CN101045663A - 高能型煤矿许用粉状乳化炸药及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高能型煤矿许用煤矿许用粉状乳化炸药，由质量百分比的下列组分：硝酸铵81～88、防结块剂0.01～0.8、油相材料2～5、固态可燃物0.1～4、乳化剂0.5～1.5、水0.1～1，消焰剂4～10组成，其制备方法为将油相材料和乳化剂组成的混合物加热熔化升温，形成可燃物溶液，将氧化剂溶液加入到搅拌着的可燃物溶液中，形成油包水型混合物，制得的混合物经或同时混入固态可燃物制得产物，冷却后装药。本发明配方简单、不含有毒成分，原材料成本低、爆炸性能优良、体积威力大、产能大、能耗小、操作简单、本质安全性好、适用于煤矿井下爆破作业。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种炸药及其制备方法，特别是一种高能型煤矿许用粉状乳化炸药及其制备方法。
二、背景技术
通常的粉状煤矿许用工业炸药为固态混合物，该类炸药配方复杂、含有毒成分、氧化剂和可燃剂混合不均匀、爆炸性能低、产能小、抗水性差、高温、高湿季节生产困难、生产工艺落后。现行的乳化炸药是以氧化剂相为分散相，有机燃料为连续相的油包水型乳胶体。该类炸药的氧化剂相中含有(8～15)％的水，因此作功能力较小。且乳化炸药通常为胶态，不便于存贮和使用。中国专利ZL00112441.2提出了一种煤矿许用粉状乳化炸药及其制造方法，该方法首先采用乳化方式将氧化剂水相和可燃剂油相材料制成乳胶，然后采用喷雾制粉的方法将乳胶制成煤矿许用粉状乳化炸药。该炸药具有较好的爆炸性能，但配方比较高；、能耗较大、产品密度小。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种配方简单、爆炸性能优良、体积威力大、产品贮存稳定，抗水性能好，不含有毒成份，对人体和环境无危害，生产工艺先进、产能大、能耗小、且成本低廉的高能型煤矿许用粉状乳化炸药及其制备方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种高能型煤矿许用粉状乳化炸药，其特征在于：它由以质量百分比表示的下列组分构成：硝酸铵81～88、防结块剂0.01～0.8、消焰剂4～10、油相材料2～5、固态可燃物0.1～4、乳化剂0.5～1.5、水0.1～1组成；其中硝酸铵、防结块剂、消焰剂水组成了该炸药的氧化剂溶液，油相材料和乳化剂组成了乳化炸药的可燃物溶液，两种溶液经混合后形成均匀的油包水型混合物，经喷雾干燥制成高能型煤矿许用粉状乳化炸药。
一种高能型煤矿许用粉状乳化炸药的制备方法，其特征在于其制备方法为：第一步，将硝酸铵、防结块剂、消焰剂和水组成的混合物加热溶解并升温至100～135℃，形成氧化剂溶液；第二步，将油相材料和乳化剂的混合物加热熔化并升温至100～125℃，形成本炸药的可燃物溶液；第三步，将第一步得到的氧化剂溶液加入到第二步得到的搅拌着的可燃物溶液中进行混合；第四步，将第三步制得的混合物喷雾干燥制成高能型煤矿许用粉状乳化炸药，干燥风的温度为70～120℃，或在喷雾干燥的同时混入固态可燃物。第五步，将第四步制得高能型煤矿许用粉状乳化炸药冷却后装药，冷风的温度为10～30℃。
本发明的高能型煤矿许用粉状乳化炸药氧化剂为单一氧化剂硝酸铵。
本发明的高能型煤矿许用粉状乳化炸药的防结块剂为晶形改性剂。
本发明的高能型煤矿许用粉状乳化炸药的油相材料为饱和脂肪烃类化合物。
本发明的高能型煤矿许用粉状乳化炸药的消焰剂为氯化钾。
本发明的高能型煤矿许用粉状乳化炸药配方中可加入固态可燃物。
本发明的高能型煤矿许用粉状乳化炸药的乳化剂为油包水型酯类和酰胺类乳化剂。
本发明的高能型煤矿许用粉状乳化炸药采用液相混合—喷雾干燥的生产工艺。采用液相混合工艺制得氧化剂和可燃物高度均一的混合物，然后采用喷雾干燥工艺将混合物制成固态的高能型煤矿许用粉状乳化炸药。
本发明的高能型煤矿许用粉状乳化炸药采用的液相混合工艺可以采用间断式、半连续式和连续式工艺。
本发明的高能型煤矿许用粉状乳化炸药的雾化器采用气流式喷嘴或压力式喷嘴。
本发明的高能型煤矿许用粉状乳化炸药的制粉系统采用的设备为热风干燥和冷风冷却分离的双风系统。
本发明与现有技术相比，其显著特点是：1.本发明的高能型煤矿许用粉状乳化炸药颗粒具有乳状液的微观结构，炸药中的每个固态颗粒保持了氧化剂、消焰剂与可燃物高度均匀混合的微观结构，因此高能型煤矿许用粉状乳化炸药具有优良的爆炸性能和消焰性能，提高了井下使用的安全性；2.炸药中的氧化剂表面被油相材料充分包覆，具有优良的抗水性，防潮性和抗结块性；3.显著降低了混合搅拌速度，提高了工艺本质安全性；4.配方简单；5.双风系统技术先进，产能大、能耗小、可以在任何环境条件下进行规模化生产；6、原材料成本低，与铵油炸药相当；7、炸药中不含TNT等有毒物质，彻底消除了TNT对人体和环境的危害。
