title-icon
Яндекс.Метрика
» » Взрывчатость циркониевого порошка

Взрывчатость циркониевого порошка

При работе с циркониевым порошком, его хранении и перевозке необходимо соблюдать меры предосторожности, изложенные в специальных инструкциях.
Главной опасностью является возгорание и взрыв металла. Цирконий имеет сравнительно низкую температуру воспламенения, высокую возгораемость в сухом состоянии и горит интенсивным ярким пламенем. Подобно другим тонко измельченным металлам, циркониевый порошок применяется для изготовления взрывчатых смесей с такими окисляющими веществами, как азотнокислый барий и хлорноватокислый калий.
Температура воспламенения сухого порошка, по литературным данным, находится в интервале 151—160° в зависимости от сорта. Сухой порошок воспламеняется при низкой температуре от нагрева, от статического электричества или просто от трения. По сообщениям, он более легко воспламеняется, чем магниевый порошок. Когда порошок рассеян в воздухе как облако, он взрывается самопроизвольно, воспламеняясь от статического электричества, возникающего в процессе измельчения.
Порошок циркония, смоченный водой, значительно более безопасен в обращении, чем сухой порошок, так как воспламеняется с большим трудом. Однако, будучи воспламенен, влажный порошок будет гореть даже более сильно, чем сухой порошок, частично вследствие того, что металл будет разлагать воду и использовать кислород для своего собственного горения, и частично вследствие того, что пар, образующийся при горении, будет разбрасывать металл. Порошок, содержащий 5—10% воды, считается наиболее опасным.
Минимальной концентрацией для взрыва является 0,16 г/л, а порошок в виде пыльного облака при содержании 1 г/л воспламенялся в закрытом сосуде, производя максимальное давление, равное 2,9 атм.
Взрывные характеристики циркония и других металлов и их гидридов были изучены Гартманом и др. Ими исследовано большое количество образцов циркониевого порошка и гидридов. Четыре образца циркониевого порошка воспламенились при комнатной температуре, когда находились в виде облака пыли. Один образец, изготовленный путем разложения гидридов, воспламенился при 350°, а другой, покрытый медью, воспламенился при 480°. Два образца из гидридов были диспергированы в виде облака, один воспламенился при 350°, другой — при 430°. Содержание кислорода не является существенным, так как один образец, который воспламенился при 20°, по сообщению, содержал 3% кислорода, в то время как образец, изготовленный путем разложения гидридов, содержал только 0,29% кислорода и воспламенился при 350°. Результаты показывают, что образцы из циркониевого порошка сравнительно легко подвержены воспламенению.

Андерсон и Бельц изучали циркониевый порошок, полученный после пропускания через очень мелкое сито, путем измерения температуры воспламенения, времени горения и энергии воспламенения. Авторы сообщили, что частицы диаметром 10 мк представляют приблизительно линию раздела между опасным и неопасным порошком. Это не относится к порошкам, содержащим частицы меньше чем 10 мк. Присутствие остаточных окислов не имело влияния на температуру воспламенения, так как весьма низкие температуры вспышки наблюдались в случае неполностью восстановленных порошков. Легирующие добавки имели небольшое или совсем не имели влияния на температуру воспламенения, за исключением образцов с очень большим количеством добавок. Влияние этих добавок иллюстрируется данными табл. 112.
Правила перевозки

Департамент транспорта США классифицировал цирконий как воспламеняющееся твердое тело и предусмотрел его транспортировку в виде смеси с водой или во влажном состоянии; при этом цирконий должен упаковываться в деревянные ящики с внутренними контейнерами в виде металлических банок с завинченными крышками, которые могут вместить не свыше 3,5 кг, с общим весом не более чем 68—70 кг в упаковке или в деревянных бочонках, содержащих не свыше 35 кг чистого веса.
Для сухого циркония департамент требует применения деревянных ящиков с внутренними металлическими контейнерами, снабженными крышками, которые припаиваются по месту в четырех точках или навинчиваются. Общий вес одного такого ящика не должен превышать 35 кг.
Хранение

