CH618954A5

CH618954A5 -

Info

Publication number: CH618954A5
Application number: CH58476A
Authority: CH
Inventors: Daniel A Wasson
Original assignee: Ireco Chemicals
Priority date: 1975-01-20
Filing date: 1976-01-19
Publication date: 1980-08-29
Also published as: AT343031B; JPS51104014A; ZA7670B; FR2297822B1; FR2297822A1; SE7600501L; CS200185B2; SU698527A3; NO760163L; IN145385B; NO142344C; PL102552B1; BE837565A; IE42393L; NO142344B; JPS5813519B2; LU74201A1; DE2601162A1; IE42393B1; US4032375A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine sensibilisierte Sprengstoffmischung, die beispielsweise in Form eines wässrigen Gels oder eines Schlamms vorhegt, und die ein anorganisches Oxidationssalz, das teilweise oder vollständig in einer flüssigen Phase gelöst ist, festen und/oder flüssigen Brennstoff und ein Verdickungsmittel enthält.

Gegenstand der Erfindung ist eine Sprengstoffmischung, die durch einen Gehalt von mindestens 20 Gew.-% Calciumnitrat, im folgenden auch mit «CN» bezeichnet, und mindestens 3 Gew.-% Schwefel, beide bezogen auf das Gesamtgewicht der Sprengstoffmischung, sensibilisiert ist.

Die erfindungsgemässe Sprengstoffmischung wird im nachstehenden der Einfachheit halber auch als «Masse» bezeichnet.

Sprengstoffe vom Typ eines wässrigen Gels oder eines Schlamms, die im allgemeinen als schlammförmige Sprengstoffe bezeichnet werden, haben als technische Sprengstoffe infolge ihrer geringen Kosten, ihrer Sicherheit und der ihnen innewohnenden Wasserbeständigkeit weitgehende Anwendung gefunden. Wässrige, schlammförmige Sprengstoffe, die eine kontinuierliche flüssige Phase enthalten und im wesentlichen aus einem anorganischen Oxidationssalz, das gewöhnlich in der Hauptsache Ammoniumnitrat darstellt, und einem Verdickungsmittel für die flüssige Phase bestehen, in der ein Teil oder die Gesamtmenge des Oxidationssalzes gelöst ist, und die einen Brennstoff und/oder einen Sensibilisator und gegebenenfalls andere Bestandteile, wie gasbildende Mittel oder Vernetzungsmittel enthalten, sind mit gutem Erfolg selbst in wasserhaltigen Bohrlöchern angewendet worden.

Um eine genügende Empfindlichkeit der schlammför-migen Sprengstoffmischungen sicher zu stellen, ohne gefahrliche, selbst-explodierende Sensibilisatoren, wie Trinitrotoluol oder Pentaerythrit-tetranitrat beizumischen, sind nicht-explosive Sensibilisierungsmittel, in erster Linie fein verteilte Aluminiumteilchen, wie Aluminium, das für Malereizwecke geeignet ist, im allgemeinen verwendet worden. Die Empfindlichkeit von schlammförmigen Sprengstoffmischungen wird im-allgemeinen nach ihrem kritischen Durchmesser bestimmt, d.h. dem kleinsten Durchmesser, bei.dem eine zylindrische Ladung des Sprengstoffs wirksam und vollständig eine Detonationswelle erzeugt und somit die Sprengladung mit Erfolg detoniert. Wie gefunden wurde, vermindern selbst geringe Mengen von Aluminium von Malfeinheit, wie 1 Gew.-% oder weniger, deutlich den kritischen Durchmesser einer gegebenen Masse bei gegebener Temperatur und erhöhen somit deutlich ihre Empfindlichkeit.

