CN101591210A - 增敏型膨化铵油炸药及其制备方法 - Google Patents

增敏型膨化铵油炸药及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种增敏型膨化铵油炸药及其制备方法。炸药由膨化硝酸铵和硝基甲烷混合制成，其质量百分比为66.3％～80％∶20％～33.7％；或者由膨化硝酸铵、硝基甲烷和复合油相混合制成，膨化硝酸铵、硝基甲烷和复合油相的质量百分比为84％～95％∶1％～11％∶4～5％；或者由膨化硝酸铵、硝基甲烷、复合油相和铝粉混合制成，其中复合油相由柴油和石蜡融化后配制，其中柴油与石蜡的质量配比6∶4，膨化硝酸铵、硝基甲烷、复合油相和铝粉的质量百分比为91％～94.5％∶1％～3％∶4～5％∶0.5～1％。本发明采用具有多微孔、比表面积大、吸油率高的自敏化膨化硝酸铵为氧化剂，以硝基甲烷或铝粉为可燃剂而制得的膨化铵油炸药，具有良好的起爆感度，可以被单发雷管可靠起爆。

Description

增敏型膨化铵油炸药及其制备方法
技术领域
本发明属于铵油炸药及其制备技术，特别是一种增敏型膨化铵油炸药及其制备方法。
背景技术
铵油炸药(ANFO)是国内外用途较广的一类工业炸药，通常采用硝酸铵与柴油、机油等燃料油为组分在机械混合下制造的钝感性爆炸物。
常用的铵油炸药配方是硝酸铵94％，柴油6％，硝酸铵为氧化剂，柴油为可燃剂，这种炸药比较钝感，爆炸能力较低，使用时需借助于传爆药柱才能可靠起爆。
铵油炸药使用的硝酸铵有结晶状、粒状和多孔粒状等几种，但是结晶状和粒状硝酸铵制备的铵油炸药吸油率低、抗水性较差、结块性严重、起爆感度较低以及爆炸性能低；而多孔粒状硝酸铵具有微气孔、较大的比表面积和较高的吸油率，有利于燃料油的分散和在硝酸铵内部的吸附，用其制备的铵油炸药具有良好的起爆感度和爆炸性能以及相对较长的储存期，同时改善了产品的吸湿性和结块性。
但是，无论是结晶状、粒状硝酸铵还是多孔粒状硝酸铵，用它们制备的铵油炸药，是一种钝感的炸药，都存在临界直径较大(一般＞50mm)，起爆感度偏低的缺点，需要较高的外界起爆能量才能可靠起爆，单发雷管不能使它爆炸，必须采用中间药包传爆；而且爆炸能力偏低，爆轰速度难以满足大生产的需求。另外，还存在着易渗油和离析的问题，导致储存性能较差和吸湿结块性强等共性的缺点。
为了改善铵油炸药的抗水性差和爆炸性能低的特点，国内外开发了重铵油炸药，将硝酸铵或ANFO炸药与乳化炸混合不但提高了爆炸威力，而且提高了抗水性。美国专利U.S 5486246和5527498发明了具有高吸油能力的铵油炸药。
为了提高铵油炸药的密度，美国专利U.S 6761781发明了一种高密度铵油炸药，由有机燃料油与高堆积密度、高吸油率和粒度较小的多孔粒状硝酸铵组成。
美国专利U.S4253889发明了一种可以被单发雷管起爆的铵油炸药，由精细粉碎的硝酸铵或粒状的硝酸铵与硝基甲烷和三氯乙烷、甲醇、四氯乙烯等混合而制得。
中国专利ZL92107872.2发明了一种采用轻质微孔硝酸铵和复合燃料油混合制备的粉状铵油炸药，具有较好的爆炸性能和吸油能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增敏型膨化铵油炸药，以提高膨化铵油炸药的起爆感度、使其具有可靠的传爆性能，同时提高其爆炸能量和威力，以便适用中硬岩石的爆破，提高爆破效率，达到较好的破碎效果。
