171、為什么電光花等線香類產品能綻開放出美麗的火星火花?
電光花等線香類煙花燃燒時產生美麗的火花,煙火學中稱之為火花效應,這類效應大體上分為火星火花和分支火花兩種,電光花等線香類產品為分支火花,分支火花一般是利用鐵粉等金屬被高溫加熱燃燒時產生的,是高溫的液體或固體物質,在噴射到空氣中時發生爆裂,分離為許多松葉針狀火花的一種現象。使用鐵粉產生分支火花時要求鐵粉中含有一定量的碳(含碳量為7%左右),純鐵粉是不產生分支火花的。
火星火花一般是遠處觀賞是由于木炭、金屬等從燃燒的煙火劑中作為未反應的物質或重新形成的物質,在高溫下噴射出來與空氣中的氧作用,導致第二次燃燒而形成的,為了獲得好的火星效果,其負氧差需配制適當,而且還必須調整好藥劑的燃燒溫度,才能得到美麗的火星火花。
172、煙霧類煙花產品的煙霧是怎樣產生的?
煙霧類煙花燃放時產生彩色煙霧的原因一般有兩種:(1)利用煙霧劑燃燒產生化學反應生成煙(例如藥劑中含有硝酸鉀、硫磺、雄黃等成分,燃燒后分解出三硫化二砷氣體這種氣體呈黃色煙霧狀)。(2)利用燃燒產生的熱量使染料升華獲得彩煙,藥劑燃燒后產生的熱量使染料由固體顆粒升化為彩色蒸氣,在大氣中染料冷凝成有色煙云,彩色煙云都是利用這種方法獲得的。要想獲得理想的彩色煙云,通常都是采用有機染料升華的方法并且藥劑燃燒溫度不宜太高,如果超過染料的分解溫度會使有機染料分解,則不會獲得有色煙云。在煙霧中有機染料有靛藍、玫瑰精、偶紅、次甲藍、槐黃、酞青藍等。
173、禮花彈和火箭煙花為什么能發射到高空?
禮花彈和火箭煙花的升空是由于禮花彈彈體上和火箭筒體內裝有發射藥,又叫動力藥劑,一種能產生發射和推進效應的煙火劑。藥劑點燃后,產生高溫、高壓氣體的膨脹把彈體從發射筒中拋射出來(禮花彈發射和吐珠類等煙花發射都是此原理)或者是利用藥劑燃燒后氣體膨脹,從火箭筒噴口中排出,產生后推力,使筒體本身運動,前者為拋射效應,后者推進效應。
為了保證禮花彈和火箭煙花升空,對發射藥(動力藥劑)質量要求很高,該藥劑應具有以下特點:
(1)應達到所需要的燃燒速度;
(2)燃燒后應產生大量的氣體生成物;
(3)燃燒后只能產生少量殘渣。
174、爆竹劈劈啪啪的響聲是怎樣產生的?
爆竹是由于紙筒中裝有煙火藥,在密閉條件下燃燒產生激烈的爆炸反應,炸碎紙筒而發出響聲,這種藥劑我們通常稱為爆音劑。
在爆竹產品的生產中以黑火藥為爆炸音劑生產的爆竹稱為黑藥炮(又叫硝酸鹽炮)。以高氯酸鹽為氧化劑生產的爆竹稱為白藥炮。
爆音藥劑的燃燒速度和燃燒時的氣體及比熱一般要求較高,否則就不容易由燃燒轉為爆炸。
175、黑火藥在煙花爆竹中的作用有哪些?
黑火藥是我們偉大祖國四大發明之一。它不但用于軍事和工業上,在花炮的制造中也得到廣泛的應用,它可以制成花炮發射藥、爆炸藥、旋轉藥、噴射藥、引燃藥、延期藥等,事實上幾乎每種花炮都要用黑火藥。
黑火藥的組成是由硝酸鉀、硫磺、木炭三種原料組成的混合火藥,其配比是按在煙花爆竹中使用的效應不同,比例亦不同。硝酸鉀在黑火藥中作為氧化劑起供氧助燃作用。硝酸鉀在一定溫度下放出氧,然后與碳和硫發生氧化還原反應。木炭是可燃物,硫磺在黑火藥中也是可燃物,又可起黏合劑作用。
176、煙火藥劑的主要制造工藝流程是什么?
