CN100368348C - 农用防爆硝酸铵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农用防爆硝酸铵，属于硝酸铵改性，是为了解决硝酸铵的爆炸性能，使其失去爆炸性，采用防爆剂使硝酸铵本身改性，降低爆炸性能。本发明的质量百分组成为：硝酸铵90～97，防爆剂3～10，其中防爆剂的质量组成为：增强剂40～70，钝感剂20～40，稳定剂5～20。本发明主要用于农用施肥。
Description
技术领域
本发明是一种农用防爆硝酸铵，属于硝酸铵改性，主要用于农用施肥，由硝酸铵和防爆剂组成。
背景技术
硝酸铵是制造民用炸药的主要原料，又是一种农用化肥，极易被私自炒成炸药，严重危害公共安全。为了从源头上杜绝用硝酸铵私炒炸药的违法行为，必须对硝酸铵严控严管。禁止将硝酸铵作为化肥销售。同时，鉴于某些农作物对硝态氮肥的需要，允许将硝酸铵作改性处理，使之失去爆炸性并且不可还原后作为化肥销售、使用。
为了解决硝酸铵改性的要求，国内外都有报道关于硝酸铵改性的专利。美国专利3,366,468报道了一种降低肥料级硝酸铵敏感度的方法，在硝酸铵中加入5％-10％的磷酸一氢铵或磷酸二氢铵。磷酸盐一般作阻燃剂，它有阻燃作用，用在炸药中，能起到一定程度的阻止点火、阻止热点的生成和传递。
中国专利申请号02156254.7报导了一种“硝酸铵防爆剂”，加入硝酸铵中制成钝化硝酸铵，这种硝酸铵中加入防爆剂采用物理混合方法，其均匀性差，而且是依靠防爆剂来降低感度，其用量大、成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术的不足，设计一种防爆剂使硝酸铵本身改性，降低爆炸性能，防爆剂用量少、成本低的农用防爆硝酸铵。
本发明的构思，为了实现上述目的，根据爆炸理论：晶体的晶格能越大，其爆轰感度越小。另外，炸药的装药密度越大，爆轰感度就越小，炸药的爆轰感度随着炸药的装药密度的增加而减小。如果我们能研制一种添加剂，能与硝酸铵生成晶格能大且密度也大的共晶或混晶物，就有可能降低硝酸铵的爆轰感度。选用增强剂，能增强硝酸铵的强度和密度，并能与硝酸铵生成致密的共晶或混晶，而增强剂本身生成热大、晶格能大，这样就能阻止爆轰波在硝酸铵中的传播；选用钝感剂降低硝酸铵的起爆感度；选用稳定剂，能吸收一定的爆轰能量，提高硝酸铵的热稳定性。将增强剂、钝感剂和稳定剂三者混合成防爆剂。把防爆剂加入生成硝酸铵的合成反应中，与硝酸铵共同结晶，析出硝酸铵和防爆剂共晶或部分混晶。
本发明的农用防爆硝酸铵，其特点是质量百分组成如下：
硝酸铵 90-97
防爆剂 3-10
其中防爆剂的质量百分组成如下：
增强剂 40-70
钝感剂 20-40
稳定剂 5-20
其中增强剂是：硫酸锌、硫酸钾、硫酸钠、硫酸镁和硫酸铵，取其中一种或两种，两种的比例为1∶1；
钝感剂是：氧化锌、氧化镁、磷酸钙、磷酸铵和磷酸氢铵，取其中一种；
稳定剂是：硝酸钾、硝酸钠、硝酸镁、滑石粉和膨润土，取其中一种。
本发明的农用防爆硝酸铵，其另一特点是质量百分组成如下：
硝酸铵 97
防爆剂 3
其中防爆剂的质量百分组成如下：
硫酸锌 65
氧化锌 20
硝酸钾 15
本发明的农用防爆硝酸铵，其第三特点是质量百分组成如下：
硝酸铵 95
防爆剂 5
其中防爆剂的质量百分组成如下：
硫酸钾 65
氧化镁 20
硝酸钠 15
本发明的农用防爆硝酸铵，其第四特点是质量百分组成如下：
硝酸铵 93
防爆剂 7
其中防爆剂的质量百分组成如下：
硫酸钠 60
磷酸钙 30
硝酸镁 10
本发明的农用防爆硝酸铵，其第五特点是质量百分组成如下：
硝酸铵 92
防爆剂 8