Die Verwendung von Aluminium einer für Malereizwecke geeigneten Feinheit als Sensibilisierungsmittel ist jedoch praktisch begrenzt infolge seiner verhältnismässig hohen Kosten im Vergleich mit anderen Bestandteilen des Sprengstoffs. Somit sind zahlreiche Versuche gemacht worden, um weniger teure Ersatz-Sensibilisatoren zu finden. Die US-PS 27 095 lehrt, dass eine Kombination von elementarem Schwefel und

Natriumnitrat als Sensibilisator in wässrigen oder schlammförmigen Sprengstoffmischungen wirkt. In Kombination lediglich mit Ammoniumnitrat erzeugt Schwefel keinen Sensibilisierungseffekt, wie dies eine Kombination von Natriumnitrat und Schwefel tut.

Obwohl gefunden wurde, dass Schwefel besondere Sensi-bilisierungswirkung in Kombination mit einer Natriumnitrat enthaltenden schlammförmigen Sprengstoffmischung besitzt, ist Schwefel im allgemeinen als Brennstoff an sich verwendet worden, sei es mit oder ohne Natriumnitrat.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Feststellung,

dass die Kombination von speziellen Gewichtsverhältnissen, und Mengenanteilen von Calciumnitrat und Schwefel in einer vorzugsweise wässrigen Sprengstoffmischung als hoch wirksamer Sensibilisator wirkt. Obgleich in der Wirkung ähnlich, wurde überraschenderweise gefunden, dass eine Mischung von Calciumnitrat und Schwefel einen auffallend besseren Sensibilisator darstellt als eine Mischung von Natriumnitrat und Schwefel. Ausserdem wurde gefunden, dass Mischungen, die Calciumnitrat und Schwefel enthalten, deutlich andere Eigenschaften aufweisen als solche, die Natriumnitrat und Schwefel enthalten.

Ein Vorteil der Mischung von Calciumnitrat und Schwefel gegenüber Natriumnitrat und Schwefel besteht darin, dass Calciumnitrat und Schwefel ein bedeutend höheres Ausmass an Sensibilisierung erzeugt als Natriumnitrat und Schwefel.

Ein weiterer Vorteil von Calciumnitrat und Schwefel gegenüber Natriumnitrat und Schwefel besteht darin, dass eine Sensibilisierung mit Calciumnitrat und Schwefel deutlich und wesentlich weniger von der Temperatur abhängig ist, als eine Sensibilisierung mit Natriumnitrat undSchwefel.MitCalcium-nitrat und Schwefel sensibilisierte Mischungen können leicht genügend empfindlich gemacht werden für verhältnismässig geringe Detonationsdurchmesser von etwa 5 cm oder weniger bei 5°C, aber sie sind noch bei 20°C und höher ohne Verwendung einerZündkapsel empfindlich.EineSensibilisierung mit einer Mischung von Natriumnitrat und Schwefel lässt diese Wirkung nicht erzielen.

Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber einer Sensibilisierung mit Natriumnitrat und Schwefel bezieht sich auf die Verwendung hoher Mengenanteile von Calciumnitrat, welches, wie in den US-PS 3 660 181 und 3 713 917 beschrieben, Kristallisationswasser enthält, das beim Auflösen des Salzes in einem wässrigen, flüssigen Lösungsmittel freigesetzt wird, das jedoch umgekehrt auch aus dem Lösungsmittel beim nachfolgenden Niederschlagen eines Teils oder der Gesamtmenge des Salzes wieder aufgenommen wird. Dies verleiht der Masse beim Mischen und Verpumpen eine gute Fliessfähigkeit und bewirkt ausserdem eine Festigkeit und Beständigkeit beim Lagern bei niedrigeren als den Mischtemperaturen.

Mischungen im Sinne der vorliegenden Erfindung enthalten im allgemeinen fein verteilte Gasbläschen, die die Dichte vermindern und die, wie gefunden wurde, die Empfindlichkeit erheblich steigern. In Mischungen, die nicht hart sind, gestattet diese Verteilung von Gasblasen eine Kompression der Masse, und somit vermag ein hoher Druck ihre Dichte in solchem Ausmass zu erhöhen, dass sie für eine Detonation nicht länger empfindlich bleibt. Indessen lassen sich mit dem Sensibilisator auch Massen herstellen, die aufgrund ihrer verhältnismässig grossen Härte im wesentlichen nicht komprimierbar sind, selbst wenn sie eine feine Dispersion von Gasblasen enthalten.