煙火藥劑的制造過程和其工序是比較危險的,容易發生燃燒或爆炸事故,因此在煙火藥制造過程中特別要注意安全生。
煙火藥劑的種類很多,但制造工藝大體相同,一般分為材料準備和藥劑制造兩部分。煙火藥劑制造工藝的工藝流程如下:
原材料準備→原材料粉碎篩選→原料稱量→配制與混合→壓藥與造!幬锔稍
在以上工藝流程中影響和危及人身安全的主要是藥物純度,藥物理化安定性、藥劑感度和是否違反操作規程生產。
177、制定銷毀處置廢藥(品)方案應包括哪些內容?
銷毀處置廢藥(品)一定要制造周密細致的銷毀方案,其內容包括以下幾個方面:
(1)銷毀時間;
(2)銷毀品種及數量;
(3)銷毀地點及周邊環境;
(4)具體安全措施;
(5)所采用銷毀方法;
(6)明確銷毀負責人。
178、銷毀處置廢藥(品)有幾種方法?
煙火藥及其制品的銷毀處理是一項相當危險的工作,處理時稍有不慎,將發生事故甚至造成人員和財產損害,因此對煙火藥及其制品的銷毀處理一定要慎之又慎,應當引起我們高度重視,處置煙火藥廢藥(品)方法一般有三種:
(1)水溶化法:就是用水溶液浸泡處理,將煙火藥及其制品用足夠多的水浸泡一段時間,使藥劑中能溶于水的物質溶解,從而破壞藥物的成分組合,使藥物的燃燒和爆炸性能失效,再將其掩埋處理。
(2)深埋法:一般不大采用此種方法,除非是已完全失效的煙火藥或制品,或者是經過浸泡處理后的殘渣掩埋地點必須選擇偏僻無人的地方,掩埋的坑要深挖被掩埋的藥物與藥品之間要用泥土隔開,層與層之間要用泥土分層隔離。在掩埋的地方應有明顯的標志。
(3)燒毀法:將廢煙火藥及制品引燃燒毀,在不產生強烈燃燒爆炸的狀態下銷毀處理。
在以上三種銷毀方法中,水溶化法和深埋法操作方法簡單,處理時比較安全但藥物銷毀不徹底,對土地、水源造成一定的環境污染,特別是有些煙火藥劑制品是用有機溶劑制成,不溶于水,容易留下安全隱患,因而不宜過多采用。燒毀法處理危險性較大,但藥物處理徹底,不留下安全隱患,只要我們在燒毀中注意防范,嚴格按安全操作方法進行操作,此工作是能夠做好的。
179、在燒毀處置廢藥(品)時要注意哪些安全事項?
(1)要選擇空曠無人的寬闊地帶,周圍無居民、建筑物、高壓電線等電設施及易燃易爆物品,且不得與山林樹木相連。銷毀場地地面平坦,無易燃的雜草樹枝。
(2)根據銷毀藥量劃出警戒范圍,并配備消防車。
(3)銷毀處置操作人員和待處置的藥物及運輸工具停放點均應選擇風向上方,操作人員遠離銷毀燃燒點,待處理的藥物一定要封蓋嚴密,切不允許有散落藥物外露。
(4)操作人員需著裝防護,裝卸藥品要輕卸輕裝,不允許拖、拉、拋、丟。除現場操作人員外,不允許無關人員進入銷毀現場。
(5)必須遵循“少量、多次、勤檢查”的原則,一次處理不宜過多,如果多批次的銷毀,第一次銷毀完成后,需用水將銷毀點沖刷,相隔時間不得少于30分鐘,確認無火星等安全隱患后,方可再次進行。
(6)大風、下寸天氣不能進行銷毀。
(7)需處理的藥物應攤撒在地面成一長條帶,藥品厚度不超過單個產品的2倍。藥品切不可堆聚,更不允許成整箱堆放銷毀,這樣會形成強烈爆炸或殉爆,極易造成安全事故,發現有結塊,不能倒出容器的藥物,不可敲擊,可另外用浸泡或其他方法處理。
(8)銷毀操作方法可將引爆點火裝置與藥品的一端相接,引爆點火裝置可為電點火遠距離操作,也可用安全引線與快速引線聯結而成,點火銷毀,但必須保證有足夠的時間讓操作人員撤離到安全的地段。
(9)銷毀完成后,對現場要嚴格檢查,并用水沖刷現場,確定無安全隱患后方可撤離。
180、浸泡掩埋廢藥(品)應遵守哪些安全要求?
