Verfahren zur Herstellung von Ammonsalpetersprengstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ammonsalpetersprengstoffen, die festes, feinkörni ges Ammoniumnitrat, nitrierte Kohlenhydrate und Sal- petersäureester der mehrwertigen Alkohole enthalten, durch Einverleiben der festen, nicht gelatinierenden Komponenten in eine mit Methylalkohol gelatinierte Masse, wonach der Methylalkohol verdampft und der Sprengstoff in feinkörnige Form gebracht wird.
Die bekannten Ammoniumnitratsprengstoffe enthal ten im allgemeinen mehr als 50 % Ammoniumnitrat, brennbare organische Bestandteile, ausserdem zur Sen- sibilisierung Nitroglyzerin oder aromatische Nitrover- bindungen, z. B. Trinitrotoluol oder auch evtl. Alumi niumpulver. Diese bekannten Ammoniunmitratspreng- stoffe lassen sich durch die üblichen Bergbauspreng kapseln nur bei geringer Dichte initiieren.
Die gebräuch lichen Dichten liegen zwischen 0,85 und 1,1, und zwar nur selten über 1,05. Infolgedessen wird die Wirkung der anderthalbmal so schweren und überdies schon an sich energiereicheren Dynamite nie erreicht. Die Wir kung bzw. die Brisanz der Militärsprengstoffe, wie Tri- nitrotoluol, Pikrinsäure, Tetryl, Hexogen usw., kann mit diesen Ammoniumnitratsprengstoffen nicht einmal an nähernd erreicht werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, laut welchem ammoniumnitrathaltige, mit den gebräuchlichen Berg bausprengkapseln leicht zündbare Sprengstoffe mit hoher Dichte und hohem Energiegehalt und mit ähnlicher Wir kung wie die Dynamite hergestellt werden können. Wei terhin können nach dem Verfahren hochbrisante Spreng stoffe erzeugt werden, welche ähnliche Brisanz und Wir kung haben wie Trinitrotoluol, Tetryl, Hexogen usw.
Ausserdem können die erfindungsgemäss erzeugten Sprengstoffe wesentlich billiger hergestellt werden als die genannten Sprengstoffe.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Ammonsalpetersprengstoffen, die festes, feinkörniges Ammoniumnitrat, nitrierte Kohlenhydrate und Salpeter säureester der mehrwertigen Alkohole enthalten, durch Einverleiben der festen, nicht gelatinierenden Kompo- nenten in eine mit Methylalkohol gelatinierte Masse, wonach der Methylalkohol verdampft und der Spreng stoff in feinkörnige Form gebracht wird, zeichnet sich dadurch aus,
dass zur Herstellung der gelatinierten Masse eine aus nitrierten Kohlenhydraten und Salpetersäure- estern der mehrwertigen Alkohole bestehende Pulver masse verwendet wird.
Hiebei können zur Herstellung des Sprengstoffes ausser feinkörnigem Ammoniumnitrat gegebenenfalls noch Natriumnitrat, Kaliumnitrat und/oder Aluminium pulver zugesetzt werden. Der in feinkörnige Form ge brachte Sprengstoff kann gegebenenfalls zu Presskörpern gepresst werden. Wenn der in feinkörnige Form ge brachte Sprengstoff zu Presskörpern gepresst wird, ist es zweckmässig, eine Dichte von 1,1, vorteilhaft eine Dichte von 1,5 oder noch höher, anzuwenden.
Zweckmässig kann ein feinkörniges Ammonium nitrat von höchstens DIN 50 Siebfeinheit, also eines, das durch ein Sieb einer lichten Maschenweite von höch stens 0,120 mm noch hindurchgeht, verwendet werden. Zwecks leichterer und besserer Bearbeitung kann die Oberfläche des Ammoniumnitrats mit geringerer Menge, zweckmässig unter 1 Gewichtsprozent, einer ölartigen Substanz - vorteilhaft Mineralöl - befeuchtet und auf diese Art in die Gelatine einverleibt werden.
Der nach dem erfindungsgemässen Verfahren herge stellte Sprengstoff enthält zweckmässig an sich bekannte Bestandteile, besonders Aluminiumpulver, in einer der schwach positiven Sauerstoffbilanz entsprechenden Zu sammensetzung. Als nitrierte Kohlenhydrate können Nitrocellulose und/oder Nitrostärke verwendet werden.