Somit erzeugt eine Kombination von Calciumnitrat und Schwefel nicht nur eine bessere Sensibilisierung, sondern sie verleiht zusätzlich der Masse erwünschte physikalische Eigenschaften aufgrund des Kristallwassergehaltes des Calcium-nitrats.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

618954

Die vorgenannten Vorteile und Unterschiede einer Sensibilisierung mit Calciumnitrat und Schwefel im Vergleich zu einer solchen mit Natriumnitrat und Schwefel beginnen, wie beobachtet wurde, in der Praxis insbesondere hinsichtlich der Sensibilisierungswirkung bei einem Calciumnitratgehalt von mindestens 20 Gew.-%, berechnet auf die Gesamtmasse, und mit einer genügenden Menge von Schwefel, vorzugsweise zwischen 5 und 7 Gew.-%. Soweit nicht etwas anderes angegeben ist, sind die Prozentzahlen des Calciumnitrats im folgenden unter Ausschluss des Kristallisationswassers berechnet, obwohl 10 dies normalerweise mit Calciumnitrat assoziiert ist, und zwar beispielsweise in Mengen von etwa 15 Gew.-% bei handelsüblichem Calciumnitrat. Die oben beschriebene Härtewirkung wird bei einem Gehalt von Calciumnitrat oberhalb 30 Gew.-% deutlich. Vorzugsweise ist der Schwefel in Mengen anwesend, 15 die ausreichen, um ein Gewichtsverhältnis von Calciumnitrat : Schwefel von etwa 5,3 : 1 zu schaffen, was dem stöchiome-trischen Verhältnis für die Reaktion von Calciumnitrat und Schwefel unter Bildung von Calciumsulfat, Stickstoff und Sauerstoff entspricht, obwohl Schwefel in Mengen von ledig- 20 lieh 3*Gew.-% oder mehr anwesend sein kann und dennoch für eine ausreichende Sensibilisierung sorgt. Schwefel im Über-schuss zum optimalen Mengenverhältnis erzeugt keine deutliche weitere Sensibilisierung, und somit wirkt die überschüssige Menge lediglich als Brennstoff. Die oberen Grenzen so- 25 wohl für Calciumnitrat wie für Schwefel sind nicht kritisch und sind im Grunde ledigüch durch die praktische Anwendbarkeit bedingt, wie sie für eine im wesentüchen in der Sauerstoffbilanz ausgeglichene Sprengstoffmischung notwendig ist. Schwefel wird normalerweise nicht in grösseren Mengen, als 30 dem optimalen Verhältnis entspricht, angewendet.

Neben der Kombination von Calciumnitrat und Schwefel enthalten die beschriebenen Massen anorganische Oxidations-salze, flüssigen oder festen Brennstoff oder beide, Verdik-kungsmittel und gegebenenfalls Wasser gasbildende Mittel 35 und Vernetzungsmittel.

Das Oxidationssalz oder die Salze, von denen mindestens 20 Gew.-% der Gesamtmasse aus Calciumnitrat bestehen, sollen zweckmässig aus der Gruppe der Ammonium- und Alkalinitrate oder -perchlorate und Ammonium- und Alkalierd- 40 nitraten und -Perchloraten ausgewählt werden. Beispiele solcher Salze sind Ammoniumnitrat, Natriumnitrat, Calciumnitrat, Kaliumnitrat, Ammoniumperchlorat, Calciumperchlorat, Kaliumperchlorat und dergleichen. Vorzugsweise besteht das Oxidationssalz aus einer Kombination von Ammonium- 45 nitrat und Calciumnitrat in vorzugsweise etwa gleichen Mengenanteilen. Das gesamte verwendete Oxidationssalz beträgt gewöhnlich 50 bis 80 Gew.-% der der Gesamtmischung und liegt vorzugsweise zwischen 60 und 75 Gew.-%.