本发明的另一个目的在于提供一种增敏型高威力的膨化铵油炸药的制备方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种增敏型膨化铵油炸药，由膨化硝酸铵和硝基甲烷混合制成，其质量百分比为66.3％～80％∶20％～33.7％。
另一种增敏型膨化铵油炸药，由膨化硝酸铵、硝基甲烷和复合油相混合制成，其中复合油相由柴油和石蜡融化后混合配制，其中柴油与石蜡的质量配比6∶4，膨化硝酸铵、硝基甲烷和复合油相的质量百分比为84％～95％∶1％～11％∶4～5％。
第一种增敏型膨化铵油炸药，由膨化硝酸铵、硝基甲烷、复合油相和铝粉混合制成，其中复合油相由柴油和石蜡融化后配制，其中柴油与石蜡的质量配比6∶4，膨化硝酸铵、硝基甲烷、复合油相和铝粉的质量百分比为91％～94.5％∶1％～3％∶4～5％∶0.5～1％。
一种制备上述的增敏型膨化铵油炸药的方法，将温度为80～90℃的膨化硝酸铵、硝基甲烷，或者膨化硝酸铵、硝基甲烷和复合油相，或者膨化硝酸铵、硝基甲烷、复合油相和铝粉加入球磨机中，进行混合，混合时间为15～20min，出料后冷却至40～45℃装袋，制得增敏型的膨化铵油炸药。
本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)采用具有多微孔、比表面积大、吸油率高的自敏化膨化硝酸铵为氧化剂，以硝基甲烷或铝粉为可燃剂而制得的膨化铵油炸药，具有良好的起爆感度，可以被单发雷管可靠起爆；(2)复合燃料油和硝基甲烷可以充分的分散和吸附在膨化硝酸铵的表面和微孔内，具有较低的渗油性，提高了氧化剂和还原剂的混合均匀度，有利于提高起爆感度；(3)所采用的硝基甲烷是有机合成工业中大量使用的溶剂，具有较高的燃热值，可用于赛车的发动机燃料添加剂，同时也是一种单质炸药或液体炸药的组分，与膨化硝酸铵混合制备的增敏型膨化铵油炸药具有良好的起爆感度、可靠的传爆性能、较高的爆炸能量和较高的爆速；(4)硝基甲烷的应用提高了其爆破威力，可适用中于硬岩石的爆破，提高爆破效率，达到较好的破碎效果。
具体实施方式
本发明增敏型膨化铵油炸药，可以由膨化硝酸铵和硝基甲烷混合制成，其质量百分比为66.3％～80％∶20％～33.7％。也可以由膨化硝酸铵、硝基甲烷和复合油相混合制成，其中复合油相由柴油和石蜡融化后混合配制，其中柴油与石蜡的质量配比6∶4，膨化硝酸铵、硝基甲烷和复合油相的质量百分比为84％～95％∶1％～11％∶4～5％。还可以由膨化硝酸铵、硝基甲烷、复合油相和铝粉混合制成，其中复合油相由柴油和石蜡融化后配制，其中柴油与石蜡的质量配比6∶4，膨化硝酸铵、硝基甲烷、复合油相和铝粉的质量百分比为91％～94.5％∶1％～3％∶4～5％∶0.5～1％。
由于膨化硝酸铵具有轻质、疏松、多孔的蜂窝状结构而且比表面积较大、吸油率较高，而具有自敏化的作用，提高了硝酸铵的起爆感度，具有宏观的雷管感度。将膨化硝酸铵与燃热值较高、具有爆炸性的硝基甲烷(硝基甲烷是有机合成工业中大量使用的溶剂，也是一种单质炸药或液体炸药的组分，也可用于赛车的发动机燃料添加剂)在机械混合作用下即可制得感度和爆炸能量比普通铵油炸药较高的增敏型膨化铵油炸药。当然也可以用硝基甲烷与柴油、石蜡等可燃剂的混合物与膨化硝酸铵制备增敏型膨化铵油炸药。
实施例1
