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Procédé dt préparation de 14 oyolot'tram'tbyl..t6tran1t
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La présente Invention se rapport à la préparation de la 0101ot4trD'thflne.t'tranitramint, qu'on désignera o1.apr' sous la dénomination abrogea HMX, sous une certaine forme physique et dans un état de pureté élevée. D'une manière plus précise, L'in- vention vise à la préparation de la HMX sous forme de cristaux ou de particules dont une partie au moins passe au travers d'un tamis à ouvertures de 0,044 mm et qui possède une pureté élevée.
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La HMX est polymorphe t on connaît en particulier les formes alpha.. bêta, gamma et delta.
La forme bêta est la forme préférée en raison de sa sensibilité plus faible ; ses caractéristiques de sensibilité la rendent plus apte à certaines utilisations.
La demanderesse a trouvé que lorsqu'on soumettait une dis- persion de HMX brute à des conditions d'écoulement turbulent,188 particules se brisaient peu à peu à la suite des chocs et des @
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collisions Mutuels répétés.
La HMX est, de préférence, diluée par un liquida non solvant approprié comme l'eau, le méthanol
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ou l'éthanolt On peut recycler la dispersion obtenue par passage dans dei pompes et des Vëlvws à étranglement pendant une duré* IUttt.lI.ntt pour obtenir, sous 1 foras bltàs des partioulet de dimensions .11'1,..tn' p<ti$<t< Certains odes opératolpti <t réglages de la dilution permettent de diminuer la proportion ou aime d'éliminer des imposants indésirables éventuellement présents,, comme la RDX définie ci-après. Âpres réduction de la dimension de particules effectuée comme décrit ci-dessus,
on soumet le li- quide contenait la HMX fine recherchée à une nouvelle dilution
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et, à une épuration, par exuple h une séparation par oyolone, eocuae décrit en détail ci-après, te liquide contenant la X finement divisé ainsi isolée , dans le procédé de l'invention peut tire séparé du liquide en- vironnant et envoyé à une filtration sous vide et à d'autres traitements permettant d'obtenir le produit final qui peut ttre emballé, ou traita ou utilisé de toute autre manière. Pour aîné- '
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, 110rer la filtration et le traitement, on peut ajouter un agent aMioorant une dispersion aqueuse de HMX finement divisée, Les explosifs en particules fines à baie de nitraminte cycliques ou de produits cycliques nitrés peurent être agglomérés par ce procédé.
Comme exemples d'explosifs de ce type, on peut citer le
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TNT (trinitrotoluène), la cyalotxim$thy7,$rie tr1n1tra1l11ne (cyolo- nite ou RDX), la 2,4,6-tri.nitrophénylméthylnitramine (tétryle), le t'tran1trat. de pentaérythritol (PETN), le picrate d'ammonium '.
(explosif D), la 1,2,3, 5-tétranitroaniline, (TNA), et le 1"3. diamino-2,4,6-trinltrobenzène. Comme exemples d'agents agglomérants qui conviennent, on citera l'acétate de ,-butyia (qualité techni- que à 20-40% de préférence), l'acétate d'isobutyle, la cyclohexanone ou l'un de ces produits utilisés conjointement avec une proportion
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relativement faible de phtslate de diootyle ou d'un autre pla.t1-
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fiant approprié comme la triacétine ou le sébaçate de dioctyle, La dimension de particules et le pouvoir collant du produit agglomé- ré peuvent être réglés par la proportion d'agent agglomérant routée et par la durée de la digestion,
c'est-à-dire la durée pendant laquelle on poursuit l'agitation lorsqu'on a ajouté tout l'agent agglomérant à la dispersion aqueuse. 'La proportion optimale d'agent agglomérant à ajouter est d'environ 1 g par fraction de 5 g d'explosif en particules fines. La durée de rétention ou de digestion optimale est comprise entre 10 mn et 30 mn. Lorsqu'on utilise du phtalate de diootyle ou un autre plastifiant approprié conjointement avec l'un des agents agglomérants, en l'ajoutant, de préférence, avant l'agglomération, on diminue la sensibilité au choc du produit aggloméré.
La dimension de particules du produit aggloméré est comprise entre 150 et 2400 microns, la dimension préférée étant de 300 à 2400 microns ou en moyenne d'environ 840 microns, Apre ' séchage, le produit est faible et peut être emballé en sacs ou transporté en fûts, ou redispersé, si on le délire Ce mode opératoire d'agglomération permet de ramener la teneur en composants volatils de la HMX à un taux de 8 à 20% en un laps de temps minimum,
Les exemples suivants illustrent l'invention, sans toute- fois la limiter.
EXEMPLE I.
Dans cet exemple, la HMX utilisée possède une pureté initia le d'environ 95%.
