CN100450980C - 煤矿许用粉状改性铵油炸药 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿许用粉状改性铵油炸药，它基本上由硝酸铵、改性木粉、复合油相、工业盐、改性剂和抗水剂构成，各组份的质量百分比为：硝酸铵：68.6～80、木粉：4～6、复合油相：1.6～3、工业盐：14～21、改性剂：0.3～0.5、抗水剂：0～1.0。可利用现有生产设备，采用一段法或二段法生产，大大减少了生产线的一次性投入。通过调整产品配方和生产工艺，使用新材料，彻底取消了煤矿许用铵梯炸药中的梯恩梯成分，产品性能达到或超过了GB12437-2000标准规定的煤矿许用铵梯炸药的技术标准，彻底解决了目前国内许多厂家利用轮碾机生产煤矿许用铵梯炸药的许多缺点，同时也符合国家民爆行业产品结构调整的政策和要求。

Description

煤矿许用粉状改性铵油炸药

一、技术领域

本发明属于民用爆破器材技术领域，具体涉及一种煤矿许用粉状无梯炸药及其制造方法。

二、背景技术

目前国内煤矿许用炸药品种中，煤矿许用铵梯炸药产品组成中因含有10％的梯恩梯而被列为逐步淘汰的产品，取而代之的将是无梯型的煤矿许用炸药。迄今为止，已有乳化型和膨化型无梯煤矿许用炸药作为替代型产品在全国生产和使用。但是这两种产品也存在着很多缺点和不足，而受到了限制。如乳化炸药，虽然产品性能优于其他同类产品，但爆轰感度高，危险系数大，在生产时存在着很大的安全隐患，有些安全问题至今尚未彻底解决。例如粉状乳化炸药，该产品从生产至今的十几年时间里，已有三家企业发生特大型爆炸事故，整条生产线全部被炸毁，给国家造成了上亿元的经济损失和几十条生命的代价。另外该产品还存在着生产成本高，设备投资大，基建周期长，机器能耗高，工艺要求难度大等诸多缺点。膨化炸药由于炸药性能低、密度小，设备、工房投资大，机器耗能高等缺陷，其发展同样受到了限制。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种煤矿许用粉状改性铵油炸药，它既能提高产品性能，又增加了本质安全性，并降低了产品成本，改善了工人的作业条件，彻底解决了梯恩梯对环境的污染问题。

本发明采用的技术方案是：煤矿许用粉状改性铵油炸药基本上由硝酸铵、改性木粉、复合油相、工业盐、改性剂和抗水剂构成，各组分的质量百分比为：

硝酸铵        68.6～80

木粉          4～6

复合油相      1.6～3

工业盐        14～21

改性剂        0.3～0.5

抗水剂        0～1.0

在煤矿许用粉状改性铵油炸药中加入改性剂，目的是在硝酸铵干燥过程中改性剂通过定向吸附，加快了硝酸铵的干燥速度，硝酸铵起尘时间缩短，改变了硝酸铵的晶体结构，降低了硝酸铵的表面强度，增加了硝酸铵的微粉含量，缩小了硝酸铵晶体之间聚结的机会，从而避免了炸药在贮存期内结块硬化的可能性，同时也增加了炸药的爆炸性能和贮存期性能。提高了生产效率，降低了生产成本。

若想将原煤矿许用铵梯炸药的梯恩梯组合全部取缔，而且炸药性能不变，就必须提高炸药的成品细度，增加硝酸铵的微粉含量，再加以复合油相和木粉经充分混合后才能实现，而目前各厂家生产的改性剂均是以普通型的十八脘胺(纯度40％)磷酸、硫酸、硬脂酸锌、木炭粉、海泡石粉加工而成，由于十八脘胺纯度低，杂质多，有效成分少，再加以海泡石粉是作为阻燃材料而应用于飞机制造和其它工业产品中，由于它质量轻、密度小，加入改性剂中它只能做为一个无机载体的添加剂，只是它的价格低廉，能降低原材料成本，但对于硝酸铵改性作用，它的作用极小。

本发明采用的复合改性剂不同于普通型的改性剂，该产品既有阳离子表面活性剂又有阴离子表面活性剂，它是以高纯度十八脘胺(纯度：质量百分浓度83％以上)与磷酸、盐酸、硬脂酸锌、有机硅油、白炭黑经加工而成，由于新型复合改性剂的纯度高，有效含量多等特点。对硝酸铵的改性效果更加突出，细度由原来的75％增加到85％以上，可通过60目吋筛，水分由原来的0.25％下降到0.10％左右，炸药的各种性能都有所提高。