将1kg硝酸铵与100g水的混合物加热130～135℃，然后在真空度为-0.092MPa～-0.095MPa下进行真空结晶，结晶时间为12min～15min，制得膨化硝酸铵。
将球磨机和木球在烘箱中与65～75℃下烘干并保温，防止将水分带入混合物中，导致产品性能降低。
按照零氧平衡设计配方，将663g刚膨化出来的膨化硝酸铵(温度可达90℃，可促进液态可燃剂与硝酸铵的均匀混合)与337g硝基甲烷在球磨机中混合15min～20min后出料并冷却至40℃～45℃后，进行装药和爆炸性能测试。
产品的爆速可达3300～3500m·s-1，殉爆距离为5～6cm。
实施例2
膨化硝酸铵的制备同实施例1。
按照正氧平衡设计配方，将800g刚膨化出来的膨化硝酸铵与200g硝基甲烷在球磨机中混合15min～20min后出料并冷却至40℃～45℃后，进行装药和爆炸性能测试。
产品的爆速可达3300～3400m·s-1，殉爆距离为4～5cm。
实施例3
膨化硝酸铵的制备同实施例1。
按照正氧平衡设计配方，将760g刚膨化出来的膨化硝酸铵与240g硝基甲烷在球磨机中混合15min～20min后出料并冷却至40℃～45℃后，进行装药和爆炸性能测试。
产品的爆速可达3300～3400m·s-1，殉爆距离为4～5cm。
实施例4
膨化硝酸铵的制备同实施例1。
在硝酸铵进行膨化的过程中，同时进行复合燃料油的制备，即在80～90℃下将石蜡融化后加入柴油，并保温待用；
铵油炸药的制备：将刚制得的膨化硝酸铵840g、硝基甲烷110g、复合燃料油50g加入球磨机中，进行机械混合，混合时间为15～20min，出料后冷却至40～45℃进行装药和爆炸性能测试。
产品的爆速可达3300～3400m·s-1，殉爆距离为4～5cm。
实施例5
膨化硝酸铵的制备同实施例1。
复合燃料油的制备同实施例4。
铵油炸药的制备：将刚制得的膨化硝酸铵850g、硝基甲烷110g、复合燃料油40g加入球磨机中，进行机械混合，混合时间为15～20min，出料后冷却至40～45℃进行装药和爆炸性能测试。
产品的爆速可达3300～3400m·s-1，殉爆距离为4～5cm。
实施例6
膨化硝酸铵的制备同实施例1。
复合燃料油的制备同实施例4。
铵油炸药的制备：将刚制得的膨化硝酸铵910g、硝基甲烷50g、复合燃料油40g加入球磨机中，进行机械混合，混合时间为15～20min，出料后冷却至40～45℃进行装药和爆炸性能测试。
产品的爆速可达3200～3300m·s-1，殉爆距离为4cm。
实施例7
膨化硝酸铵的制备同实施例1。
复合燃料油的制备同实施例4。
铵油炸药的制备：将刚制得的膨化硝酸铵920g、硝基甲烷30g、复合燃料油50g加入球磨机中，进行机械混合，混合时间为15～20min，出料后冷却至40～45℃进行装药和爆炸性能测试。
产品的爆速可达3200～3300m·s-1，殉爆距离为4cm。
实施例8
膨化硝酸铵的制备同实施例1。
复合燃料油的制备同实施例4。
铵油炸药的制备：将刚制得的膨化硝酸铵940g、硝基甲烷10g、复合燃料油50g加入球磨机中，进行机械混合，混合时间为15～20min，出料后冷却至40～45℃进行装药和爆炸性能测试。
产品的爆速可达3200～3300m·s-1，殉爆距离为4cm。
实施例9
膨化硝酸铵的制备同实施例1。
复合燃料油的制备同实施例4。
