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La composizione ottimale della polvere nera può variare a seconda degli usi, ed è costituita da (percentuali in massa):
Nitrato di potassio, KNO3 nella proporzione del 75%.
Carbone di legno, C7H3O nella proporzione del 12,50% (dosaggio francese), oppure del 15% (dosaggio inglese).
Zolfo, S nella proporzione del 12,5% (dosaggio francese), oppure del 10% (dosaggio inglese).
A seconda del tipo di carbone utilizzato (prodotto dalla pirolisi della legna a 500 °C e in assenza di ossigeno) si ottiene una diversa velocità di combustione. Ad esempio, con grafite, oppure con carbone di quercia, pioppo e faggio, a parità di dimensione granulometrica (generalmente 80 micrometri), si ha una combustione più lenta. Usando invece carbone di vite (oppure quello ottenuto da altri alberi da frutto) oppure carbone di salice, si ottiene una combustione più rapida. Per ottenere la massima velocità di combustione possibile, si può usare carbone di balsa, salicone (salice delle capre), oppure frangola (alder buckthorn). In questo caso, la combustione diventa istantanea, come un flash. Maggiore è la velocità di combustione e più la polvere da sparo, se confinata in un recipiente chiuso e dotato di miccia, tenderà a detonare facilmente. Può raggiungere una velocità di detonazione di 1500 m/sec. Anticamente, polveri a lenta combustione erano utilizzate per il caricamento di cannoni e bombarde, mentre quelle a rapida combustione erano più utili per armi da fuoco portatili.
La combustione della polvere nera è una reazione di ossidoriduzione complessa. Partendo dal dosaggio inglese, avviene la seguente reazione:
10 KNO3 + 4 S + 2 C7H3O => 5 K2O + 3 H2O + 4 SO2 + 12 CO + 2 CO2 + 5 N2
Non si ottiene la polvere nera semplicemente mescolando nitrato di potassio, zolfo e carbone, ma esiste un ciclo di lavorazione di queste tre sostanze. Prima occorre ridurre lo zolfo ed il carbone in polveri impalpabili e con una granulometria inferiore agli 80 micrometri.
Poi si miscela lo zolfo con il carbone in un mulino a sfere per 8-12 ore.
Aggiungere il nitrato di potassio ai combustibili, assieme ad una soluzione alcolica (che deve contenere almeno 80% di alcool etilico, metilico oppure isopropilico).
La pasta ottenuta si omogeneizza in un macinatore centrifugo (frullatore, impastatore, ecc.) per 30-40 secondi.
Poi lascia asciugare l'impasto tramite essiccazione a circa 150-200 °C (da evitare forni, fornelli, microonde, ecc.).
L'impasto asciutto va polverizzato delicatamente con un pestello, oppure con un piccolo mortaio in legno, ceramica o ottone.
Si ottiene una polvere omogenea e molto infiammabile.
Per la lavorazione sono molto utili setacci in acciaio (per separare ed uniformare le particelle di polvere più sottili dei combustibili), uno o più macinatori gravitazionali a sfere, un frullatore. Poi occorrono sfere di acciaio da 30 mm, da 19 mm e da 12,7 mm.
Possono tornare utili pure sfere di tungsteno da 10 mm.
A seconda del tipo di fabbricazione e del carbone utilizzato, si possono ottenere polveri con diverse velocità di combustione, anche a parità di dosaggio degli ingredienti.
Quale è la vostra esperienza? Avete consigli da proporre?
Edited by Tino777 - 27/3/2020, 16:12
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