烟火自燃事故与预防措施

编号：SM-ZD-93199 烟火自燃事故与预防措施Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.

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烟火自燃事故与预防措施

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在使用氯酸钾和硫黄配合的烟火剂制造烟花的时代，混药、装药以及在烟花制造和贮存过程中，自燃是每个人经常要考虑的突出问题。现代新配方很少发生问题，但是自燃问题仍是所有烟火制造者必须考虑的主要问题。我年轻时没有经验，在老书中找到了氯酸盐与硫黄组合的配方。有一次制作的大约五磅硫黄-氯酸盐黄光药星体在我的卧室中着火，火花四溅，烟雾弥漫，烧毁了工作台。我的双亲很明智，限制我以后的制造批量为一磅以下。那时我的年龄不过12岁，于是决定要认真学习更多化学知识，此后又遇到两次发热而没有着火的事故。在配制过程一定要采取各种措施防止自燃是保证安全的关键。

烟花的主要传统组分黑火药和“生药(硝酸钾、硫黄与木炭粉混合物)”已证明大量存放时有可能着火。据推测这可能是十七世纪法国皇家火药厂爆炸的原因。黑火药中掺入金属

燃料产生更高的自燃危险(编者：黑火药自燃主要原因是由于升华硫或硫磺因与空气中的氯氧化所至，当然，自燃也不排除其它意外情况，掺入金属后，在以上条件下有自放热反应发生，自燃，危险随之增高。)

1. 所有自燃情况必须出现的两种作用

1)放热化学反应；2)热量必须留在材料中直至达到实际燃烧温度，第二种作用往往更为重要。如果烟火剂限制为不可能彼此反应或与空气和水之类反应，就会真正成为废物。因此烟火剂制造者仍应假定，一切最坏的自发放热反应可能已经开始而继续进行，并且随时准备好采取相应措施。作者照此实践多年，至今未出现严重问题。

2. 处理自燃问题采取的两种措施

2.1 第一种措施：尽量采取能使反应缓慢的措施。

放热反应越慢，发生自燃反应的可能性越小。必须学习足够的化学知识，充分了解各种组分在室温下可能发生的化学反应。这方面的文献很多。几乎涉及所有组分组合问题。唯一不足的是文献中很少涉及镁铝合金，以及高氯酸铵与铝和或镁铝合金混合物的问题；因为这此材料使用的时间不久，

还没有充分研究报道，烟火制造者对其了解很不够。要想安全生产，首先要尽一切努力了解材料的性质和可能出现的问题。防止化学反应危险的唯一手段是掌握化学知识。

2.2 防止自燃的第二种措施是操作规模。

试验新配方必须从尽可能少的剂量开始，少量混合物放出的热量必然少得多。热量必须积累起来才能使材料的温度上升到其燃点(着火温度)。大堆材料内部产生的热量很可能使其温度上升到燃点；而小堆材料接近表面部分放出的热量则能散失到空气中，从而不易达到自燃温度。作者常看到工厂中将装满材料的包装箱在库房中堆放过分紧密，没有给散热留一点余地，这样做是不明智的。

即使是最温和的烟花产品在堆放时，包装箱之间也至少留出6～8英寸空间。含有金属燃料混合物的烟花产品，货位之间应留出通道以便检查和流通空气散热。

可能发生自燃的常用烟火剂中，金属燃料最有可能在室温发生反应放出热量。药剂中金属含量越低，自燃危险越小。闪烁星体中含有5～7%的铝，危险性尚不太高，但是已经是例如“生药”危险的2000倍。金属百分含量提高到例如12～

14，可能引起烟火剂温度很快升高到超过水的沸点。在此情况下必须对材料采取特别防范措施，特别注意要装到较小容器内。较小的容器表面面积与体积之比高，从中心到外表的传热途径短。塑料容器在低于大多数烟火剂着火温度下熔化，提供冷空气和更有效的热辐射和热传递。金属罐散热快但可能产生火花，而且可能会生锈。能爆炸的决不要装到金属容器内，除非能完全防止起爆。少量材料可以装在小玻璃瓶内。特别要考虑到容器周围的气流，必须有散热途径。任何贮存场所，都要考虑到蒸气管道、加热器、暖气、电器设备等第二热源以及窗户等。纸板包装箱是热绝缘物，不宜用于代替开放货架，仅在露天才能较好散热。设计库房时首先要注意留出安全通道，安排安全防火措施。最有可能发生危险的产品应放在离门最远处。

