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Die Empfindlichkeit von Sprengstoffen, die hygroskopische Salze enthalten, gegen Feuchtigkeit wirkt sich in vieler Hinsicht, z. B. hinsichtlich der Lagerbeständigkeit, sehr ungünstig aus ; seit langem versucht man daher, diesen Nachteil zu beheben. Zum Schutz solcher Sprengstoffe gegen Feuchtigkeit wurden besondere Patronenpapiere, wie z. B. paraffinierte Papiere oder solche mit verschiedenen Zwischenlagen verwendet. Es ist auch üblich, die fertigen Patronen in Paraffinbäder zu tauchen und so einen wasserundurchlässigen Überzug auf der Patrone zu erzielen. Zum gleichen Zweck verwendet man auch in letzter Zeit Hüllen aus Kunststoffen, oder man überzieht bzw. umspinnt die Patronen mit derartigen Kunststoffen.
Ferner sind Verfahren bekannt geworden, gemäss denen das hygroskopische Salz bei der Herstellung oder auch nachträglich mit Stoffen behandelt wird, die die Neigung der Kristalle zum Zusammenbacken herabsetzen, wodurch das Salz für die Weiterverwendung besser geeignet und der Sprengstoff unempfind-
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wie solcher, die selbst keine Sprengstoffe sind. Die explosive Eigenschaften besitzenden und gegen die zu präparierenden Komponenten oberflächenaktiven Stoffe werden dabei in durchgehender oder partieller monomolekularer oder polymolekularer Schicht auf eine oder mehrere Sprengstoffkomponenten oder den gesamtensprengstoff aufgezogen. Die nachteilige Empfindlichkeit der fertigen Sprengstoffe gegen Feuchtigkeit konnte aber durch alle diese Methoden nicht ausreichend behoben werden.
Im Gegensatz zu den oben erwähnten Verfahren ermöglicht nun die vorliegende Erfindung die Herstellung gelatinöser, halbgelatinöser oder pulverförmiger Sprengstoffe üblicher Zusammensetzung mit wesentlich verringerter Feuchtigkeitsempfindlichkeit und damit verbesserter Lagerbeständigkeit und vorteilhafteren sprengtechnischen Eigenschaften.
Erfindungsgemäss erhalten die hygroskopischen Salzbestandteile des Sprengstoffes, z. B. Ammonsalpeter, einen nur wenige Molekularschichten dicken wasserabweisenden Überzug von nicht im Spreng- öl löslichen Stoffen, insbesondere Kohlenwasserstoffen. Das Aufbringen des Überzuges erfolgt dabei erfindungsgemäss mit Hilfe des Wirbelstromverfahrens. Hiedurch wird sowohl auf den vorhandenen Kristalloberflächen wie auch auf den infolge der Zerkleinerung im Wirbelstrom frisch entstehenden Bruchflächen der Kristalle eine homogene Schicht aufgetragen und damit die Feuchtigkeitsempfindlichkeit überraschenderweise ausschlaggebend verringert. Das Verfahren hat den weiteren grossen Vorteil, dass sich eine vorherige Trocknung des Salzes, die immer einen grösseren technischen Aufwand verursacht, erübrigt.
Ein weiterer Effekt des erfindungsgemässen Verfahrens ist, dass der so hergestellte Sprengstoff infolge des Einfügens der vorbehandelten Salze, die ein kleineres Schüttgewicht als die unbehandelten Salze aufweisen, in allerfeinster Verteilung Luft enthält, deren Gegenwart in solcher Form einen ausgezeichneten Einfluss auf die Lagerbeständigkeit der Sprengstoffe ausübt und dem zeitlichen Absinken der sprengtechnisehen Werte entgegenwirkt. Bei den üblichen Herstellungsverfahren für Sprengstoffe ist es fast unmöglich,
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Luft in so feiner Verteilung in die Sprengstoffmasse einzubringen.