浸泡處理應符合以下要求:
(1)浸泡處理地應選擇偏僻野外,最好是沒有耕地和飲用水的地方。
(2)浸泡池要有足夠的容積,同時還必須保證有足夠的水,水面要高出浸泡藥物。
(3)必須先將浸泡池灌滿水,才能向池內放藥物,池內藥物溶液不能太濃。
(4)浸泡時間應使藥物成分組合分解、藥物燃燒和爆炸性能失效,每天要攪拌多次,并換水,如藥物未浸透,則需增加攪拌次數和延長浸泡時間。
(5)浸泡完成后,向浸泡池內倒入泥土與浸泡物攪拌一起,然后用泥土封蓋浸泡池或將浸泡溶液掏出,另外挖坑掩埋,未掩蓋的浸泡池必須保證經常存水。
(6)用酒精、樹脂等有機溶劑制成的星體,不易浸透,有的浸泡一年仍不能浸透破碎使其失效,所以不宜采用浸泡的方法,對此類藥品的處理最好是采用燃燒銷毀的處理方法。
181、清理、搬運廢藥(品)應遵守哪些安全要求?
(1)工作人員首先必須了解所銷毀藥品的性能、成分和危險等級,以采取不同的處理方法。
(2)工作人員進入庫房必須著防護工裝,輕拿輕放,并且人員不宜過多,嚴禁攜帶火源和穿化纖衣服,不得穿硬底鞋進入庫房。
(3)藥品量較大時,必須分次、少量及時搬運分離,禁止藥物成堆,集中放置。
(4)對含氯酸鹽成分的藥物和不了解性能的煙火藥,要單獨分別搬出,最好是就近采取浸泡方式先進行預處理。
(5)運輸車輛裝運藥品時堆碼不宜過高,要墊橡膠板,蓋嚴、蓋實,行駛路面要平整,不允許在崎嶇道上顛簸撞晃。汽車排氣管上要安裝防火器。
(6)單一的合格的原材料,可退回供應方或轉交其他工廠使用,劣質的原材料可采用水浸、掩埋的方法銷毀,可燃金屬粉末可采用熔化、火燒的方法處理,要處理的原材料不允許混存堆放在一起。
182、煙花爆竹的原材料包括什么?
煙花爆竹原材料主要有化工原材料、紙張、塑料以及黏土等輔助材料。正是由于它們的存在和相互作用,才產生了絢麗多姿、光彩奪目的煙花效果。化工原材料又分為氧化劑、可燃物(還原劑)、著色劑、黏合劑以及其他特殊效果劑(如笛音劑、煙霧劑、含氯有機劑等),在某些情況下,同一種材料在煙火劑中起好幾種作用,如在含有硝到鋇和蟲膠的綠光劑中,硝到鋇既是氧化劑,又是使火焰發綠光的著色劑,早膠既是可燃物又是黏合劑。
183、什么是氧化劑?
凡是能幫助和支持可燃物(還原劑)燃燒的物質都是氧化劑。氧化劑一般都含有氧元素,能在熱能或其他形成的能量作用下,釋放出“有效氧”,并與可燃物發生劇烈的化學反應,氧化劑也稱助燃劑。煙花爆竹中常用的氧化劑有硝酸鉀、氯酸鉀、高氯酸鉀、高氯酸銨、重鉻酸鉀、硝酸鋇、碳酸鍶、硝酸鍶、氧化銅、硝酸銀、紅丹等。
184、什么是可燃物?
凡是能與氧或其他氧化劑發生劇烈化學反應的物質統稱為可燃物,也稱還原劑。在煙花爆竹中常用的可燃物有:硫磺、木炭、鋁粉、鋁鎂合金粉、鈦粉、鐵砂及黏合劑等有機物。
185、煙花爆竹為什么不能混存混放?
