黑火药的性质及其事故预防

黑火药的性质及其事故预防黑火药的性质及其事故预防摘要：黑火药，简称黑药，因为它在燃烧时会产生烟，又称有烟药。现在虽然已经被无烟火药及三硝基甲苯等炸药取代，但是现在还有生产以作为烟花、鞭炮、导火索、点火药、采石、模型火箭、战争电影的爆炸特效、发烟特效以及仿古的前镗上弹枪支的发射药等使用。黑火药在目前的生产生活中仍然应用较为广泛，由于缺乏对黑火药性质的认识而造成人员伤亡的事故时有发生：2005年，安徽凤阳牛某为牟取暴利，非法制造黑火药，并在一次火药意外爆炸中，将爱妻烧伤致死；2012年6月22日，一辆运载黑火药的货车在汉十高速公路枣阳服务区附近发生爆炸，车上2人当场死亡，对向车道4人受伤……因此，充分研究黑火药的特性并在此基础上探索事故预防措施很有必要。关键词：黑火药性质事故预防一、黑火药的成分及作用黑火药，简称黑药，因为它在燃烧时会产生烟，又称有烟药。黑火药是以硝酸钾为氧化物，木炭为可燃物，硫磺为粘合剂的一种机械混合物。1.硝酸钾硝酸钾在黑火药中做氧化剂。硝酸钾含氧丰富，在350℃时，即可分解而放出氧。分解反应如下：硝酸钾分解放出的氧，可使黑火药中的可燃物（木炭和硫）燃烧，从而生成气体，放出热量。2.木炭木炭在黑火药中作可燃物。制造黑火药用的木炭（），含碳量在72～80%之间，一般用柳、杨和白杨等木材烧制而成。碳与氧作用，生成气体，放出热量。如：3.硫硫在黑火药中的作用有三：3.1作粘合剂。硫可将黑火药中的各成分粘合在一起，使黑火药具有一定的强度，从而保证黑火药在运输、使用及保管过程中不易破碎，使黑火药在燃烧时，燃速不至改变。这是硫的主要作用。3.2作可燃物。硫也可与氧作用，生成气体，放出热量。反应如下：3.3使黑火药易于点火。因为硫的着火点低，而且在硫与硝酸钾作用时生成、对燃烧反应具有催化作用。二、黑火药的性质1.物理性1.1外观粒状黑火药表面光滑，而且微带金属光泽。颜色呈兰黑色或灰黑色，粒状药为灰黑色。1.2密度粒状黑火药的真密度在1.6～1.93g/cm3之间，密度对黑火药的燃烧性质、机械强度和吸湿性都有一定影响，是黑火药的一个重要性质。质量良好的粒状黑火药，用手指捻药粒时，不仅不会将手指染黑，而且不碎；倒在白纸上滑下，在纸上不留药粉；取一小堆药粒在白纸上点燃，迅速燃尽，不烧着白纸，也不留下明显残渣。2.安定性2.1化学安定性黑火药的化学安定性很好。硝酸钾在350℃以上时才会分解，碳和硫更安定，因此，在长期贮存中不会发生分解现象。2.2物理安定性黑火药的物理安定性较差，容易受潮变质，这是黑火药的主要缺点。黑药的吸湿，主要由成分中的木炭和硝酸钾引起。木炭的吸湿，是由于表面吸附和毛细管作用引起的。硝酸钾一般都混有少量杂质，由于杂质的吸湿点较低，对黑火药的吸湿有一定的影响。黑火药的吸湿，比单纯的木炭或硝酸钾复杂。拿粒状黑火药来说，药粒本身也有很多毛细管，因此，药粒的密度越大，内部空隙就越小，毛细作用就越弱，吸湿性也就越小；药粒越大，颗粒表面越光滑，比表面就越小，表面吸附作用就越小。黑火药规定含水量为0.7～1.0%，吸湿量超过2%，点火变得苦难，燃速大大下降，吸湿达15%，失去燃烧性质甚至不能点燃。3.爆炸性3.1感度黑火药的火焰感度很大，很容易用火焰引燃，铁与铁和铁与石摩擦产生的火星都能引起黑火药发火。其五分钟发火点为300℃左右。黑火药的机械感度也较大，其冲击感度爆炸百分数为50%，将药粒铺在铁与铁、铁与黄铜或黄铜与大理石之间摩擦，都能使其发火，甚至在两木面之间摩擦，也能使黑药发火而燃烧。3.2燃烧3.2.1火焰力量强：黑火药燃烧时，既能生成高温气体，又能生成大量的高温固体，夹杂在火焰中使其点火能力大大加强。这是由于固体的密度比气体大，所储存的热量比气体大得多，使火焰不仅有足够的长度，还有足够的温度和作用时间。黑火药的燃烧反应方程式比较复杂，以卡斯特提出的方程式为例：由上式算得：比容为0.28kg/m2；爆热为2780KJ/kg。生成物中，气体约占57%，固体约占43%。3.2.2传火和燃烧速度快：黑火药在一个大气压下点燃后，火焰能在药粒表面迅速传播，其传火速度为1～3m/s。3.3.3密度大的黑火药，能有规律地逐层燃烧：黑火药的密度小时，燃速大，燃烧无规律。密度增大，燃速减慢。当密度等于或大于1.8g/cm2时，燃速几乎保持不变，约为7～10mm/s，而且这时即使在较大的压力下，也能有规律地逐层燃烧。黑火药在燃烧时，外界压力越大，燃烧速度越快。三、黑火药事故预防措施了解和掌握黑火药成分、性质，才能保证生产、装卸、运输、贮存、使用等环节的安全性。生产环节：生产企业和人员必须具备相应资质和资格，生产过程严格遵守法律法规和国家标准。装卸环节：装卸人员必须了解黑火药特性，了解相关安全规定，不准穿铁钉、硬底、高跟鞋和易产生静电的服装作业。装卸作业应在白天进行，避免日晒，天气恶劣时立即停止作业。机动车辆车辆熄灭平稳停靠在仓库门前2.5m以外，严禁车辆在离仓库门2.5m以内装卸。装卸作业人员一人一次只准搬运一件，作业时轻拿轻放。装卸时发现包装破裂，应单独放在一边，以便及时更换包装。仓库内堆箱高度不得超过5箱。运输环节：应防火、防冲击或摩擦，车辆必须与地线接触良好，以免发生事故。保存环节：应放于远离火源、阴凉干燥、少氧（隔绝法）的地方。加强平时检查，定期进行测温、化验，并采取相应安全措施，防止发生自燃或爆炸。使用阶段：由于黑火药在常压下有很快的传火速度和较大的燃烧速度，因此，如果要用火点燃黑火药时，严禁直接点火，尤其在黑火药数量较大的情况下更应注意，否则极易造成烧伤