铵油炸药的制备：将刚制得的膨化硝酸铵950g、硝基甲烷10g、复合燃料油40g加入球磨机中，进行机械混合，混合时间为15～20min，出料后冷却至40～45℃进行装药和爆炸性能测试。
产品的爆速可达3200～3300m·s-1，殉爆距离为4cm。
实施例10
膨化硝酸铵的制备同实施例1。
复合燃料油的制备同实施例4。
铵油炸药的制备：将刚制得的膨化硝酸铵910g、硝基甲烷30g、复合燃料油50g、铝粉10g加入球磨机中，进行机械混合，混合时间为15～20min，出料后冷却至40～45℃进行装药和爆炸性能测试。
产品的爆速可达3300～3500m·s-1，殉爆距离为5cm。
实施例11
膨化硝酸铵的制备同实施例1。
复合燃料油的制备同实施例4。
铵油炸药的制备：将刚制得的膨化硝酸铵935g、硝基甲烷10g、复合燃料油50g、铝粉5g加入球磨机中，进行机械混合，混合时间为15～20min，出料后冷却至40～45℃进行装药和爆炸性能测试。
产品的爆速可达3300～3500m·s-1，殉爆距离为5cm。
实施例12
膨化硝酸铵的制备同实施例1。
复合燃料油的制备同实施例4。
铵油炸药的制备：将刚制得的膨化硝酸铵945g、硝基甲烷10g、复合燃料油40g、铝粉5g加入球磨机中，进行机械混合，混合时间为15～20min，出料后冷却至40～45℃进行装药和爆炸性能测试。
产品的爆速可达3300～3500m·s-1，殉爆距离为5cm。

Claims (8)

1、一种增敏型膨化铵油炸药，其特征在于：由膨化硝酸铵和硝基甲烷混合制成，其质量百分比为66.3％～80％∶20％～33.7％。
2、一种增敏型膨化铵油炸药，其特征在于：由膨化硝酸铵、硝基甲烷和复合油相混合制成，其中复合油相由柴油和石蜡融化后混合配制，其中柴油与石蜡的质量配比6∶4，膨化硝酸铵、硝基甲烷和复合油相的质量百分比为84％～95％∶1％～11％∶4～5％。
3、一种增敏型膨化铵油炸药，其特征在于：由膨化硝酸铵、硝基甲烷、复合油相和铝粉混合制成，其中复合油相由柴油和石蜡融化后配制，其中柴油与石蜡的质量配比6∶4，膨化硝酸铵、硝基甲烷、复合油相和铝粉的质量百分比为91％～94.5％∶1％～3％∶4～5％∶0.5～1％。
4、一种制备权利要求1、2或3所述的增敏型膨化铵油炸药的方法，其特征在于：将温度为80～90℃的膨化硝酸铵、硝基甲烷，或者膨化硝酸铵、硝基甲烷和复合油相，或者膨化硝酸铵、硝基甲烷、复合油相和铝粉加入球磨机中，进行混合，混合时间为15～20min，出料后冷却至40～45℃装袋，制得增敏型的膨化铵油炸药。
5、根据权利要求4所述的增敏型膨化铵油炸药的制备方法，其特征在于：膨化硝酸铵和硝基甲烷的质量百分比为66.3％～80％∶20％～33.7％。
6、根据权利要求4所述的增敏型膨化铵油炸药的制备方法，其特征在于：膨化硝酸铵、硝基甲烷和复合油相的质量百分比为84％～95％∶1％～11％∶4～5％。
7、根据权利要求4所述的增敏型膨化铵油炸药的制备方法，其特征在于：膨化硝酸铵、硝基甲烷、复合油相和铝粉的质量百分比为91％～94.5％∶1％～3％∶4～5％∶0.5～1％。
8、根据权利要求4所述的增敏型膨化铵油炸药的制备方法，其特征在于：复合油相由柴油和石蜡融化后配制，其中柴油与石蜡的质量配比6∶4。
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