Zur Herstellung eines solchen wasserabweisenden Überzuges nach dem erfindungsgemässen Verfahren werden insbesondere im Sprengöl unlösliche Kohlenwasserstoffe, wie Paraffin, Paraffinöl, Maschinenöl,
Turbinenöl, Mischungen dieser Stoffe untereinander, od. dgl., vorgesehen. Die Menge des angewendeten
Kohlenwasserstoffes richtet sich nach der Mahlfeinheit der Salze, d. h. nach der Grösse der freien
Oberflächen, die für eine Absorption zur Verfügung stehen. Im allgemeinen verwendet man Zu- sätze zwischen etwa 0, 05 und etwa 8 Grew.-% der Salzmenge. Bei sehr hohen Zusätzen wirken die Kohlenwasserstoffe in manchen Fällen phlegmatisierend ; ein solcher Effekt stande im Gegensatz zu dem Ziel des erfindungsgemässen Verfahrens.
Die Behandlung der Salze im Wirbelstrommischer erfolgt bei normalen oder erhöhten Temperaturen u. zw. je nach der Art des zugesetzten Kohlenwasserstoffes, wobei für die Wahl der Temperatur sowohl der
Schmelzpunkt wie die Viskosität des Überzugstoffes eine Rolle spielen.
Zur Durchführung des erfindungsgemässenverfahrens können sowohl Wirbelstrommischer vom Typ des mechanischen Mischers als auch solche vom Typ des pneumatischen Mischers verwendet werden. Während beim ersteren infolge des mechanischenAbriebes eine Komzerteilung stattfindet, ändert sich beim pneu- matischen Mischer die Korngrosse des behandelten Salzes nicht. Je nach der Art des Sprengstoffs kann die eine oder die andere Art des Mischers besonders vorteilhaft sein. Bei der Durchführung des Wirbelstrom- verfahrens im mechanischen Mischer verändern sich also die Siebfeinheiten der behandelten Stoffe, so dass sich als weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens eine zusätzliche Mahlung dieser Stoffe er- übrigt.
Einen besonderen Vorzug hat die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens auf die Herstellung solcher Sprengstoffe, die ein inverses Salzpaar enthalten und bei denen die wasserempfindlichen Salze einen relativ hohen Anteil an ihrer Zusammensetzung haben, wie z. B. die Wettersprengstoffe der Klasse ill. Stellt man solche Sprengstoffe nach dem erfindungsgemässen Verfahren her, so bleibt ihre Zündunempfindlichkeit gegen Schlagwetter auch in feuchter Atmosphäre erhalten.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Sprengstoffe zeigen eine besondere Reaktionsfreudigkeit der im fertigen Sprengstoff sehr gleichmässig verteilten Komponenten. Durch die Absättigung der freien Oberflächenkräfte infolge des wasserabweisenden Überzuges auf den einzelnen Salzkörnchen ist ihre Durchmischung mit dem Sprengöl besonders homogen. Bei Sprengstoffen anderer als der erfindungsgemässen Herstellungsart kann sich das Sprengöl leicht durch Adsorption an Salzteilchen an bestimmten Stellen sammeln, so dass keine homogene Masse entsteht.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist es möglich, dem Salz noch weitere Stoffe zuzufügen, soweit dies für das Erreichen bestimmter Eigenschaften, z. B. der Modifizierung, zweckmässig erscheinen sollte.
Die Zugabe kann, je nach der Art des Zusatzstoffes vor, während oder nach der Wirbelung im Wirbelstrom erfolgen. Solche Zusatzstoffe sind z. B. die üblichen Phlegmatisierungs- bzw. Sensibilisierungsmittel.
Die erfindungsgemässe Herstellung von Sprengstoffen ist an Hand der Fig. 1 und 2 beispielsweise beschrieben.
Beispiel l : 30 kg Ammoniumnitrat werden in einem mechanischen Mischer bekannter Bauart durch die Einfüllöffnung C (Fig. 1) eingetragen. Der Mischer ist auf zirka 600 vorgeheizt. Das Rührsystem B wird durch den Antrieb A in Bewegung gesetzt. Die Umdrehungszahl des Mischers beträgt während der Behandlung des Salzes 750 Upm. Das Amminiumnitrat wird im Mischer 4 Minuten lang gewirbelt, bis die Temperatur des Salzes in der Wirbelschicht etwa 500C beträgt. Das Salz wird dabei aufgelockert und in lebhafte Bewegung versetzt, wobei sich die vertikale Zirkulation der Rotation um die senkrechte Achse des Mischers überlagert.
