agua, las propiedades del agua y los materiales sólidos y sus interacciones tienen un gran impacto en el proceso de deshidratación. Existen diferentes métodos de clasificación para el estado de combinación del agua y las sustancias, que generalmente se pueden dividir en las siguientes categorías:

1. Agua unida (es decir, agua cristalina)

Este tipo de El agua se combina directamente con sustancias combinadas según una determinada proporción en peso. Por ejemplo, las moléculas de agua en CuSO4 · 5H2O son los componentes básicos de esta sustancia. Esta agua está firmemente unida a la sustancia. Sólo cuando se calienta a una determinada temperatura se pueden destruir los cristales de la sustancia y se puede liberar esta agua de cristalización. Durante el proceso de secado, esta agua no puede eliminarse por evaporación, por lo que el agua unida no se considera en el cálculo del proceso de secado.

En segundo lugar, absorber agua (es decir, agua molecular).

El resultado de la adsorción es que las moléculas de vapor de agua en el espacio alrededor de la sustancia sólida se adsorberán en su superficie, formando una capa. sobre la superficie sólida Una fina película de agua, de una o varias moléculas de espesor, normalmente invisible a simple vista. Además, las moléculas de agua penetrarán (difundirán) en el sólido, lo que también se denomina absorción. Por lo tanto, la adsorción y absorción de humedad combinada por los materiales se denominan colectivamente absorción de agua. La combinación de absorción de agua y materiales también es relativamente fuerte, y los métodos generales de deshidratación mecánica no pueden eliminarla, mientras que los métodos de secado solo pueden eliminar una parte. Si se coloca en aire con mucha humedad, las moléculas de agua circundantes se volverán a adsorber hasta que la humedad se equilibre.

3. Agua capilar

Debido a que hay muchos poros entre los materiales sueltos y, a veces, hay agujeros o grietas en las partículas sólidas, al igual que muchos capilares, bajo la acción de la succión capilar, El agua puede permanecer en los poros.

La altura h de la columna de agua que se puede mantener mediante succión capilar se puede expresar mediante la siguiente fórmula:

h =2σcosθ/rρg

Donde h es la altura de la columna de agua;

p>

θ——ángulo de contacto entre el agua y la sustancia;

σ-tensión superficial del agua;

r-diámetro del capilar;

ρ -La densidad del agua.

Según la fórmula anterior:

(1) Cuanto más pequeños sean los poros entre los materiales (es decir, cuanto más pequeño sea R), más difícil será eliminar la humedad que contienen. Por este motivo, los finos son muy difíciles de deshidratar y, en ocasiones, sólo pueden eliminarse mediante secado (vaporización).

(2) El ángulo de contacto entre los materiales hidrófilos y el agua es pronunciado, es decir, el cosθ es grande y la deshidratación también es difícil.

Por ejemplo, cuando el material contiene arcilla y limo altamente hidrofílicos, el efecto de deshidratación se reducirá significativamente. Por el contrario, si intentamos aumentar la hidrofobicidad del material, puede facilitar la deshidratación.

Los experimentos muestran que añadir una cantidad adecuada de aceite al carbón aumenta la hidrofobicidad del carbón y mejora el efecto de deshidratación del carbón.

El contenido de humedad del material tiene una gran relación con el tamaño de partícula. Los materiales de grano fino contienen más agua que los materiales de grano grueso. Por un lado, dado que el contenido de humedad superficial está relacionado con el área de la superficie, cuanto más fina es el tamaño de las partículas del material, mayor es su área de superficie y más agua absorbe, por lo que mayor es el contenido de humedad de la superficie. Por otro lado, los materiales finos tienen una gran cantidad de pequeños poros capilares y el efecto capilar es significativo, por lo que cuanto más finos son los materiales, más agua contienen.

4. Humedad por gravedad

Además de la humedad molecular y la humedad capilar (el agua unida no se considera deshidratada), el material también puede contener una gran cantidad de humedad, que puede eliminarse. bajo la acción de la gravedad, no hay interacción entre materiales. Esta separación de la humedad se llama humedad gravitacional. El agua capilar y el agua por gravedad se denominan colectivamente agua libre porque no tienen un vínculo fuerte con la materia sólida y se eliminan fácilmente.