四、附图说明
附图为本发明的高能型煤矿许用粉状乳化炸药工艺流程框图。
五、具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
本发明提出的高能型煤矿许用粉状乳化炸药所采用的各种原材料均符合化工部部颁标准或企业标准。
实施例1以制取500公斤高能型煤矿许用粉状乳化炸药为例，选择高能型煤矿许用粉状乳化炸药各组分的质量百分数为：硝酸铵84，氯化钾6，十二烷基磺酸钠0.1，水5，复合蜡4，聚异丁烯丁二酰亚胺0.9。按照上述配比准确称量硝酸铵420公斤，氯化钾30公斤、防结块剂0.5公斤、水25公斤，复合蜡20公斤，聚异丁烯丁二酰亚胺4.5公斤。防结块剂可以改变硝酸铵的晶形转变温度。
操作步骤：第一步将硝酸铵、十二烷基磺酸钠、消焰剂和水加热溶解并升温至125℃；第二步将复合蜡和聚异丁烯丁二酰亚胺加热熔化并升温至125℃；第三步将氧化剂溶液和可燃物溶液混合成均匀的混合物；第四步将第三步制得的混合物经三流体喷嘴雾化，采用80℃的热风干燥形成高能型煤矿许用粉状乳化炸药。第五步将第四步制得高能型煤矿许用粉状乳化炸药经气流冷却后装药，冷风的温度为20℃。干燥设备上可采用双风系统取代单风系统，大大提高工艺的可控性和系统的可调节性。测得爆炸性能为：爆速3900m/s，猛度15mm，作功能力332ml，殉爆距离10cm。
实施例2以制取500公斤高能型煤矿许用粉状乳化炸药为例，选择高能型煤矿许用粉状乳化炸药各组分的质量百分数为：硝酸铵81，氯化钾9，水5，复合蜡4.8，SP-801.2。按照上述配比准确称量硝酸铵405公斤，氯化钾45，水25公斤，复合蜡24公斤，SP-80 6公斤。操作步骤及试验条件同实施例1。测得爆炸性能为：爆速3800m/s，猛度15mm，作功能力320ml，殉爆距离16cm。
实施例3以制取500公斤高能型煤矿许用粉状乳化炸药为例，高能型煤矿许用粉状乳化炸药各组分的质量百分数为：硝酸铵85，氯化钾4，十八烷胺0.1，水4，复合蜡4，聚异丁烯丁二酰亚胺1.2，木粉2.7。按照上述配比准确称量硝酸铵425公斤，氯化钾20公斤，十八烷胺0.5公斤、水20公斤，复合蜡20公斤，聚异丁烯丁二酰亚胺6公斤，木粉13.5公斤。
生产工艺操作步骤：第一步将硝酸铵、十八烷胺和水加热溶解并升温至130℃；第二步将复合蜡和聚异丁烯丁二酰亚胺加热熔化并升温至125℃；第三步将水相和油相材料混合成均匀的混合物；第四步将第三步制得的混合物经压力式喷嘴雾化，采用100℃的热风干燥同时加入木粉形成高能型煤矿许用粉状乳化炸药；第五步将第四步制得的高能型煤矿许用粉状乳化炸药经气流冷却后装药，冷风温度为10℃。测得爆炸性能为：爆速3800m/s，猛度16mm，作功能力345ml，殉爆距离8cm。
Claims (10)
1、一种高能型煤矿许用粉状乳化炸药，其特征在于：它含有以质量百分比表示的下列组分：硝酸铵81～88、防结块剂0.01～0.8、油相材料2～5、固态可燃物0.1～4、乳化剂0.5～1.5、水0.1～1，消焰剂4～10组成；其中硝酸铵、水、消焰剂和防结块剂组成了氧化剂溶液，油相材料和乳化剂组成了可燃物溶液。
2、根据权利要求1所述的高能型煤矿许用粉状乳化炸药，其特征在于该炸药的油相材料为饱和脂肪烃类化合物。
3、根据权利要求1所述的高能型煤矿许用粉状乳化炸药，其特征在于乳化剂为酯类和酰胺类乳化剂。
4、根据权利要求3所述的高能型煤矿许用粉状乳化炸药，其特征在于乳化剂为油包水型乳化剂。
5、根据权利要求1所述的高能型煤矿许用粉状乳化炸药，其特征在于消焰剂为氯化钾。
6、一种权利要求1所述的高能型煤矿许用粉状乳化炸药的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
第二步，将油相材料和乳化剂组成的混合物加热熔化升温，形成可燃物溶液；
第三步，将氧化剂溶液加入到搅拌着的可燃物溶液中，形成油包水型混合物；
第四步，将第三步制得的混合物经雾化器喷雾干燥，或同时混入固态可燃物制成高能型煤矿许用粉状乳化炸药；
第五步，将第四步制得高能型煤矿许用粉状乳化炸药冷却后装药。
7、根据权利要求6所述的高能型煤矿许用粉状乳化炸药的制备方法，其特征在于将硝酸铵、防结块剂、消焰剂和水组成的混合物加热溶解并升温，形成氧化剂溶液。
8、根据权利要求6所述的高能型煤矿许用粉状乳化炸药的制备方法，其特征在于将油相材料和乳化剂组成的混合物加热熔化升温至100～125℃，形成可燃物溶液。
9、根据权利要求6所述的高能型煤矿许用粉状乳化炸药的制备方法，其特征在于雾化器为气流式或压力式。
10、根据权利要求6所述的高能型煤矿许用粉状乳化炸药的制造方法，其特征在于：首先用热风对雾化的颗粒进行干燥，然后用冷风冷却干燥的颗粒。
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