In die Apparatur werden nun durch die Öffnung C 0, 3 kg eines Gemisches aus Paraffin und Turbinenöl (1 : 1) in dünnem Strahl eingegossen, die mit dem Ammonsalpeter gewirbelt werden und in 5 Minuten den gewünschten Überzug bilden. Nach einer Abkühlzeit von 15 Minuten wird der behandelte Ammonsalpeter dem Zumischpulver zugefügt und der Sprengstoff in an sich bekannter Weise hergestellt.
Be isp iel 2 : 30 kg Natriumnitrat von gewünschter Kornfeinheit werden durch die Einlassöffnung G (Fig. 2) in einen auf 550C vorgeheizten pneumatischen Mischer H eingefüllt. Ein Luftstrom tritt über die Leitung I durch die Aerolith-Filterplatte F in den Mischer ein und versetzt das Salz in Wirbelung. Sobald das Salz die Temperatur des Mischers angenommen hat, werden der Druckluft über die Leitung K in der Düse E 0, 32 kg Paraffin zugemischt und mitgewirbelt, bis sich nach 4 Minuten der Überzug gebildet hat. Nach dem Rühren mit kalter Luft wird der Mischer durch den Ablassstutzen D entleert und das Salz nach einer Abkühlzeit von 15 Minuten in üblicher Weise verarbeitet. Mit M und L sind Druckmessrohre bezeichnet, während durch das Rohr N ein Temperaturmessgerät in den Mischer H eingeführt werden kann.
Mit 0 ist ein Plexiglasfenster bezeichnet.
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The sensitivity of explosives containing hygroscopic salts to moisture affects in many ways, e.g. B. in terms of storage stability, very unfavorable; attempts have therefore been made for a long time to remedy this disadvantage. To protect such explosives against moisture, special cartridge papers, such as. B. paraffinized papers or those with different intermediate layers are used. It is also common practice to immerse the finished cartridges in paraffin baths in order to achieve a water-impermeable coating on the cartridge. For the same purpose, casings made of plastics have recently been used, or the cartridges are coated or wrapped with such plastics.
Furthermore, processes have become known according to which the hygroscopic salt is treated during production or also afterwards with substances that reduce the tendency of the crystals to stick together, making the salt more suitable for further use and the explosives insensitive.
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like those who are not explosives themselves. The substances that have explosive properties and are surface-active against the components to be prepared are applied in a continuous or partial monomolecular or polymolecular layer to one or more explosive components or the entire explosive. The disadvantageous sensitivity of the finished explosives to moisture could not be adequately remedied by any of these methods.
In contrast to the processes mentioned above, the present invention now enables the production of gelatinous, semi-gelatinous or powdery explosives of conventional composition with significantly reduced moisture sensitivity and thus improved storage stability and more advantageous blasting properties.
According to the invention, the hygroscopic salt components of the explosive, z. B. Ammonium nitrate, a water-repellent coating that is only a few molecular layers thick and made of substances that are not soluble in the explosive oil, especially hydrocarbons. According to the invention, the coating is applied using the eddy current method. As a result, a homogeneous layer is applied to the existing crystal surfaces as well as to the fracture surfaces of the crystals freshly created as a result of the comminution in the eddy current, and thus, surprisingly, the sensitivity to moisture is significantly reduced. The process has the further great advantage that prior drying of the salt, which always causes greater technical effort, is unnecessary.
Another effect of the process according to the invention is that, as a result of the introduction of the pretreated salts, which have a lower bulk density than the untreated salts, the explosive produced in this way contains very finely distributed air, the presence of which in this form has an excellent influence on the shelf life of the explosives and counteracts the drop in demolition technology values over time. With normal explosives manufacturing processes, it is almost impossible to
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To bring air in such a fine distribution into the explosive mass.