组分中的木粉为改性木粉，考虑到木粉的多孔性质和混合炸药的特点，在木粉的多孔结构中、引入氧化剂物质、形成一种类似单质炸药和分子间混合炸药的混合物，将有利于木粉和氧化剂的均匀接触，有利于更多爆炸“热点”的形成，有利于炸药爆炸时的反应速度，有利于煤矿许用粉状改性铵油炸药各种性能的提高，用于木粉改性的物质，必须满足价廉易得，与炸药组分相容等要求，为此选用了氧化剂水溶液和油相材料对木粉进行改性处理。

改性木粉的制造方法：在木粉干燥过程中，利用质量百分浓度为10％的氧化剂水溶液，按木粉投料量的15％加入，待水分达到2％时，再投入6％的复合油相，混匀为止。氧化剂可使用盐酸或硫酸或硝酸。

添加改性木粉制成的煤矿许用粉状改性铵油炸药的爆炸性能均有所提高，例：爆速可增加300-400(m·s-1)，猛度可提高2-3(mm)，殉爆距离可增加2-3(cm)。

本发明组合物组分中和制备木粉过程中的复合油相均为专用复合油相，在煤矿许用粉状改性铵油炸药组分中加入以高负氧值燃料型敏化剂专用油相材料全部取缔低负氧值猛炸药型敏化剂梯恩梯，使硝酸铵粒子表面形成液固相界面膜，增加了颗粒之间的按触程度，由固体物质之间的“点接触”变成“面接触”使接触面积增大，有利于爆炸反应的形成和加速，又提高了炸药的防潮能力，使炸药在贮存期内不结块，不硬化，爆炸性能不降低，抑制了生产中粉尘的飞扬，降低了机械感度，提高了生产安全性，彻底解决了梯恩梯长期污染环境的老大难问题，同时也降低了生产成本。

专用油相采用了由内燃点、凝固点和热值都较高的微晶蜡，复合蜡、松香、重油、树脂为主要材料，再加以斯本-80、硬脂酸材料加工而成的专用复合油相，使其在炸药组分中有良好的物理化学相容性、均一性、渗透性、成膜性、包覆膜强度及韧性，并能适用高温混药的技术要求，并在爆炸后生成硫水化合物、二氧化碳和水，克服了原复合油相内燃点、凝固点、热值较低及油膜韧性差，吸附能力低，稳定性差、爆炸后气体除硫水化合物外，还有少量的游离氮的存在而增加了有毒气体的含量。

另外，在煤矿许用粉状改性铵油炸药爆炸性能上，新型专用油相，要比原复合油相有明显提高，贮存期由原来的6个月可增加到18个月以上，而在贮存期内炸药性能良好。

在炸药中加入工业盐(氯化钠)，它的主要作用之一就是有效地降低爆炸产物的温度。因为工业盐热容量较大，在爆炸过程中它不仅不参与反应，而且吸收一部分热量，使得爆炸温度降低，火焰减小、持续时间缩短、从而在一定程度上降低了爆炸性气体爆炸的可能性。

系列煤矿许用粉状改性铵油炸药组分含量见表一：

表一煤矿许用改性铵油炸药炸药组分含量

允许在炸药组分以外另加入0.3～0.5％的性能调节剂，性能调节剂各组分的质量百分比为：Fe：3～7、Au：0.02～0.05、Ag：2～3、Cu：0.09～0.11、Zn：0.6～0.8、S：12～14、Al：50～54、Mg：22～26。性能调节剂在炸药中的主要作用是增加装药密度，改善成品药粉的流散性，提高炸药爆炸时爆热的热量，提高炸药的爆炸性能和贮存期性能。

目前国内利用轮碾机生产铵梯炸药一般均采用二段法，即高温重砣干燥、低温中砣混药、其生产工艺为：

高温重砣干燥硝酸铵：

低温中砣混药

本发明根据选用添加剂所需适宜硝酸铵产生微粉含量高的临界温度，采用高温重砣一段法、二段法均可生产、二段法同上所述。一段法即一台轮碾机、温度在115-95℃之间，无需事先干燥硝酸铵，原材料依次投入轮碾中，按不同的产品设计不同的组成和生产工艺，即可生产出系列化的煤矿许用粉状改性铵油炸药，它解决了煤矿许用铵梯炸药的诸多不足，且性能指标优于铵梯炸药，性能对比见表二。