混存混放是指化工原材料中的氧化劑與還原劑放在一起,或煙火藥半成品的氧化劑放在一起,或化工原材料與其他不能混存在一起的物摶混存,或煙火藥與其他物質混存等情況。煙花爆竹是涉及燃燒爆炸的高危作業。如果混存混放,很容易造成安全事故。為保證安全不準混存混放。
186、氯酸鉀有哪些特殊性能?
氯酸鉀為一級無機氧化劑,含氧量39.2%,分子式:KClO3,分子量:122.55。為無色單斜晶體或白色粉末,味咸而涼,有毒。相對密度2.23,熔點356℃,溶于水,其水溶液呈中性,微溶于乙醇、甘油、液氧、不溶于丙酮。加熱至352℃即開始熔化并分解放出氧氣,500℃放出全部氧。
氯酸鉀特殊性能:
(1)與其他大多數氧化劑不同,在分解的過程中同時放出熱量,而不需要從外部吸收熱量,在有催化劑(MnO2)存在時,在較低溫度下即分解放出氧。
(2)在酸性介質中有強氧化作用,與碳、硫、磷及有機物還原劑混合,受機構力時,易發生燃燒和爆炸。
(3)強擊時單體也會爆炸。
(4)氯酸鉀受日光照射容易分解,生成極不穩定的次氯酸鉀及吸濕性很強的氯化鉀。次氯酸鉀極不穩定,與酸類、硫化物和有機物混合,幾乎立即自燃自炸。氯酸鉀與銨鹽混合,會發生分解反應,生成帶有自爆性的氯酸銨。
187、為什么國內外禁限用氯酸鉀?
氯酸鉀因分解溫度低、放熱且價廉(氯酸鉀的生產一般由氯化鈉一級電解再復分解反應而得,而高氯酸鉀一般由氯化鈉二級電解再分解反應或由氯酸鉀再電解而得),是煙花爆竹中較好的氧化劑材料,但由于有前面提到的特性,在生產過程中,易受摩擦、撞擊而燃燒或爆炸,導臻安全事故,故國內外均有較明確規定,如我國《民用爆炸物品管理條例》規定嚴格控制含氯酸鹽煙火藥的生產。國務院辦公廳[2002]52號文件通知,把氯酸鉀納入民用爆炸物品管理,新的強制性國家標準規定,除特殊產品煙霧類、摩擦類產品外,均不準使用氯酸鉀。
188、使用氯酸鉀應注意什么?
煙花爆竹中一些特殊產品如煙霧類、摩擦類產品需使用氯酸鉀,但應嚴加管理,應注意以下幾點:
(1)生產煙霧類、摩擦類產品是定點定量生產。氯酸鉀是憑證購買的。應儲存于陰涼干燥處,并應專庫儲存,防止受熱受潮或陽光暴曬。
(2)使用氯酸鉀應該用專用工具和專用工房,嚴禁氯酸鉀與可燃物放在一起
(3)嚴禁使用劣質和不合格的氯酸鉀產品
(4)嚴禁變更操作工藝流程,嚴禁超藥量生產。
(5)注意天氣溫度的變化,必要時應停止生產。
(6)含氯酸鹽煙火藥的粉塵、浮藥量應嚴格控制極少。
189、高氯酸鉀有哪些性能?
高氯酸鉀又名高鉀、過氯酸鉀,為一級無機氧化劑,分子式:KClO4,分子量:138.55。為無色斜方晶或結晶的白色粉末,相對密度2.52,熔點610℃,溶于水,幾乎不溶于醇和酸,有清涼味,其火焰為紫色。含氧量46.19%,加熱到400℃時分解,到610℃分解為氯化鉀和氧氣。
2KClO4——2KCl+4O2—174卡
由于高氯酸鉀的分解溫度較高,分解時需要吸收熱量,遇強酸不分解,因此,它的化學穩定性比氯酸鉀高,對機械(撞擊、摩擦)的敏感沒有氯酸鉀高,而廣泛應用于煙花中。但當有氯化鉀、溴化鉀、銅、鐵存在時,分解反應會加速進行;與有機物或還原劑混合時,易發生分解。在煙火藥物中,高氯酸鉀的作用與氯酸鉀差不多,實踐證明,高氯酸鉀可以替代氯酸鉀。
190、硝酸鉀有哪些性能?