To produce such a water-repellent coating by the process according to the invention, hydrocarbons that are insoluble in the explosive oil, such as paraffin, paraffin oil, machine oil,
Turbine oil, mixtures of these substances with one another, or the like. Provided. The amount of applied
Hydrocarbon depends on the fineness of the salt, i.e. H. according to the size of the free
Surfaces that are available for absorption. In general, additions between about 0.05 and about 8 percent by weight of the amount of salt are used. With very high additions, the hydrocarbons have a phlegmatizing effect in some cases; such an effect would be contrary to the aim of the method according to the invention.
The treatment of the salts in the eddy current mixer takes place at normal or elevated temperatures and the like. between. Depending on the type of hydrocarbon added, both the
Melting point as well as the viscosity of the coating material play a role.
Both eddy current mixers of the mechanical mixer type and those of the pneumatic mixer type can be used to carry out the process according to the invention. While with the former there is a grain breakdown due to mechanical abrasion, with the pneumatic mixer the grain size of the treated salt does not change. Depending on the type of explosive, one or the other type of mixer can be particularly advantageous. When the eddy current process is carried out in the mechanical mixer, the sieve fineness of the treated substances change, so that, as a further advantage of the process according to the invention, additional grinding of these substances is unnecessary.
The application of the method according to the invention has a particular advantage in the production of such explosives which contain an inverse salt pair and in which the water-sensitive salts have a relatively high proportion of their composition, such as, for. B. the weather explosives of class ill. If such explosives are produced by the process according to the invention, their insensitivity to ignition against firedamp is retained even in a moist atmosphere.
The explosives produced by the process according to the invention show a particular reactivity of the components which are very evenly distributed in the finished explosive. Due to the saturation of the free surface forces due to the water-repellent coating on the individual salt grains, their mixing with the explosive oil is particularly homogeneous. In the case of explosives other than the method of manufacture according to the invention, the explosive oil can easily collect at certain points through adsorption on salt particles, so that no homogeneous mass is created.
In a further embodiment of the invention, it is possible to add other substances to the salt, insofar as this is necessary to achieve certain properties, e.g. B. the modification should appear appropriate.
Depending on the type of additive, the addition can take place before, during or after the eddying in the eddy current. Such additives are e.g. B. the usual phlegmatizers or sensitizers.
The production of explosives according to the invention is described with reference to FIGS. 1 and 2, for example.
Example 1: 30 kg of ammonium nitrate are introduced into a mechanical mixer of known design through the filling opening C (FIG. 1). The mixer is preheated to around 600. The stirring system B is set in motion by the drive A. The speed of rotation of the mixer is 750 rpm during the treatment of the salt. The ammonium nitrate is swirled in the mixer for 4 minutes until the temperature of the salt in the fluidized bed is about 500C. The salt is loosened up and set in lively motion, whereby the vertical circulation of the rotation around the vertical axis of the mixer is superimposed.
A thin stream of 0.3 kg of a mixture of paraffin and turbine oil (1: 1) is poured into the apparatus through opening C, which is swirled with ammonium nitrate and forms the desired coating in 5 minutes. After a cooling time of 15 minutes, the treated ammonium nitrate is added to the admixture powder and the explosive is produced in a manner known per se.
Example 2: 30 kg of sodium nitrate of the desired grain size are poured into a pneumatic mixer H preheated to 550C through the inlet opening G (FIG. 2). A stream of air enters the mixer via line I through aerolite filter plate F and causes the salt to swirl. As soon as the salt has reached the temperature of the mixer, 0.32 kg of paraffin are added to the compressed air via line K in nozzle E and whirled around until the coating has formed after 4 minutes. After stirring with cold air, the mixer is emptied through the discharge nozzle D and the salt is processed in the usual way after a cooling time of 15 minutes. Pressure measuring tubes are designated by M and L, while a temperature measuring device can be introduced into the mixer H through the tube N.
A plexiglass window is designated with 0.