Die Gesamtmenge des in der Mischung vorhandenen Was- 50 sers hegt für gewöhnlich zwischen 5 und 20 Gew.-%, einschliesslich des Kristallisationswassers des Calciumnitrats. Die Verwendung von Wasser in Mengen innerhalb dieser Grös-senordnung gestattet es im allgemeinen, dass die Mischungen flüssig genug sind, um sie mit Hilfe der üblichen Schlamm- 55 pumpen bei erhöhten Bildungs- oder Mischtemperaturen oberhalb des Schmelzpunktes der Masse (60 bis 70°C) zu verpumpen, wobei sie jedoch beim Kühlen unterhalb den Schmelzpunkt, wie beispielsweise auf Zimmertemperatur, hart und verhältnismässig unzusammenpressbar werden infolge 60 der Tatsache, dass das Calciumnitrat beim Niederschlagen das Kristallisationswasser wieder aufnimmt. Obwohl mindestens 20 Gew.-% Calciumnitrat für Mischungen gemäss vorliegender Erfindung erforderlich sind, werden zweckmässig Mengen zwischen 30 und 45 Gew.-% angewendet, ausschliesslich des 65 Kristallisationswassers.

Zusätzlich zum Schwefel, die wie angegeben in Mengen von mindestens 3 Gew.-% anwesend sein muss, können andere feste oder flüssige Brennstoffe oder beide in Mengen zugesetzt werden, die ausreichen, um eine Mischung zu schaffen, deren Sauerstoffbilanz im wesentlichen ausgeglichen ist. Beispiele solcher Brennstoffe, die verwendet werden können, sind fein verteiltes, zerkleinertes Aluminium; kohlenstoffhaltige Verbindungen, wie Gilsonit oder Kohle; vegetabilische Körner, wie Weizen und dergleichen. Zu den flüssigen Brennstoffen können auch mit Wasser mischbare oder nicht-mischbare organische Flüssigkeiten gehören. Mischbare flüssige Brennstoffe sind Alkohole, wie Methylalkohol; Glykole, wie Äthy-lenglykol; Amide, wie Formamid und analoge Stickstoffhaltige Flüssigkeiten. Diese Flüssigkeiten wirken im allgemeinen als Lösungsmittel für das Oxidationssalz und können daher Wasser in verschiedenem Ausmasse ersetzen. Nicht-_ mischbare flüssige Brennstoffe sind aliphatische, alicyclische una/ oaer aromatische, gesättigte oder ungesättigte flüssige Kohlenwasserstoffe. Ein besonders bevorzugter, nicht-misch-barer flüssiger Brennstoff ist Brennöl Nr. 2. Die Gesamtmenge des angewendeten Brennstoffes hängt von der Menge des anwesenden Oxidationssalzes und der besonderen Art des verwendeten Brennstoffes ab, sie beträgt im allgemeinen mindestens etwa 10 Gew.-%.

Die gegebenenfalls wässrige, flüssige Phase der Mischung wird vorzugsweise durch den Zusatz eines oder mehrerer Verdickungsmittel von der Art und in der Menge, wie sie gewöhnlich in der Technik angewendet werden, viskos gemacht. Solche Verdickungsmittel sind beispielsweise Galaktomannin, vorzugsweise Guarangummisorten, Guarmel, Guaranate oder derartige Verbindungen von vermindertem Molekulargewicht, wie dies in der US-PS 3 788 909 beschrieben ist; ferner Polyacrylamid und analoge synthetische Verdickungsmittel, Mehle und Stärkesorten. Das Verdickungsmittel ist im allgemeinen in Mengen von 0,05 bis 2,5 Gew.-% anwesend. Indessen können Mehle und Stärkesorten in bedeutend grösseren Mengen bis zu etwa 10 Gew.-% angewendet werden; in diesen Fällen wirken sie in erheblicher Weise oder sogar primär als Brennstoffe.

Die Konzentrationsangaben beziehen sich stets auf das Gesamtgewicht der Sprengstoffmischung.