Es wurde festgestellt, dass durch Erhöhung des Energieinhaltes der angewandten Pulvermasse nicht nur die Sprengwirkung, sondern auch die Initiierfähigkeit er höht werden kann. Die Brisanz und Initiierfähigkeit wird im allgemeinen auch durch die höhere Konzentration der angewandten Pulvermasse gesteigert. In Anbetracht des oben Angeführten und unter Berücksichtigung einer schwach positiven Sauerstoffbilanz können Sprengstoffe hergestellt werden, welche selbst bis 1,6 Dichte gepresst noch leicht zündbar sind. Die untere Grenze der einver leibten Nitrocellulose bzw.
Pulvermasse ist zweckmässig etwa 10 0(0. Aus jenen Sprengstoffen, welche im Bereich der unteren Grenze liegen, können Presskörper herge stellt werden, welche geeignet sind, die Dynamite zu ersetzen. Die obere Grenze der angewandten Pulver masse wird zweckmässig durch die Verbrennungswärme der Pulvermasse und die Sauerstoffbilanz festgesetzt. Zur Ersetzung der Dynamite können sehr vorteilhaft z. B.
solche Sprengstoffe verwendet werden, welche 10-30 Gewichtsprozent einer Pulvermasse von 1150-1200, vorteilhaft von etwa<B>1170</B> Kalorien Verbrennungswärme, 77-64 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat, feines Alu miniumpulver in einer zum Erreichen einer schwach po sitiven Sauerstoffbilanz nötigen Menge von 5,5-13,0 Gewichtsprozent, enthalten, und zu Presskörpern von 1,4-1,55 Dichte gepresst werden.
Zur Ersetzung der bekannten hochbrisanten und energiereichen Sprengstoffe sind Zusammensetzungen geeignet, welche 10-30 Gewichtsprozent einer Pulver masse von 1200-1400, vorteilhaft von 1300 Kalorien, 75-61,9 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat und Alumi niumpulver in einer zur schwach positiven Sauerstoff bilanz nötigen Menge von 7,4-14,0 Gewichtsprozent enthalten, und zu Presskörpern mit 1,5-1,6 Dichte ge- presst werden.
Der erfindungsgemäss hergestellte feinkörnige Spreng stoff ist ohne stärkeres Pressen, nur patroniert zu einer Dichte von<B>1,05,</B> ein brisanterer Sprengstoff als die bis her üblichen Ammoniumnitratsprengstoffe ähnlicher Dichte.
Der erfindungsgemäss hergestellte Sprengstoff ist zur Metallbearbeitung durch Explosion und zum Ersetzen der hochbrisanten Militärsprengstoffe, wie Tetryl, Nitro- penta, Hexogen, geeignet.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
<I>Beispiel 1</I> 31 Gewichtsprozent ohne Lösungsmittel hergestellte Pulvermasse von 930 Kalorien (bestehend aus 41,5 % Nitrocellulose mit 12,3 % Stickstoffgehalt, 43,2 % Nitroglyzerin, 8,
3 % Zentralit I, d. h. symmetrisches Di- äthyl-diphenyl-Karbamid, 2,0 % Diamylphthalsäureester und 0,5 01o Stearin) werden mit 35 Gewichtsprozent Methylalkohol gelatiniert und in einer Knetmaschine mit 69 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat von DIN 70 Sieb feinheit, welches vorher mit 0,3 Gewichtsprozent Spin- delöl angefeuchtet wurde, geknetet.
Nach einer Stunde Knetzeit wird das Gemisch auf 60 C erwärmt und wei ter geknetet, bis es feinkörnig und trocken wird, und an- schliessend gepresst.
Der auf diese Art hergestellte Sprengstoff von 100 g Menge und 1,4 Dichte, mit Sprengkapseln Nr. 8 initiiert, ergibt bei der Brisanzprobe nach Hess unter fünf Stück 4 mm, also insgesamt 20 mm starken Stahlplatten eine Verkürzung von 22,0 mm der 2 St, Bleizylinder mit Durchmesser von 40 mm und je 30 mm, insgesamt 60 mm Höhe.