其中防爆剂的质量百分组成如下：
硫酸锌和硫酸镁 50
磷酸铵 40
滑石粉 10
组成中的硫酸锌和硫酸镁之比为1∶1。
本发明的农用防爆硝酸铵，其第六特点是质量百分组成如下：
硝酸铵 90
防爆剂 10
其中防爆剂的质量百分组成如下：
硫酸铵和硫酸钾 45
磷酸氢铵 35
膨润土 20
组成中的硫酸铵和硫酸钾之比为1∶1。
本发明的优点如下：防爆剂用量少、防爆硝酸铵性能稳定、可靠、失去爆炸性能，含氮量可到达到32％以上，且在生产工艺上很容易实现。
具体实施方式
1.本发明参照如下质量百分组成实施：
硝酸铵 97
防爆剂 3
其中防爆剂的质量百分组成如下：
硫酸锌 65
氧化锌 20
硝酸钾 15
1.1防爆剂的制备
将防爆剂上述各组分分别加入球磨机内，粉碎后过20目筛，然后按照上述比例加入搅拌机混合均匀，制得防爆剂备
1.2防爆硝酸铵的制造
将防爆剂加入溶液罐，然后再按照质量比1∶1的比例在溶液罐中加入硝酸铵生产过程中产生的温度为100℃、浓度为15％的硝酸铵洗涤液，搅拌均匀充分溶解后，根据硝酸铵与防爆剂的比例，用计量泵将的混合液泵入蒸发分离器和生产线上温度为120℃浓度为70％的硝酸铵溶液混合，经过一段、二段、三段蒸发器后，使硝酸铵溶液的温度逐步升高、浓度逐步增大，最终温度为170℃、浓度为96％的硝酸铵溶液，送入造粒塔顶部，经过喷头进行造粒，形成直径为1-2mm的防爆硝酸铵颗粒，从而制得防爆硝酸铵。
1.3防爆硝酸铵性能测试
含氮量：33-34％
颗粒强度：不小于12N
爆炸性能测试：试验采用1号铵油炸药配方作为检验标准。1.3.11号铵油炸药的国家标准：
硝酸铵的细度：≥40目，
柴油：10号柴油
炸药的水分含量：≤0.25％
配方：硝酸铵/柴油/木粉＝92/4/4
1.3.2炸药混制工艺：
将粉碎后的硝酸铵加热至70℃，加入木粉混合均匀，再加入70℃的柴油混合5min，使之均匀，然后进行晾药。晾至室温后，装入Φ35×190mm的纸管制成药卷。
1.3.3实验方法
用壹发8号雷管起爆，观测炸药爆炸后的剩余药量作为标准，确定它的爆轰感度，剩余药量越多，说明炸药的爆轰感度越小。实验结果有70-80％左右的炸药不爆。
2.本发明参照如下质量百分组成实施：
硝酸铵 95
防爆剂 5
其中防爆剂的质量百分组成如下：
硫酸钾 70
氧化镁 25
硝酸钠 5
本发明的制造工艺和性能测试方法与实施例1相同，不同的是防爆剂添加量增大，防爆硝酸铵的含氮量比有0.7％左右的降低，防爆性能增加，通过同实施例1试验，有80％左右的炸药不爆。
3.本发明参照如下质量百分组成实施：
硝酸铵 93
防爆剂 7
其中防爆剂的质量百分组成如下：
硫酸钠 60
磷酸钙 30
硝酸镁 10
本发明的制造工艺和性能测试方法与实施例1相同，不同的是防爆剂添加量增大，防爆硝酸铵的含氮量比有1.4％左右的降低，防爆性能增加，通过同实施例1试验，有90％左右的炸药不爆。
4.本发明参照如下质量百分组成实施：
硝酸铵 92
防爆剂 8
其中防爆剂的质量百分组成如下：
硫酸锌和硫酸镁 50
磷酸铵 40
滑石粉 10
组成中的硫酸锌和硫酸镁之比为1∶1。
本发明的制造工艺和性能测试方法与实施例1相同，，不同的是防爆剂添加量增大，防爆硝酸铵的含氮量比有1.7％左右的降低，通过同实施例1试验，有90％左右的炸药不爆。
5.本发明参照如下质量百分组成实施：
硝酸铵 90
防爆剂 10
其中防爆剂的质量百分组成如下：
硫酸铵和硫酸钾 45
磷酸氢铵 35
膨润土 20
组成中的硫酸铵和硫酸钾之比为1∶1。
本发明的制造工艺和性能测试方法与实施例1相同，不同的是防爆剂添加量增大，防爆硝酸铵的含氮量比有2.5％左右的降低，防爆性能增加，通过同实施例1试验，有92％左右的炸药不爆。