硝酸鉀又稱硝石、土礦、火硝、鹽硝等,為一級無機氧化劑,分子式:KNO3,分子量:101.10,為無色斜方晶系結晶或白色粉末,相對密度2.109,熔點334℃,易溶于水、液氨和甘油,不溶于無水乙醇和乙醚,具有防腐性,水溶液呈中性。硝酸鉀加熱到約400℃時分解放出氧,并轉變成亞硝鉀,繼續加熱則生成氧化鉀。純硝鉀在空氣中不易潮解,其吸濕性隨著其他鹽類雜質的增高而增強,為強氧化劑,與有機物接觸能引起燃燒爆炸,并放出有刺激氣味的有毒氣體。與碳粉或硫磺共熱時,能發生強光或燃燒。硝酸鉀與硫磺、木炭混合即成為最常用的黑火藥,通過燃燒會產生大量氣體,廣泛應用于發射、推進和延期藥。
191、為什么高氯酸銨主要用于無煙煙花中?
高氯酸銨又稱過氯酸銨,為一級無氧化劑,分子式:NH4ClO4,分子量:117.49。為白色晶體,相對密度1.95,易溶于水,水溶液偏酸性。微熔于醇、丙酮,加熱分解,為強氧化劑。高氯酸銨與可燃物或不原性物質相混合,能引起燃燒和爆炸。由于高氯酸銨不含金屬元素,燃燒后產生氣體,灰分少,因而廣泛應用于無煙煙花中。由于高氯酸銨中的銨離子吸濕性較強,其他煙花中一般不用。
192、使用硝酸鈉應注意哪些問題?
硝酸鈉又名智利硝、粗硝、鹽硝、發蘭粉。分子式:NaNO3,分子量:84.99。為一級無機氧化劑,是一種白色細小結晶,帶淡灰色或淡黃色,味微咸苦,易溶于水和液氨,微溶于甘油和酒精。比重2.257,溶點309.5℃以上成亞硝酸鈉和氧,是強氧化劑。具潮解性,易受潮結塊,成分降低。在含有極少量氧化鈉雜質時,潮解性急劇增加。與有機物、硫磺或亞硫酸氫鈉混在一起能引起燃燒爆炸。硝酸鈉由于分解溫度低,是比較好的氧化劑,尤其是較好的金黃色。使用硝酸鈉應注意以下幾點:硝酸鈉應儲存在干燥、通風、陰涼的庫房,不可堆放于露天。庫溫最高不超過30℃,避免日光直射。宜專庫存放,嚴禁與酸類、堿類、易燃易爆物品、氧化劑、還原劑以及其他有機物共儲混運。隔絕熱源和火種。要保持清潔,地面散落的粉末,應隨即用掃帚打掃干凈。硝酸鈉易吸潮,儲存期限以不超過六個月為宜。
193、重鉻酸鉀有哪些性能?
重鉻到鉀又名紅釩酸,分子式:K2Cr2O7,分子量:294.1,為一級無機氧化劑,橙紅色三斜或單斜晶系結晶,有毒性和腐蝕性。相對密度2.69,熔點398℃,加熱到500℃分解成鉻酸鉀、三氧化二鉻和氧氣,易溶于水,不溶于乙醇。水溶液呈酸性反應,遇酸或白熱溫度下能放出氧氣,能發熱燃燒,當有水分與硫化鈉混合能猛烈自燃。與有機物接觸,經撞擊、摩擦能引起燃燒。
194、硝酸鋇為什么既是氧化劑,雙是綠色著色劑?
硝酸鋇為一級無機氧化劑,分子式:Ba(NO3) 2,分子量:169.87。為無色或白色立方晶體,相對密度3.24,熔點592℃,溶于水和濃硫酸,不溶于醇和濃硝酸。加熱時分解成亞硝酸鋇,再分解成氧化鋇,含氧量36.7%,有效氧30%,微具吸潮,有毒。硝酸鋇相對比較安全。與鋁粉、合金粉等混合時,能很好燃燒并發出強光。而與三硫化銻、硅鐵粉燃燒不好。硝酸鋇中的鋇離子燃燒后形成BaCl,在波段505~535nm時有很好的綠光,所以硝酸鋇也是綠色著色物質。
195、碳酸鍶、硝酸鍶為什么是氧化劑,又是紅色著色劑?