Das zum Vergleich herangezogene kristallinische, aus drei Presslingen bestehende Trinitrotoluol, ebenfalls von 100g Menge und 1,5 Dichte, ergab unter ähnlichen Um ständen nur 20,15 mm Verkürzung der Bleizylinder.
<I>Beispiel 2</I> 76,6 Gewichtsprozent, mit 0,4 Gewichtsprozent Spindelöl angefeuchtetes Ammoniumnitrat von DIN 70 Feinheit wird mit 13,0 Gewichtsprozent Aluminiumpul ver ähnlicher Feinheit vermengt. Diesem Gemisch wer den zuerst 10 Gewichtsprozent ohne Lösungsmittel her gestellter Pulvermasse und dann 12 Gewichtsprozent einer mit Methylalkohol gelatinierten Pulvermasse von 1170 Kalorien Verbrennungswärme zugefügt und in einer Knetmaschine eine Stunde lang geknetet, dann bei 60 C getrocknet und in feinkörnige Form gebracht.
Die Brisanzprobe nach Hess wurde mit 100 g Sprengstoff von 1,4 Dichte, bei Gebrauch von zwei Stück 4 mm, also insgesamt 8 mm starken Stahlplatten, sonst unter ähnlichen Verhältnissen wie in Beispiel 1, durchgeführt. Die Verkürzung der Bleizylinder war 26,7 mm. Die berechnete Verbrennungswärme des Sprengstoffes ist rund 1400 Kalorien.
<I>Beispiel 3</I> 64,5 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat von DIN 70 Siebfeinheit und 5,5 Gewichtsprozent Aluminiumpulver ähnlicher Feinheit werden zuerst mit 30 Gewichtsprozent einer nicht gelatinierten, also kein Lösungsmittel enthal tenden Pulvermasse und dann mit 32 Gewichtsprozent einer mit Methylalkohol gelatinierten Masse von<B>1170</B> Kalorien Verbrennungswärme in der Knetmaschine ver arbeitet.
Der nach den vorangehenden Beispielen bearbeitete feinkörnige Sprengstoff wurde dann zu Presskörpern von 1,57 Dichte gepresst.
Die Brisanzprobe nach Hess ergab unter ähnlichen Verhältnissen wie in Beispiel 1, 25,5 mm Verkürzung der Bleizylinder.
Das zum Vergleich herangezogene, mit 1 Gewichts prozent Silikonlack granulierte und zu 1,5 Dichte ge- presste Hexogen gab bei der Brisanzprobe nach Hess unter sonst ähnlichen Verhältnissen 25,2 mm Verkür zung der Bleizylinder. Die berechnete Verbrennungs wärme des Sprengstoffes beträgt rund 1200 Kalorien.
Die Trauzl-Probe mit 10 g Sprengstoff ergab netto 450 ml Ausbauchung bei 15 C.
<I>Beispiel 4</I> Wird die Verbrennungswärme des Sprengstoffes an der oberen Grenze weiter erhöht und ein Energiegehalt von<B>1300</B> Kalorien erreicht oder sogar überschritten, so kann die Brisanz des Sprengstoffes noch weiter gesteigert werden.
Die Zusammensetzung eines derartigen hochbrisan ten Sprengstoffes ist die folgende:
EMI0002.0076
30 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Pulvermasse
<tb> 8 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Aluminiumpulver
<tb> 0,1 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Spindelöl
<tb> 61,9 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Ammoniumnitrat Die Zusammensetzung der obigen Pulvermasse ist die folgende:
EMI0002.0077
20,3 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Nitroceliulose <SEP> mit <SEP> 11,7 <SEP> 0/0
<tb> Stickstoffgehalt
<tb> 27,0 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Nitrocellulose <SEP> mit. <SEP> 12,25 <SEP> 0;o
<tb> Stickstoffgehalt
<tb> 0,4 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Zentralit <SEP> I
<tb> 0,15 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Stearin
<tb> 52,15 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Nitroglyzerin Dieser Sprengstoff wurde auf die gleiche Art herge stellt, wie dies in den vorangehenden Beispielen angege ben ist. Die Brisanzprobe nach Hess ergibt, wenn die Dichte rund 1,32 beträgt, unter ähnlichen Verhältnissen wie in den vorangehenden Beispielen, 28 mm Verkürzung der Bleizylinder.
Die berechnete Verbrennungswärme ist rund 1330 Kalorien.