Wie in der Technik allgemein bekannt ist, werden gasbildende Mittel vorzugsweise angewendet, um die Dichte einer wässrigen, schlammförmigen Sprengstoffmischung zu erniedrigen und zu regeln und dieser eine erhöhte Empfindlichkeit zu verleihen. Derartige Massen enthalten vorzugsweise geringe Mengen, beispielsweise 0,01 bis 0,2 Gew.-% oder mehr, am besten etwa 0,05 Gew.-%, solcher gasbildenden Mittel, um eine Dichte der Masse von weniger als etwa 1,5 g/cmß zu erzielen. Die beschriebenen Massen bèsitzen vorzugsweise eine Dichte von 1 bis 1,3 g/cm3. Ein bevorzugtes gasbildendes Mittel ist ein Nitritsalz, wie Natriumnitrit. Nitrite können dazu verwendet werden, um sich chemisch in der Lösung der Masse zu zersetzen und hierbei Gasblasen zu erzeugen. Ein mechanisches Rühren der verdickten, wässrigen Phase der so erhaltene Masse während der Vermischung dieser wässrigen Phase und der fein verteilten Feststoffe führt zu einem Einfangen feiner Gasblasen, wodurch eine Begasung mit Hilfe mechanischer Mittel herbeigeführt wird. Hohle Teilchen, wie hohle ;Glaskügelchen, geschäumte Styroporperlen und plastische j Microballons, können ebenfalls allgemein verwendet werden, :um eine vergaste Schlammasse herzustellen, besonders wenn .mangelnde Zusammenpressbarkeit unter hohem Druck gewünscht wird. Zwei oder mehrere dieser gebräuchlichen Ver-|gasungsmittel können gleichzeitig angewendet werden.

Die beschriebenen Massen können dadurch hergestellt werden, dass zunächst eine Lösung des Oxidationssalzes in Wasser, gegebenenfalls unter Mischung mit einem flüssigen Brennstoff, hergestellt wird, die einen Erweichungspunkt von etwa 50°C besitzt. Diese Lösung wird zweckmässig bei erhöhter Temperatur von 60 bis 70°C hergestellt und in diesem

618 954

4

Zustande gehalten. Die Lösung ist vorzugsweise durch Einverleiben eines Teils oder der Gesamtmenge des Verdickungs-mittels vorverdickt. Dieser Lösung können die übrigen Ingre-dienten einschliesslich von fein verteiltem Schwefel zugesetzt werden. Die übrigen Ingredientien können homogen.inner- 5 halb der gesamten Lösung durch mechanisches Rühren dis-pergiert werden, wie dies in der Technik allgemein bekannt ist. Die entstehende Sprengstoffmischung kann dann, während sie noch flüssig ist, in den gewünschten Behälter, beispielsweise durch Pumpen, übergeführt werden. 10

Die vorliegende Erfindung lässt sich besser unter Bezugnahme auf eine Anzahl von Beispielen verstehen. Die Vergleichsversuche A und E in der folgenden Tabelle betreffen bekannte Massen unter Verwendung von Natriumnitrat und Schwefel und Aluminium einer Feinheit, wie sie für Malerei- 15 zwecke benutzt wird, als Sensibilisierungsmittel. Die Beispiele B, C und D verwenden Calciumnitrat und Schwefel als Sensibilisierungsmittel gemäss vorliegender Erfindung. Das Beispiel C enthält Aluminium von einer für Malereizwecke geeigneten Feinheit als zusätzliches Sensibilisierungsmittel. Ein Vergleich 20 der Vergleichs versuche A und E mit den Beispielen B, C und D zeigt klar, dass die Mischung Calciumnitrat/Schwefel einen deutlich besseren Sensibilisator darstellt als die Vergleichs-Kombination von Natriumnitrat und Schwefel. So zeigen beispielsweise die Vergleichsmassen mit Natriumnitrat und 25 Schwefel kritische Durchmesser bei 5°C von 6,35 und 7,62 cm," während erfindungsgemässe Massen mit Calciumnitrat und Schwefel, selbst ohne die zusätzliche Sensibilisierung mit Aluminium wie es für Malereizwecke geeignet ist, kritische Durch- / messer von 5 cm aufweisen bzw. 3,8 cm und weniger. / 30

