Причина акцента на “низком уровне влагопоглощения”: безопасность и стабильность превыше всего
1.Обеспечение химической стабильности и безопасности
- Основной риск: Порох (чёрный порох), используемый в фейерверках, представляет собой смесь нитрата калия, серы и древесного угля. И древесный уголь, и сера очень мелкие. Если нитрат калия впитывает влагу и образует комки, эти влажные частицы нитрата калия будут тесно контактировать с серой и древесным углем.
- Серьёзные последствия: Во влажной среде нитрат калия вступает в медленную окислительно-восстановительную реакцию с серой, образуя более гигроскопичные вещества, такие как нитрат аммония и сульфат калия. Этот процесс сопровождается выделением тепла и снижением температуры воспламенения смеси. В случае большого скопления тепло, накопленное в результате этой медленной реакции, может привести к самовоспламенению и самовзрыву, что является одной из самых опасных ситуаций при производстве фейерверков.
2. Поддержание физической структуры и надежности горения.
- Слёживание и разрушение: Впитывая влагу, калиевая селитра расслаивается, вызывая слёживание и затвердение изначально сухого и сыпучего пороха для фейерверков. Это приведёт к неравномерной загрузке пороха в дымогарной трубке и засорению выпускного канала.
- Прерывистое горение: Порох в сырых фейерверках крайне трудно воспламенить, или скорость горения крайне нестабильна, что приводит к серьёзным проблемам с качеством, таким как “немые бомбы”, взрывы на малой высоте и взрывы цилиндров. Для надёжных фейерверков необходимо, чтобы порох мог гореть стабильно и непрерывно с заданной скоростью.
3. Увеличенный срок хранения
- Калийная селитра с низким влагопоглощением может храниться на складе длительное время без ухудшения качества, обеспечивая стабильность сырья для производства. Это имеет решающее значение для управления запасами и круглогодичного производства на фабриках по производству фейерверков.
Причина акцента на “высоком содержании калия”: стремление к мощному и яркому эффекту горения
Содержание активного компонента нитрата калия (KNO₃) должно быть высоким, то есть его чистота должна быть высокой. Это имеет решающее значение для эффективности горения фейерверков.
1. Обеспечить достаточное количество окислителей
Высокое содержание калия (т.е. высокая чистота) означает, что на единицу массы приходится больше молекул нитрата калия, которые могут разлагаться с выделением большего количества кислорода, тем самым более полно и быстро окисляя топливо (уголь, серу и другие металлы). Это напрямую определяет взрывную силу, высоту подъёма и скорость выброса фейерверка.
2.Оптимизация скорости сгорания и выходной энергии
Чем выше чистота калиевой селитры, тем меньше в ней примесей (таких как хлорид натрия, хлорид калия, влага и др.), которые не только не участвуют в экзотермических реакциях, но и поглощают тепло, снижают температуру горения и замедляют его скорость.
Уменьшить гигроскопичность и влияние примесей
Многие примеси, снижающие чистоту, сами по себе, как правило, более гигроскопичны (например, хлориды). Поэтому высокочистый нитрат калия обычно характеризуется более низкой скоростью влагопоглощения, что является дополнительным соотношением.