实验时只能加工少量烟火剂。实验结束后应立即销毁残留的残渣废料。销毁烟火剂的方法很多。作者建议最好将其带到室外用安全方式烧掉。这样做是极好的学习机会，仔细观察所用材料的燃烧特性可以获得极有价值的信息，可以了解每一种材料爆炸的必要条件，测定其爆炸威力。

工业界从未对模拟生产条件下成批产品燃烧作实验观察，这是失误。出现意外事故时，工厂中无人预知其后果。他们在发生事故前从未试图通过试验研究，收集预测各种事故前因后果的第一手资料。实验观察是不能用其他方法代替的。

六百多年来，工业界依靠业余爱好者的发明进行革新。烟花新改进的百分之九十以上来自业余爱好者的创造。另一方面，业余爱好者几乎都是与新材料、新方法、新配方打交道，充满难以预期的危险因素。因而决不能在主要生产区和贮存区及其附近试验。通常在主要生产区只能允许配制使用有至少50年以上历史的药剂。新产品只能以特别少的量制作和贮存。作者的作法是，将少量有问题的材料存放在分散于房间内的壁橱搁板上，在其两侧各放一个爆竹作为特别好的烟火警告系统，即使耳背的人也能听到。因为壁橱门有门，万一着火就可以将门关闭以截断火势。留出充裕时间撤离现场和采取措施。最为理想的是，烟火制造者至少应有一个主要库房和3～4个较小库房，彼此远离并且远离其他建筑。但是有谁能办到，又有谁能在坏天气和在持续几分钟的小试

验情况下都照规矩准确使用这些库房?任何人几乎都会在不适当场所留下一些材料。的确没有人愿意房屋着火，那么为什么不尽一切可能去防止呢?中国人在大门口悬挂鞭炮燃烧以消灾避祸，保证人财两旺。这是已知最古老的烟火信号，已流传数百年。

3. 实例剖析

一位读者来信提到他用下列“金光雪花星体”配方：硝酸钾16；硫磺3；细大炭粉2；草酸钠4；亮铝粉11；中铝粉(100目) 4；细铝粉(薄片) 1；糊精4。制造星体时，由于没有细铝粉(薄片)而改用等量的中铝粉(100目)代替。上述组分混合后用水调湿制成药饼置于工作台上，让其自然干燥；数小时后出现自燃事故。

上述事故涉及的药剂含有草酸钠和大量铝粉。草酸钠水溶液的PH值有点偏高，接近铝和硝酸盐溶液反应的危险区。通常认为硼酸是铝/硝酸盐混合物的适当缓冲剂，但是并不适用于上述组分与草酸钠或碳酸氢钠的混合物。在铝与硝酸盐混合物含草酸钠或碳酸氢钠的情况下，作者宁愿采用草酸作缓冲剂，尽管制成的星体可能有较大的吸湿性也要使用草酸。

4. 保持产品干燥防止自燃

引起烟花材料自燃的反应几乎都是通过与水反应传播或与水反应。细心干燥和实际测定含水量。都是最佳的主要防止湿态反应措施。作者总是压碎少数星体，检查其内部湿度。即使微型星体也可“打碎”检查。含薄片铝的星体几乎跟含灯黑星体一样难于达到真正干燥状态。作者从来不把哪怕是稍微潮湿的含金属燃料星体或产品贮存起来，必须仔细检查其是否彻底均匀干透。

较新型的星体特别是闪烁药用硝化纤维素清漆粘合剂。硝化纤维素是极易自燃和/或爆炸的材料。作者总是在所有硝化纤维素配方中添加稳定剂。二苯胺是军用硝化纤维素的稳定剂，但不如用尿素便宜而且对生物无害，二苯胺则有毒和致癌作用。

5. 结束语

谨小慎微没有错，不要怕人讥笑自己胆小，要尽可能采取一切措施防患于未然。在没有适当保安措施与技能的情况下，千万不能冒险。

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