Dieser Unterschied in dem kritischen Durchmesser ist praktisch wichtig, da gepackte Erzeugnisse aus Gründen der Betriebssicherheit für Detonationszwecke vorzugsweise auf Durchmesser beschränkt sind, die das Doppelte des kritischen Durchmessers der Massen betragen. So dürfte die Masse nach 35 Vergleichsversuch E im allgemeinen nicht in einem Durchmesser unter 15 cm verpackt werden, während Massen der Beispiele CundD leicht in Durchmessern von 7,6 cm verpackt werden können. Tatsächlich können Massen nach Beispiel C höchstwahrscheinlich sogar in geringeren Durchmessern als 40 7,6 cm verpackt werden, da ihr kritischer Durchmesser weniger oder gleich 3,8 cm ist. Demnach schafft die Kombination von Calciumnitrat und Schwefel eine Masse, die deutlich anpassungsfähiger hinsichtlich der Grösse des verpackten Erzeugnisses ist. 45

Die Kombination von Calciumnitrat und Schwefel in Massen gemäss der Erfindung ergibt, wie gefunden wurde, eine Sensibilisierung, die etwa derjenigen durch Verwendung von etwa 1 Gew.-% Aluminium gleichwertig ist, das eine besonders gute Qualität für Malereizwecke darstellt. Demnach kann ein 50 deutlich wirtschaftlicherer Sprengstoff durch Verwendung von Calciumnitrat und Schwefel hergestellt werden anstelle der Verwendung von Aluminium für Malereizwecke oder auch durch teilweisen Ersatz desselben. Die Sensibilisierungswir-kung der Kombination von Calciumnitrat und Schwefel ist 55 augenscheinlich bei einem Vergleich von Beispiel D und Vergleichsversuch F. Diese sind in allen wichtigen Punkten identisch mit dem Unterschied, dass die Masse F keinen Schwefel enthält. Bei der Masse D bewirkt die Sensibilisierung mit Calciumnitrat und Schwefel einen kritischen Durchmesser bei 60 5°C von 3,8 cm, während bei der Masse nach Vergleichsver-such F ohne Schwefel der kritische Durchmesser bei 5°C 12,7 cm beträgt.

Die Tatsache, dass erfindungsgemässe Massen, die mit Calciumnitrat und Schwefel sensibilisiert sind, hinsichtlich 65 ihrer Empfindlichkeit von der Temperatur unabhängiger sind als Massen, die mit Natriumnitrat und Schwefel sensibilisiert sind, ist leicht aus einem Vergleich von Beispiel G und Vergleichsversuch H ersichtlich. Die Masse nach Beispiel G, die mit Calciumnitrat und Schwefel sensibilisiert ist, besitzt einen kritischen Durchmesser von weniger als oder gleich 3,8 cm bei 5°C. Sie ist aber nicht zündkapselempfindlich bei 20° C und erfordert eine Pentolitsprengkapsel der Zusammensetzung 50/50 von 8 Gramm zu ihrer Detonation. Die Masse H, die mit Natriumnitrat und Schwefel sensibilisiert ist, hat im wesentlichen die gleiche Empfindlichkeit wie die Masse G bei 20°C, erfordert also eine Sprengkapsel von 8 Gramm zur Detonation. Indessen ist die Masse H bei 5°C deutlich weniger empfindlich und zeigt hier einen kritischen Durchmesser von 6,35. Demnach sinkt ihre Sensibilität mehr als bei der Masse G bei abnehmender Temperatur.