On introduit 1350 kg de HMX brute dans un réservoir à air culation, et on ajoute de l'eau jusqu'à ce que l'agitateur puisse tourner facilement. L'agitateur étant en marche, on ajoute encore de l'eau jusqu'à ce que l'hélice et l'axe de l'agitateur soient re- couverts et que la circulation s'effectue correctement. On fait alors circuler la dispersion à l'aide d'une pompe centrifuge, la ramenant d'un robinet de vidange situé au tond du réservoir jusqu' au sommet du réservoir.
On poursuit l'opération pendant 16 h. Du-
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rant et temps, on feraw partiellement la vanne de vidange do manière que la dispersion retournant au réservoir toit sous une pression très faible en amont de la pompe.
Pendant que la dispersion circule et, par conséquent, est soumise à un broyage, on augmente progressivement la température
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i 500-60"C., De l'eau froide introduite dans le réservoir toutes lea 15 à 20 mn pour le lavage des parois du réservoir, sert à régler la température. On maintient le réservoir fermé lorsqu'on n'ajoute pas d'eau.
Après un broyage de 16h, on laisse la dispersion s'écouler ,vers un séparateur du type cyclone dans lequel les particules fines de HMX débordent au sommet, tandis que le courant inférieur comprenant des particules de dimensions grossières retourne au réservoir d'ali-
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aentation.
On recueille la dispersion de particules fines de HMX et on la laine Il "4:1.r1ent" pondant une nuit. on ddoante le liquide #loir et cm Agit$ le contenu du réser- voir pendanc environ 15 appuis on filtre la dispersion saus vide fit on la 04chte Des essais effectués sur leproduit obtenu dans cette opéra*
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tlon montrent que les particules de BOX ont la dimension recherchée, inférieure à 44 microns environ. En réglant la durée de circulation on peut obtenir des particules de HMX présentant une dimension quel- conque désirée$ comprise entre 5 et 120 microns, mais on obtient les meilleurs résultats dans la gamme de 10 à 25 microns. La pureté dé- passe également 97% et le produit est principalement sous la forme bêta.
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Après l'opération de broyage et de reoirculation,on peut procéder à l'agglomération ou à la mise en granulés de particules fines de HMX en opérant de la manière suivantes
A des fractions séparées.d'une dispersion du produit, on
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ajoute respectivement de l'acétate de n-butyle technique (30#) , de l'acétate d#îoob)ttyle ('off et de la cyclohexanone (60%) en maint.-
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nant les %#sots sous agitation. Les pourcentages indiquée oor- ,..pon4tni; . :La proportion dé l'agtnt agglomérant en poidi par rapport tu poids de RMX tn .ullpen.1orh cette opération est '1'1',..
*de pratiquement à la toitpératgre ambiante. On poursuit l'I,1tation jusqu'à ce que l'agglomération soit Visible dans chacun des cas. Au bout da 10 à 15 m, on jette séparément les différentes fractions sur un filtre à vide et on sépare l'eau très rapidement* Le produit aggloméré obtenu dans chaque cas conserve sa structure lors des manipulations normales; on le sèche pratiquement complète-
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ment et on l'emballe ; ce produit peut être redisperod dans un solvant approprié. Le produit obtenu sur le filtre & vide peut être emballé facilement en sacs ou mis en rots.
EXEMPLE II.
On agite dans un récipient une dispersion de particules finement broyées de HMX (90-98% de pureté) préparée comme décrit
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dans l'exemple I (rapport HMX eau, en poids, de 1<4.) jusqu'à ce que la HMX soit bien dispersée. A cette dispersion dans 2000 al d'eau, on ajoute lentement sous agitation 125 ml d'acétate de butyle technique. L'agglomération est complète à la fin de l'addi-
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tion de l'acétate de û-butyle. La dimension moyenne du produit aggloméré est de J3,Q microns. Pour ce lot de 500 g de BMW à en- viron 90% de pureté, il a fallu 105 g d'acétate de n-but11e pour atteindre l'agglomération optimum . Des lots séparés de HMX à respeo tlvement 939 et 9du de pureté, sont agglomérés de manière analogue par 105 g et 113 g d'acétate de n-butyle.
EXEMPLE III.
Dans un alambic de laboratoire de dix litres, on ajoute 500 g de particules fines de HMX (dont 77% passent au travers d'un tamis à ouvertures de 0,044 mm) à 2000 ml d'eau, sous vive agitation,
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jusqu'à et que la BOX soit bien dispersée. On ajoute ensuite 125 MI 4'ao.tate de A-w.1, . rai ion de 48 t 69 al 'par minute$ tn agitant 1 4O0-S00 t/<a. "..l1oI4",ion ut wapifct* A 1& fia 4t l'a4di'io.