为了进一步验证性能测试方法的可靠性，委托通过南京理工大学国家民用爆破器材质量监督检验中心的有关改性农用硝酸铵制成粉状工业炸药的起爆感度实验方法及判定的测试。
5.1测试方法：
5.1.1实验炸药配方
采用2号铵油炸药，各组成成份应符合表1中的要求。
表12号铵油炸药的组成
| 成份 | 硝酸铵 | 柴油 | 木粉 |
| 组成比例(％) | 92±1.5 | 1.8±1.5 | 6.2±1.5 |
注：(1)改性硝酸铵需要根据其硝酸铵的具体含量，折算成纯硝酸铵配制炸药。
(2)硝酸铵的粒度要求：必须全部通过20目筛，其中至少有50％通过60目筛。
5.1.2炸药混制工艺
将硝酸铵、木粉、球磨罐预热至70℃，按比例称取得硝酸铵、木粉、柴油倒入球磨罐，加入五个漆包线圈旋转20分钟，使各组分混合均匀即成工业炸药。
5.1.3实验材料
雷管：8号瞬发铜壳电雷管；
铁质样品管：1mm厚的铁皮卷制而成的圆筒，结合部位焊严，内径80±1mm、长度160mm，一端用牛皮纸片封闭，另一端敞口，铁皮型号符合GB；
验证板：采用碳素结构钢薄钢板，型号符合Q235-A GB11253，长度和宽度均为160mm，厚度1mm；
支架：选用普通钢管，内径100mm，高度50mm；
底座：选择普通钢板或水泥地板。
5.1.4实验方法
将制备好的2号铵油炸药按照密度0.85-0.90g/cm3的范围装入铁质样品管，制成药卷。
将底座置于水平地面，支架放在底座之上，再将验证板平放在支架上，把药卷放置在验证板中央，用雷管起爆。
5.1.5判定方法和结果
起爆后，观察验证板，如果验证板未被击穿或撕裂，则表明试验通过，防爆硝酸铵达到防爆性能要求。否则，则说明试验未通过，防爆硝酸铵没有达到防爆性能要求。结果表明实验一组五快验证板中未发现任何一块击穿或撕裂验证板。
Claims (6)
1.一种农用防爆硝酸铵，其特征是质量百分组成如下：
硝酸铵 90-97
防爆剂 3-10
其中防爆剂的质量百分组成如下：
增强剂 40-70
钝感剂 20-40
稳定剂 5-20
其中增强剂是：硫酸锌、硫酸钾、硫酸钠、硫酸镁和硫酸铵，取其中一种或两种，两种的比例为1∶1；
钝感剂是：氧化锌、氧化镁、磷酸钙、磷酸铵和磷酸氢铵，取其中一种；
稳定剂是：硝酸钾、硝酸钠、硝酸镁、滑石粉和膨润土，取其中一种。
2.根据权利要求1所述的农用防爆硝酸铵，其特征是质量百分组成如下：
硝酸铵 97
防爆剂 3
其中防爆剂的质量百分组成如下：
硫酸锌 65
氧化锌 20
硝酸钾 15。
3.根据权利要求1所述的农用防爆硝酸铵，其特征是质量百分组成如下：
硝酸铵 95
防爆剂 5
其中防爆剂的质量百分组成如下：
硫酸钾 65
氧化镁 20
硝酸钠 15。
4.根据权利要求1所述的农用防爆硝酸铵，其特征是质量百分组成如下：
硝酸铵 93
防爆剂 7
其中防爆剂的质量百分组成如下：
硫酸钠 60
磷酸钙 30
硝酸镁 10。
5.根据权利要求1所述的农用防爆硝酸铵，其特征是质量百分组成如下：
硝酸铵 92
防爆剂 8
其中防爆剂的质量百分组成如下：
硫酸铵和硫酸钾 45
磷酸铵 40
滑石粉 10
其中的硫酸锌和硫酸镁之比为1∶1。
6.根据权利要求1所述的农用防爆硝酸铵，其特征是质量百分组成如下：
硝酸铵 90
防爆剂 10
其中防爆剂的质量百分组成如下：
硫酸铵和硫酸钾 45
磷酸氢铵 35
膨润土 20
组成中的硫酸铵和硫酸钾之比为1∶1。
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