Die Tatsache, dass mit Calciumnitrat und Schwefel sensibilisierte Massen leicht in der Weise eingestellt werden können, dass sie bei 20°C nicht zündkapselempfindlich bleiben, ist aus den Beispielen G und I ersichtlich. Bei 20°C benötigen die Massen dieser beiden Beispiele mindestens 8 Gramm einer Pentolitkapsel mit der Zusammensetzimg 50/50 zur Detonation. Demnach die Massen dieser Beispiele bei 20°C mit einer Standard-Zündkapsel Nr. 8 nicht detonieren. Diese hohe Temperatur-Abhängigkeit der Sensibilität bei einer Zündimg ohne Sprengkapsel wurde festgestellt, obwohl die Masse nach Beispiel G 1 Gew.-% Aluminium einer für Malereizwecke geeigneten Feinheit als zusätzliches Sensibilisierungsmittel enthielt und die Masse nach Beispiel I, obwohl diese kein malfeines Aluminium aufwies, Calciumnitrat und Schwefel in Mengen enthielt, die etwa den maximalen für die Praxis in Betracht kommenden Verhältnissen entsprechen.

Beispiel J und Vergleichs versuch K enthalten lediglich 3 Gew.-% Schwefel und lediglich etwa 24 bzw. 16 Gew.-% Calciumnitrat, ungerechnet das Kristallisationswasser. Obgleich die Masse nach Beispiel J verhältnismässig geringe Mengen an Calciumnitrat und Schwefel enthält und deutlich weniger empfindlich ist als beispielsweise die Masse D, die etwa optimale Mengen an Calciumnitrat und Schwefel aufweist, ist bei der Masse nach J die Sensibilisierung durch Calciumnitrat und Schwefel doch genügend, um eine wirksame Detonation einer Ladung von 10 cm Durchmesser bei 5°C zu erreichen. Es ist bemerkenswert, dass die Masse K, die lediglich 16 Gew.-% Calciumnitrat enthält, was weniger ist als die erfindungs-gemäss erforderliche Menge von mindestens 20 Gew.-%, nicht empfindlich genug war, um selbst in einer Ladung von 15 cm Durchmesser bei 5°C zu detonieren.

Alle oben angegebenen Beispiele, die eine Sensibilisierung durch Calciumnitrat und Schwefel aufweisen, besitzen, wie gefunden wurde, gute Stabilität und Wasserbeständigkeit; sie sind bei ihrem ursprünglichen Ansatz flüssig und pumpbar und werden beim Kühlen auf Temperaturen unter ihre Erweichungspunkte hart und verhältnismässig unzusammen-pressbar mit Ausnahme der Masse K.

Die beschriebenen Massen können nach dem Ansetzen mit Hilfe eines mit einer Pumpe ausgerüsteten Förderwagens oder einer anderen in der Technik wohl bekannten Apparatur immittelbar in das Bohrloch eingebracht werden. Infolge ihrer guten Wasserbeständigkeit bedürfen sie keiner Schutzpackung und können unmittelbar in wasserhaltige Bohrlöcher eingebracht werden. Normalerweise besitzen solche Bohrlöcher Durchmesser von mindestens 7,6 und gewöhnlich von 15 cm oder mehr.

Bei der Verwendung in geringen Durchmessern von beispielsweise 7,6 cm oder weniger werden die Massen vorzugsweise in zylindrischer, stangenartiger Form verpackt. Ein übliches Verpackungsmaterial ist Polyäthylen. Verpackungsmittel oder Apparaturen sind in der Technik bekannt. In verpackter Form können die Massen praktisch ebenso verwendet werden wie die üblichen Dynamitstangen. Da die Massen wasserbeständig sind, braucht man keine mühsame Vor-

sorge zu treffen, um ein Reissen der Packung in einer Umgebung, in der Wasser vorhanden ist, zu verhüten. Infolge der ihr innewohnenden hohen Sensibilität und der Möglichkeit, die Massen weiter durch verhältnismässig geringe Mengen eines Aluminiums, wie es für Malereizwecke geeignet ist, zu sensibilisieren, können diese in Durchmessern der verschiedensten Art verwendet werden.

Wie es in der Technik bekannt ist, können Massen angesetzt werden, die je nach Wunsch verschiedene physikalische Eigenschaften besitzen. Beispielsweise können die Fliessfähigkeiten der Massen in weitem Umfange schwanken, etwa durch Einstellen der gegenseitigen Mengen des Verdickungsmittels, des Vernetzungsmittels und des flüssigen Lösungsmittels. Obwohl eine harte, im wesentlichen nicht komprimierbare und daher verhältnismässig druckbeständige Form vorzuziehen ist, können auch flüssigere Massen in zufriedenstellender Weise detonieren, wo hohe Drucke nicht anzutreffen sind.

