10.3.1.1 硝酸钾
硝酸钾又称硝石、土硝、火硝，分子式为KNO3，相对分子质量为101.11。纯硝酸钾为白色结晶，相对密度为2.1～2.2，熔点为334℃。
硝酸钾易溶于水，在水中溶解度（20℃）为31.6%。纯硝酸钾的吸湿性很小。硝酸钾在20℃时的临界湿度为91.3%，而硝酸钠的是73%。随着温度升高，临界湿度降低。
硝酸钾被加热超过350℃后，就开始分解，生成氧和亚硝酸钾（KNO2），亚硝酸钾进而分解成氧化钾（K2O）和氮氧化物，因此，硝酸钾在高温时是强氧化剂。
最早的硝酸钾是从老旧的土墙、土房地上的一些白色结晶中提取的，土硝因此而得名。这是泥土中的含氮化合物长年氧化并与其中的钾盐化合而成的。在水和植物中也含有少量的硝酸钾。天然硝石矿的硝酸钾储量较丰富，从矿石中可浸出含50%～70%KNO3的硝石，然后用结晶法精制。自从发现智利硝石（硝酸钠矿石）后，在工业上就开始用硝酸钠和氯化钾作原料制取硝酸钾。
用于黑火药的硝酸钾应符合下列要求：
（1）外观为白色结晶；
（2）KNO3含量不小于99.0%；
（3）水分含量不大于0.2%；
（4）氯化物（以NaCl计）含量不大于0.1%；
（5）碳酸盐（以K2CO3计）含量不大于0.5%；
（6）水不溶物含量不大于0.04%；
（7）盐酸不溶物含量不大于0.02%。
10.3.1.2 木炭
木炭是木材在隔绝空气条件下加热分解时得到的固体产物。主要成分是碳，灰分很少，质松多孔，可以吸附气体。木炭是固体燃料的一种。
根据加热分解程度不同（炭化程度不同），用于制造黑火药的木炭有三种：
黑炭的含碳量为80%～85%，蓝黑色，粉末呈黑色；性脆，易粉碎或磨碎；撞击时声音清脆；燃烧时无较大火焰，仅由于一氧化碳的燃烧有短而蓝白色的火苗。
褐炭的含碳量为70%～75%，红褐色；质感润滑，撞击时声音低沉，比黑炭难粉碎；燃烧时有黄红色火焰，但无炭烟。
栗炭的含碳量为50%～55%，浅褐色，在很大程度上保持着木纤维的结构，很难粉碎；不易点燃，燃烧缓慢。
除这三种外，往往还有些中间状态的炭种，如含碳量在黑炭与褐炭之间的称为黑褐炭、含碳量在褐炭与栗炭之间的称为褐栗炭等。
黑火药的燃速与所用木炭的炭化程度关系很大，一般随木炭的含碳量降低而减慢。所以，制造燃速较快的黑火药时，多采用黑炭或黑褐炭，而制造燃速较慢的黑火药则用褐炭、褐栗炭和栗炭。也可以在黑火药中同时混入两种类型的木炭，调整它们的比例，以调节燃速。(www.xing528.com)
木炭的发火点与其炭化程度有关。中等炭化程度的木炭（含碳量为75%～80%）发火点最低，最易点燃。含碳量比该数值低和高的木炭，发火点都要升高，较难点燃。这是因为炭化程度高的木炭，缺少与氧反应能力较强的挥发性物质；而炭化程度较低的木炭，因杂质含量过多而降低了它的燃烧反应的能力。与此相对应，用黑褐炭制成的黑火药较易点燃。
木炭的燃烧发热量因炭化程度不同而异，黑炭的热值较高，栗炭的较低。
木炭有吸湿性，吸湿速度和程度与炭化度及环境温湿度有关。在一般干燥气候下，可吸收5%～7%的水分，在潮湿环境中可达15%～18%。
木炭的多孔性使它具有吸附气体的能力。木炭在空气中易吸附氧气，在温度较高时，可发生自燃。
黑火药用的木炭大多用木材干馏的方法制得。木材的材质必须是柔软、不致密、不含树脂的，如白杨、赤杨、柳、榛等的白净木材，树不要老，以春天砍伐为佳，因为此时木材水分多，盐分少。将树剥皮去节后切成10～30 mm厚的板条，露天风干至水分小于20%才能使用。这样的木材制出的木炭性脆、质松、灰分少、易于破碎；也容易同黑火药其他成分混合。还可用大麻杆制木炭，这种木炭制出的黑火药燃速较快。
炭化罐是一个有密闭盖的圆柱形铁罐，盖上有排气孔。木材在罐内放好，拧紧盖子，打开排气孔，移入火炉中加热干馏，馏出的气体产物由排气孔排出，一般不作回收。炭化温度和炭化时间根据所要求的炭种、木材的种类而定。一般的范围见表10.4。
表10.4 木材炭化操作条件
炭化完毕，将炭化罐从炉中取出，立即关闭排气孔，冷却至室温后才可出炭，再将炭放入金属筒中密闭放置，一周后才能使用，因为新制的木炭在粉碎研磨时容易自燃。使用前的木炭还要经过清理，将灰斑、疤节除去，将颜色不同的进行分类。合格的木炭应无肉眼可见的杂质，断面的颜色均匀一致，灰分不大于1.5%，水分不超过7%。
10.3.1.3 硫
硫俗称硫黄，化学符号为S，相对原子质量为32.064，相对密度为1.99～2.07，为黄色固体。多以结晶形态存在，其中有斜方硫和单斜硫两种同素异形体。斜方硫是硫的稳定形态。天然硫多为斜方硫。斜方硫熔融后冷却可得单斜硫，在常温下，单斜硫会逐渐变为斜方硫。斜方硫熔点为112.8℃，单斜硫熔点为119.3℃。硫在363℃时能着火燃烧。
硫不溶于水，溶于二氧化碳。硫是热和电的不良导体，受到摩擦时，易产生静电，在黑火药生产中要注意这种性质。硫的化学性质很活泼，与金属一起研磨，易生成硫化物。细碎的硫在空气中长期放置，可少量发生氧化，可能生成少量的亚硫酸及硫酸。
硫黄可以从天然硫矿中提取或通过加热黄铁矿得到。从矿石中熔炼出来的是粗硫（含2%～5%的杂质），还应进行蒸馏精制。将粗硫在400℃下蒸馏，蒸气在120～130℃下冷凝成液体，再烧铸成棒状或块状硫，只有这种硫才能用于黑火药制造。由于冷凝温度过低而凝结成的硫华（粉状硫）表面积大，容易被氧化，往往含有微量的亚硫酸或硫酸；吸湿性也较大，不能用于黑火药制造。
黑火药使用的硫应符合下列要求：
（1）外观为淡黄或浅灰黄色的棒状或块状结晶；
（2）硫含量不小于99.5%；
（3）灰分不大于0.1%；
（4）砷含量不大于0.05%；
（5）没有硫酸或亚硫酸；
（6）没有硫化氢气味。
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