表二性能对照表

煤矿许用粉状改性铵油炸药的生产技术充分利用了企业现有的生产设备，大大减少了生产线的一次性投入，通过调整产品配方和生产工艺，使用新材料，彻底取消了煤矿许用铵梯炸药中的梯恩梯成分，实现了煤矿许用铵梯炸药向煤矿许用粉状改性铵油炸药质的转变，提高了生产本质安全性。现有粉状硝铵炸药生产线稍加改造就可以进行生产，煤矿许用粉状改性铵油炸药的爆炸性能指标经国家煤矿检测中心检测，达到或超过了GB12437-2000标准规定的煤矿许用铵梯炸药的技术标准，达到了设计要求。煤矿许用粉状改性铵油炸药的研制成功，彻底解决了目前国内许多厂家利用轮碾机生产煤矿许用铵梯炸药的许多缺点，同时也符合国家民爆行业产品结构调整的政策和要求，是符合国情的先进性的新产品、新技术、新工艺，它将会给企业带来很大的经济效益和广泛的社会效益。

四、附图说明

图1为煤矿许用铵梯炸药生产工艺流程图；

图2为煤矿许用粉状改性铵油炸药工艺流程图。

五、具体实施方式

实施例1配方为：(质量百分比)硝酸铵76.5、改性木粉5、专用油相3.0、工业盐15、改性剂0.5。

实施例2配方为：(质量百分比)销酸铵72.5、改性木粉4.5、专用油相2.5、工业盐20、改性剂0.5。

实施例3配方为：(质量百分比)硝酸铵70.7、改性木粉5、专用油相3、抗水剂0.8、工业盐20、改性剂0.5。

采用一段法生产时，其生产工艺为：

硝酸铵粉碎计量，抗水剂，

采用二段法生产时，其生产工艺为：

(1)高温重砣干燥硝酸铵

(2)低温中砣混药

煤矿许用粉状改性铵油炸药的生产工艺与原煤矿许用铵梯炸药生产工艺的具体区别为：

1、调整了干燥温度和干燥时间。

2、调整了投料顺序。

3、干燥时间和投料顺序是影响炸药爆炸性能和产晶质量的关键因素。

煤矿许用粉状改性铵油炸药的组分含量，不但适用于上述轮碾工艺，也适用于改性铵油类炸药的连续化、自动化生产工艺及设备。

煤矿许用抗水粉状改性铵油炸药在硝酸干燥和木粉干燥过程中加入抗水剂，其它工艺不变。

实施例的药量为200kg/碾，使用的新型复合改性剂为辽宁省瓦房店市三堂化工助剂厂生产，新型专用油相为辽宁省抚顺市恒光蜡厂生产。性能调节剂由抚顺市金旺化工有限公司生产。

Claims (4)

1、一种煤矿许用粉状改性铵油炸药，其特征是：它基本上由硝酸铵、改性木粉、复合油相、氯化钠、改性剂和抗水剂构成，各组份的质量百分比为：

硝酸铵                68.6～80

改性木粉              4～6

复合油相              1.6～3

氯化钠                14～21

改性剂                0.3～0.5

抗水剂                0～1.0

其中木粉为改性木粉，其制造方法为：在木粉干燥过程中，利用质量百分浓度为10％的氧化剂水溶液，按木粉投料量的15％加入，待水分达到2％时，再投入6％的复合油相，混匀为止；氧化剂使用盐酸或硫酸或硝酸；

组合物组分中和制备木粉过程中的复合油相均为专用复合油相，采用由内燃点、凝固点和热值都较高的微晶蜡、复合蜡、松香、重油、树脂为主要材料，再加以斯本-80，硬脂酸材料加工而成；

改性剂为复合改性剂，它是以纯度为质量百分浓度83％以上的十八脘胺与磷酸、盐酸、硬脂酸锌、有机硅油、白炭黑加工而成；

抗水剂为10号抗水沥青和58℃以上的石蜡，沥蜡混合液质量比为1∶1。

2、根据权利要求1所述的煤矿许用粉状改性铵油炸药，其特征是：在炸药组分以外另加入0.3～0.5％的性能调节剂，性能调节剂各组分的质量百分比为：Fe：3～7、Au：0.02～0.05、Ag：2～3、Cu：0.09～0.11、Zn：0.6～0.8、S：12～14、Al：50～54、Mg：22～26。

3、根据权利要求1所述的煤矿许用粉状改性铵油炸药的制造方法，其特征是：采用一段法生产，其生产工艺为：

4、根据权利要求1所述的煤矿许用粉状改性铵油炸药的制造方法，其特征是：采用二段法生产，其生产工艺为：

(1)高温重砣干燥硝酸铵

(2)低温中砣混药

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