TABELLE

Masse

A

B

C

D

E

F

G

H

I

K

Bestandteile (Gew.-% der

Gesamtmasse)

H.

Lösung enthaltend:

*

Ammoniumnitrat

42,0

37,7

38,8

37,9

38,8

37,7

42,0

38,0

46,5

55,8

NHCN 1)

—

45,4

46,7

—

46,7

45,4

,

45,8

30,0

20,0

Natriumnitrat

13,6

—

—.

14,0

—.

—

13,6

—

zugesetztes Wasser

14,6

5,2

5,4

12,4

5,4

5,2

14,6

5,2

13,4

15,9

V erdickungsmittel

(Guarangummi)

0,2

0,583

0,63

0,2

0,63

0,583

0,2

0,63

0,573

Thioharnstoff

0,08

0,2

0,08

0,2

0,08

0,1

Zusatz zur Lösung:

V erdickungsmittel

0,452

—

—.

—

Schwefel

5,3

6,3

6,6

7,1

—.

6,3

6,0

6,7

3

Atomisiertes Aluminium

2,0

3,0

2,0

—.

—

—,

—

Aluminium einer Feinheit

geeignet für Malzwecke:

1,0

—

1,0

—

0,5

—

1,0

—

_

—

Gilsonit

6,0

5,4

4,0

6,6

8,0

4,5

4,7

5,4

6,0

5,5

Gaserzeugendes Mittel

(1 Teil Natriumnitrit

auf 4 Teile Wasser):

0,15

0,3

0,2

0,3

0,1

0,3

0,2

0,3

0,2

Vernetzungsmittel

—

0,2*

0,24

0,155

0,2*

0,24 ,

0,2*

0,24

Gekörntes Natriumnitrat

14,7

—

21,2

—

17,7

_

Perlen aus Styroporschaum

—

0,5

—

—■

—

Eigenschaften:

Dichte bei 5°C

—

1,08

0,97

1,03

1,01

—

1,1

1,04

1,1

1,06

1,07

Dichte bei 20°C

1,13

—.

—

—,

1,05

1,08

1,03

_

Kritischer Durchm. b/5°C

6,35

5

3,8

7,6

12,7

3,8

6,35

10,0

F6

Kritischer Durchm. b/20°C

—

—,

__

—

10,0

——

.

1

Minimale Zündkapsel b/5°C

—

—.

—

,

40 g

Minimale Zündkapsel b/20°C

—

8 g

—,

—.

Detonationsgeschwindigkeit

b/5°C in km/s:

—

2,7

2,0

—

3,5

—

Calciumnitrat der Firma Norsk Hydro für Düngezwecke etwa folgender Zusammensetzung in Gew.-%: 6% Ammoniumnitrat 79% Calciumnitrat 15% Wasser

2) Ein Biopolymerer Gummi, der unter dem Warenzeichen «Ex-23» von General Mills vertrieben wird.

3) Ein Guarangummiabkömmling mit einem auf etwa 115.000 verminderten Molekulargewicht.

4) Wässrige Lösung enthaltend etwa 13 Gew.-% Natrium-dichromat.

5) Wässrige Lösung enthaltend etwa 50 Gew.-% Natrium-dichromat.

Claims

618 954 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Sensibilisierte Sprengstoffmischung, die ein anorgani-, sches Oxidationssalz, das teilweise oder vollständig in einer flüssigen Phase gelöst ist, festen und/oder flüssigen Brennstoff und ein Verdickungsmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung durch einen Gehalt von mindestens 20 Gew.-% Calciumnitrat und mindestens 3 Gew.-% Schwefel, beide bezogen auf das Gesamtgewicht der Sprengstoffmischung, sensibilisiert ist.

2. Sprengstoffmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von Calicumnitrat zu Schwefel etwa 5,3 : 1 beträgt.