碳素鋼酸鍶為氧化劑,分子式:SrCO3,分子量:147.63,為無色斜方晶或白色細微粉末,相對密度,3.7,熔點1497℃,幾乎不溶于水,但溶于含二氧化碳的水中,易熔于酸和銨鹽溶液,不溶于乙醇。加熱到1340℃時分解為氧化鍶和二氧化碳。碳酸鍶的化學性能很穩定。不易吸濕。由于其熔點高,在燃燒時反應也比較緩慢。在配制紅光時,需加其他氧化劑。碳酸鍶燃燒時產生深紅色火焰,是煙花中紅光的主要著色劑。硝酸鍶為氧化劑,分子式:Sr(NO3) 2,分子量:211.63,為無色或白色等軸晶系結晶,相對密度2.986,熔點570℃,溶于水、液氧,微溶于無水乙醇和丙酮。加熱則分解釋放出氧,生成亞硝酸鍶,進一步加熱則放出一氧化氮和二氧化氮,生成氧化鍶。與有機物接觸、摩擦碰撞及點火能引起燃燒和爆炸,產生深紅色火焰,有毒。
碳酸鍶、硝酸鍶能分解放出氧和燃燒產生SrO、SrCl輻射為紅色,硝酸鍶有較強的吸濕性,在煙花爆竹中可作氧化劑和紅色著色劑。
196、為什么氯酸鉀、高氯酸鉀、硝酸鉀等為強氧化劑?
煙花爆竹中燃燒(爆炸)是一種自供氧的氧化—還原反應,它為了達到煙花爆竹的效果,煙火藥必須具有很快的燃燒速度,這種燃燒速度猛烈,空氣中和碳酸鍶等的供氧量和速度達不到這種要求。氯酸鉀、高氯酸鉀、硝酸鉀等在煙火藥中能滿足提供的氧量和速度,為強氧化劑,而碳酸鍶為弱氧化劑。
197、使用硝酸銀應注意什么?
硝酸銀為氧化劑,分子式:AgNO3,分子量:169.87,為無色透明斜方晶系片狀晶體,相對密度4.35,熔點208.6℃,加熱到445℃時分解。易熔于水和氨水,溶于醚和甘油,幾乎不溶于濃硝酸。易被還原為黑色金屬銀。潮濕硝酸銀見光較易分解。物存在時,易被還原為黑色金屬銀。潮濕硝酸銀見光較易分解?墒沟鞍踪|凝固,對人體有腐蝕作用。使用硝酸銀時,應避光,皮膚部位不接觸硝酸銀等。
198、使用硫磺應注意什么?
硫磺為煙花爆竹中應用廣泛的還原劑,分子式:S,分子量:32.06,黃色結晶或粉末,相對密度2.08,熔點114.5℃,不溶于水,溶于二硫化碳(CS2)。燃燒后生成二氧化硫,為藍色火焰。硫屬于活潑元素,與金屬一起碾磨時,很容易生成硫化物。某些金屬如銅、鐵、鋅等能直接在硫中燃燒,生成相應的硫化物。硫與氯酸鉀混合形成爆炸性物質,敏感度很高,稍經摩擦就會產生爆炸。細碎的硫能被空氣中的氧所氧化,生成亞硫酸和硫酸。硫是熱和電的不良導體,在粉碎碾磨時會產生靜電,工業硫磺易燃,自燃溫度為205℃,硫磺粉塵易爆,850um粒級的硫磺粉塵當濃度大于2.3g/m3時會爆炸。硫磺容易粉碎燃燒速度均勻,使用硫磺應注意以下幾點:
(1)因為硫磺的熔點、燃點都較低,含硫磺的煙火藥都比較敏感;
(2)硫磺非常活潑,不能用硫體(一種粉末狀硫),因為它能與空氣中的氧反應,生成亞硫酸和硫酸。亞硫酸和硫酸不僅會與硝酸鉀發生反應,引起煙火藥失效,且與氧酸鹽反應產生自燃自爆,同時會提高煙火藥的吸濕性。
(3)硫容易積聚靜電,含硫磺的煙火藥應防靜電,在粉碎、碾磨時最好將硫與硝酸鉀或硫與木炭二者混合碾磨。