Металлический порошок в виде смеси с водой хранится в несгораемой комнате с постоянной температурой немного выше точки замерзания. Отдельно упакованные количества порошка рекомендуется держать раздельно для уменьшения количества циркония, могущего быть уничтоженным огнем в случае пожара. Из комнаты хранения должно браться только количество порошка, необходимое для работы.
Индивидуальная защита

Работающие с циркониевым порошком должны для защиты От пламени носить защитные очки или экран для лица из тугоплавкого материала, перчатки из кожи или асбеста и рубашку или куртку, не имеющую застежек спереди.
Обращение с цирконием

Когда цирконий необходимо смешивать с другими материалами, он по возможности должен применяться в виде смеси с водой. Применяемое для работы количество должно быть минимальным.
По данным некоторых работников, для одной операции можно применять только 100—400 г циркониевого порошка.
Во время просушивания шихты смесь должна быть профильтрована через воронку Бюхнера с небольшим отсосом. После того как большая часть воды будет отсосана, остаточная вода может быть вытеснена абсолютированным метанолом. Фильтровальная колба должна находиться под вакуумом до тех пор, пока жидкость не будет удалена из фильтруемого осадка.
Каждая отфильтрованная порция порошка должна быть полностью отделена от других порций. Фильтрование так же, как и последующие операции, должно производиться за экраном из небьющегося стекла. Затем отфильтрованный и высушенный осадок должен быть вынут из воронки и положен на полированную чистую металлическую плиту, не дающую искр. Осадок с фильтровальной бумаги следует удалять лопаточкой из материала, не дающего искр. Измельчать отфильтрованный осадок можно этой же лопаточкой.
Отфильтрованный осадок может быть подвергнут сушке при 60—70° в течение 2 час. на водяной бане. После просушки материал рекомендуется охлаждать до комнатной температуры перед его удалением из осушителя. Водяная баня, применяемая для этих целей, должна иметь вверху отверстие для смягчения возможных взрывов, и внутренний кожух из металла, не дающего искр, который может легко очищаться после каждой операции.
Шарики из циркониевой пыли и мягкие куски высушенного циркония могут измельчаться деревянными роликами на столе или неискрящими металлическими роликами и лопаткой. Порошок следует просеивать в закрытом и заземленном механическом сите в атмосфере азота. Выпуск азота должен производиться через воду для улавливания небольшого количества циркониевого порошка, который может находиться в виде пыли.
Рабочее место следует содержать особенно чисто. Небольшие скопления пыли должны очищаться влажной тряпкой, которая держится в банке или в ведре с водой.
Сухой порошок рекомендуется перевозить небольшими количествами в контейнерах в атмосфере азота или гелия.
Бумага никогда не должна применяться при работе с цирконием или при его перевозке, потому что порошок, рассыпанный по листу бумаги, может легко вспыхнуть.
Способы прекращения горения

Если в обращении находится небольшое количество циркония в виде отдельных порций, надлежащим образом упакованных, то в случае загорания одной из них лучше дать ей возможно спокойно догореть до конца.
Горение сравнительно небольших количеств циркония может быть прекращено большим количеством пены, примененной таким образом, чтобы не вызвать раздувания порошка. В этих случаях можно также применять сухой песок.
Вообще методы, применяемые для прекращения огня при горении магния, являются пригодными и для случая загорания небольших количеств циркония. Четыреххлористый углерод, двуокись углерода, сода и кислотные огнетушители являются неэффективными. Автоматические дождевальные системы, по-видимому, будут скорее интенсифицировать пожар, чем гасить его. Тем не менее распространение пламени в партиях циркония, не превышающих 200—225 кг, может быть сведено к минимуму путем смачивания, а следовательно, и охлаждения загоревшейся массы водой.
Токсичность циркония

Небольшое количество исследований, проведенных по этому вопросу, указывает, что токсичность циркония очень незначительна.

title-icon Подобные новости