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de 1'10'"'' 4e ,rl''t',' La dispersion granulaire est mite a 411'r., sous agitation ecm\1nu, pendant' 10 an, après quoi on la rai, t juif* sur un ,''4ïs'' produit pl"1.,4 au* 1, fil", lon- 4 '1"', . louglysti 20X de nuttifii ,'02..U,,' tt"oot conotttud pas de particules agglomérée! de di.en.1on moyenne de 500 à 1410 ai" cp<m t On le sache à 11000 dans une étuve à vapeur.
Le produit oon..r"8 un* tome granulaire et rente intact avec une dureté oofflrable à celle des explosifs liée par une matière plastique.
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On obtient des résultats analogues, lorsqu'on remplace
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l'acétate de pbuty.a par l'acétate d'1.obutyle ou par la cyclohoxa-
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none.
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L1!; ÏY. \ On Agglomère 500 $ de particules fines de ma en opérant comme à l'exemple III, mais en laissant digérer la dispersion agglo- aérée pendant 30 mn au lieu de 10. Ce lot présente un degré d'ag- 11oll&rat1on comparable, mais les agglomérats sont légèrement plus
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grands avec une dimension moyenne d'environ 1410 microns. On jette la dispersion sur un sac de filtration en coton, au travers duquel l'eau se sépare facilement., en laissant un résidu de perlettes et de
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granulés contenant environ 25 à 30 de liquide (solvant plus humi..
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dité).
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F'..,.
On reproduit le mode opératoire de l'exemple III,avec les variantes suivantes i tABLEAU' ;
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<tb> Proportion <SEP> d'acétate <SEP> durée <SEP> de <SEP> la <SEP> Degré <SEP> d'agglomération
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<tb> de <SEP> a-butyle <SEP> ajoutée <SEP> digestion
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EXEMPLE VI.
Une dispersion de 392 g de HMX en suspension dans 2000 ml d'eau , qui possède une sensibilité au choc de 27,0 cm, est traitée @ en 3 fractions séparées de la manière suivante (la sensibilité au choc est mesurée par la hauteur en centimètres de la chute d'au poids de 5 kg provoquant la détonation de 50% des échantillons de ' HMX ; à chaque fraction, on a ajouté 8 g de phtalate de dioctyle et 108 ml d'acétate de n-butyle): a)- on ajoute le phtalate de dioctyle à la dispersion de HMX dans l'eau avant l'addition de l'acétate de n-butyle.
La sensibilité au choc est de 34,0 cm. b) On ajoute le phtalate de dioctyle à l'acétate de n-butyle et on ajoute ensuite le mélange d'acétate de n-butyle et de phtalate de dioctyle à la dispersion de HMX dans l'eau. La sensibilité au choc du produit granulé est de 35,5cm. c) On ajoute le phtalate de dioctyle à la dispersion de HMX granu- lée, c'est-à-dire que le phtalate de dioatyle est ajouté après gra- nulation provoquée par l'addition de l'acétate de n-butyle à la dispersion de HMX dans l'eau. Le produit a une sensibilité de 27,9 cm.
Les mesures de sensibilité au choc dont les résultats.sont rapportés ci-dessus montrent que cette sensibilité diminue dans l'opération de granulation dans laquelle on utilise du phtalate de diootyle conjointement à l'acétate de n-butyle ; la diminution la plus forte se produit lorsqu'on ajoute le p htalate de dioctyle à la dispersion de HMX dans l'eau ou à l'acétate de n-butyle, avant l'addition de celui-ci.
Quoique ,dans l'exemple I ci-dessus, les traitements de recyclage et de broyage aient été poursuivis pendant environ 16 h, tenu compte de la quantité particulière de gros cristaux introduits dans le réservoir, ces traitements peuvent varier dans une certaine mesure. C'est-à-dire qu'avec des quantités plus petites, il suf- firait de durées opératoires plus courtes, de même que dans le cas
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ou les Cristaux du produit brut ne sont pas excessivement gros.
Cependant, on préfère, en général, observer une durée de traite- ment comprise entre 4 h et 24 h, Le degré de dilution de la HMX traitée peut varier dans une certaine mesure. En général, cepen. dant, on préfère une dilution en une dispersion contenant envi= 40% à 60% de matières solides* Après l'opération de recyclage par pompage pendant plusieurs heures précédant l'envoi de la diaper- *ion contenant les particules fines à la séparation par cyclone, on préfère procéder à une dilution telle que la dispersion con- tienne environ 12% ou moins de matières solides.
Comme indiqué ci-dessus, une partie de cette dilution peut être effectuée dans le réservoir pour régler la température, la. suite de la di- lutton étant effectuée juste avant l'envoi de la dispersion au se* parateur cyclone.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples.