アルミニウムが爆発する原因は?雨水と化学反応した原材料は何?

どうも!

管理人の僕です。

 

岡山県のアルミ工場で、爆発があったとニュースで知りました。

原因は、原材料に雨水が流れ込んで化学反応したとか・・・?

 

え?アルミと水で爆発するの?

アルミニウムも水も身近にあるし危なくないの?

 

僕は、この化学反応のことは初めて知りましたよ。

正式な発表はまだありませんが、自分なりに詳しい原因を調べてみました。

 

先に答えをまとめると・・・

・アルミニウムの金属粉塵(ふんじん)爆発と思われる。(水素が発生する)

・水蒸気爆発の可能性も考えられる

・もしかして、この両方が原因??

・雨水と化学反応起こした原材料は、アルミニウムそのもの。

 





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アルミニウムが爆発する原因は?

アルミが水と化学反応起こしたら、缶ジュースやアルミサッシも爆発してしまいます。

でも現実にはそんなことはないですよね。

 

アルミニウムが溶ける温度は約660℃。

融点ってやつですね。

 

 

爆発の原因は水蒸気爆発?

で、今回の岡山の工場ではアルミニウムの溶解炉に雨水が浸水して、水蒸気爆発を起こしたのではないか?とも報道されています。

僕は水蒸気爆発って聞いたことはありますけど、詳しい仕組みまでは知りませんでしたので調べてみましたよ。

 

簡単に説明すると、高温の金属などと低温の水が接触する(混ざる)とします。

そうすると水が一気に熱せられて水蒸気となり、その時に爆発したかのようなエネルギーを発生するのが水蒸気爆発です。

本当は、蒸気膜とか圧力波とかありましたけど、小難しいそうなので見なかったことにしました。

 

こんなこと実際に起こるの?

って思いますよね?

 

でも金属の精錬工場や鋳造工場・化学工場では、もう何十年も前からこの水蒸気爆発による事故が起こっているのです。

ちょうどアルミニウムに事故の例があったので紹介しますね。

 

1984年

富山県のアルミニウム鋳造工場にて、溶解炉に雨水を含んだアルミニウムを入れてしまい、水蒸気爆発が起こっています。

この場合の高温の物質は「熔融アルミニウム」で、低温の物質は「水」です。

 

1990年

山形県の廃品処理回収工場にて、火災消化中に溶けたアルミニウムと放水した水が接触して、同じく水蒸気爆発が起こっています。

この場合も「熔融アルミニウム」と「水」ですね。

 

この他にも、原子炉の燃料や熔解マンガン・鋳鉄に水が混ざって水蒸気爆発を起こした例がいくつかあります。

だからアルミニウムが危ないのではなくて、水が危ないってことですね。

 

言われてみれば火山の噴火。

火山の噴火も水蒸気爆発って言います。

あんなデカイ岩石を空高く吹き飛ばすんですから、水蒸気爆発って相当なエネルギーなんですね。

 

確かにアツアツに熱したフライパンに、水物の野菜などを入れるとヤバイぐらい弾け飛びます。

火傷した経験ありますので。

だって水って水蒸気になると、体積が約1700倍にもなるんですね。

そりゃ急激に水が熱せられれば、体積が一気に増大して爆発するのもナットクできます。

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アルミニウムの金属粉塵爆発とは?

ただ今回はその他の原因として、アルミニウム粉末による粉塵爆発の可能性もあるのでは?ということが分かりました。

アルミニウムって、金属の中でも燃焼熱が大きいのです。

金属を燃やすっていうイメージがつかないですが、つまり燃やした時の発熱量が大きいってことですね。

 

このアルミニウム粉末ってアルミニウムを削った金属粉なんですが、これって可燃物になるんですね。

消防法では、危険物に指定されています。

アルミニウムが可燃物とか危険物とか、にわかに信じられませんがそうらしいです。

 

で、このアルミニウム粉末は、表面積が大きくので酸化しやすいと。

酸化しやすい状態のところに水が触れると、発熱や爆発をするのです。

お酢とかアルコールでも酸化しますので、同じく爆発を起こします。

 

なんで?というと、酸化って化学反応ですよね。

このアルミニウム粉末と水が化学反応を起こすと、水酸化アルミニウムと水素ができるのです。

僕は水酸化アルミニウムはよく知りませんが、水素はヤバイってことだけは知っていますよ。

だからこのアルミニウム粉末の火災の時に、火事だからといって水を消火に使ってしまうとかえって逆効果なんです。

 

でもまだ信じられませんよね・・・アルミニウムと水が化学反応起こして水素?

こんな記事を見つけました。

 日立マクセル株式会社は24日、水とアルミニウムによる水素発生を利用した、10W級の「固体高分子形燃料電池(PEFC)」を開発したと発表した。

 室温で大量の水素の発生が可能で、従来の「直接メタノール型燃料電池(DMFC)」の5倍の出力を達成したとする燃料電池。筐体内に水とアルミニウムのカートリッジを備え、マイクロポンプで水を供給することで反応を起こす。

引用元:PC Watch  https://pc.watch.impress.co.jp/docs/2006/0424/maxell.htm

 

ノートパソコンで動いたらしいですよ、この電池。

そしてこの記事は2006年のもの。

一流メーカーのマクセルが言うのですから、「アルミニウムと水で水素」は間違えないでしょう。

 

あ、そうそう。

小麦粉やおが屑でも、粉塵爆発が起こるって知ってました?

 

 

 

 

この粉塵爆発が起こる仕組みを簡単に説明します。

粉塵爆発に必要なものは3つ。

・粉塵雲

・酸素

・着火元

 

この粉塵に何かの拍子に火が付きます。

そうするとその燃焼が、次々と周りの粉塵に移っていくんですね。

これを伝播っていうらしいです。

 

でもこの粉塵どうしの間隔が、離れすぎていると燃焼が伝播しないので爆発は起こりません。

逆に間隔が近すぎても、酸素不足になってしまいこれも爆発はしません。

 

次々に伝播していく間隔、このちょうどよい粉塵を粉塵雲と言います。

筋斗雲ではありません。

 

この燃焼が爆発的に一瞬にして起こるので、粉塵爆発と言います。

(  ̄д ̄)ノ″Ω へぇ~

 

雨水と化学反応した原材料は何?

となると結論としては・・・・

高温の溶けたアルミニウムが、雨水と混ざって水蒸気爆発を起こした。

またアルミニウムの粉塵が、同じく雨水と混ざって粉塵爆発を起こした。

と考えられます。

水素も発生しますからね・・・。これはヤバイです。

 

どちらかというより、両方とも起こったという声もありますね。

溶解炉でまず水蒸気爆発が起こる。

この影響で貯蔵してあったアルミニウム粉末が飛散して、更に粉塵爆発も起こる、と。

恐ろしいですね、ここまで来たらもう兵器です。

 

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