CN102093146A

CN102093146A - 微孔粒状硝酸铵及其制备方法

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Publication number: CN102093146A
Application number: CN 201010613755
Authority: CN
Inventors: 刘祖亮; 胡炳成; 陆明; 周新利; 叶志文
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-06-15

Abstract

本发明公开了一种微孔粒状硝酸铵及其制备方法，硝酸铵颗粒中含有可形成热点的微气孔。三种制备方法如下：第一种，将硝酸铵溶液和微泡剂混后泵入造粒塔，通过喷嘴进行喷雾造粒，使硝酸铵颗粒内部形成微气孔，从造粒塔塔底输出的物料即为微孔粒状硝酸铵。第二种，将粒状硝酸铵吸湿含有微泡剂的水分后放入造粒机中，在负压和加热或反复晶变条件下膨胀结晶，使硝酸铵颗粒内部形成微气孔。第三种，将细晶状硝酸铵与微泡剂、粘结剂分散混拌均匀；然后在造粒机内反复晶变和造粒，使其形成含有微气孔的粒状硝酸铵。本发明的硝酸铵不但具有多孔粒状硝酸铵的优点，而且用它制得的微孔粒状铵油炸药（MANFO）具有雷管起爆感度、临界直径小、易于爆轰完全的优点。

Description

微孔粒状硝酸铵及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种硝酸铵的制备方法，特别是一种微孔粒状硝酸铵的制备方法。

背景技术

硝酸铵作为一种氧化剂大量应用于含能材料，尤其是工业炸药的主要原材料。硝酸铵通常有结晶状、粒状和多孔粒状三种状态。其中多孔粒状硝酸铵以特有的对燃料油的吸附性、良好的流动性和物理稳定性而在现场混装的大爆破场合得到普遍应用，成为工业炸药当今和未来主要的发展方向。

但是，多孔粒状硝酸铵及其铵油炸药(ANFO)存在三个方面的问题：首先，起爆感度很低，用它制成的ANFO炸药实际使用时雷管不能将它引爆，必须采用一个或几个起爆药柱（包、条）或起爆具；其次，ANFO炸药的临界直径大，只能在直径大于80mm的大炮孔中起到爆破作用；还有，ANFO炸药的爆轰不太完全，难以达到理想的爆炸作用效果等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微孔粒状硝酸铵及其制法。这种硝酸铵不但具有多孔粒状硝酸铵的优点，而且用它制得的微孔粒状铵油炸药（MANFO）具有雷管起爆感度、临界直径小、易于爆轰完全。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种微孔粒状硝酸铵，硝酸铵颗粒中含有可以形成热点的微气孔。微孔粒状硝酸铵的三种制备方法如下：第一种，将硝酸铵溶液和微泡剂混合，然后将混合液泵入造粒塔，通过喷嘴进行喷雾造粒，使硝酸铵颗粒内部形成适当微气孔，从造粒塔塔底输出的物料即为微孔粒状硝酸铵。第二种，将粒状硝酸铵吸湿含有微泡剂的水分后放入造粒机中，在负压和加热或反复晶变条件下膨胀结晶，使硝酸铵颗粒内部形成微气孔。第三种，将细晶状硝酸铵与微泡剂、粘结剂分散混拌至均匀；然后在造粒机内反复晶变和造粒，使其形成含有微气孔的粒状硝酸铵。

本发明与现有技术相比，其显著优点：（1）起爆感度适中。用微孔粒状硝酸铵制得的MANFO炸药一发雷管就可以可靠起爆，这将简化操作，降低成本；（2）临界直径较小。MANFO炸药的临界直径小于40mm，正好满足小直径炮孔（35～40mm）的装填要求，这将大大扩展原ANFO炸药的使用范围和使用场合；（3）爆轰反应完全。由于微气泡的敏化作用和对燃料油更充分的吸附，使得铵油混合体系的感度和均匀性显著提高，从而利于爆炸反应的进行，利于反应完全，进而大大改善产品的使用效果。

附图说明

图1是本发明第一技术方案的工艺流程示意图。

图2是本发明第二技术方案的工艺流程示意图。

图3是本发明第三技术方案的工艺流程示意图。

具体实施方式

本发明微孔粒状硝酸铵，硝酸铵颗粒中含有可以形成热点的微气孔。用这种硝酸铵与适量燃料油均匀混合后形成的微孔粒状铵油炸药（MANFO）可以被一发雷管起爆，临界直径小于40mm，爆轰反应完全。

一种微孔粒状硝酸铵的制备方法，将硝酸铵溶液和微泡剂混合，然后将混合液泵入造粒塔，通过喷嘴进行喷雾造粒，喷雾造粒时采用压力、浓度、温度和微泡剂相结合的“微泡”技术，使硝酸铵颗粒内部形成适当微气孔，从造粒塔塔底输出的物料即为微孔粒状硝酸铵。其中，硝酸铵溶液浓度为94～99％，硝酸铵溶液初始温度为130～175℃，喷雾塔内的压力为－0.01～－0.05 MPa，微泡剂为有机胺类表面活性剂。

一种微孔粒状硝酸铵的制备方法，将粒状硝酸铵适当吸湿后（水分中含有微泡剂）放入造粒机中，在负压和加热或反复晶变条件下膨胀结晶，使硝酸铵颗粒内部形成微气孔。其中，吸湿后颗粒硝酸铵的初始含水量为0.05～0.2％，负压条件为－0.02～－0.05 MPa，造粒温度为<90℃或在25～90℃范围内反复晶变。

一种微孔粒状硝酸铵的制备方法，对细晶状硝酸铵进行粉碎、加湿、再干燥和粘结造粒，使其形成含有微气孔的粒状硝酸铵。具体是：将细晶状硝酸铵与微泡剂、粘结剂分散混拌至均匀；然后在造粒机内反复晶变和造粒，使其形成含有微气孔的粒状硝酸铵。

其中，硝酸铵粉碎后应100％通过40目筛；粉状硝酸铵在粘结剂作用下，在造粒机中粘结成球形颗粒；同时在微泡剂和反复晶变的共同作用下颗粒内部和颗粒之间形成适当的微气孔；造粒机内压力条件为－0.01～－0.05MPa，温度范围为25～90℃，粘结剂为有机酯类化合物。

本发明的原理是在硝酸铵颗粒中引入可以形成“热点”的微气孔，取代多孔粒状硝酸铵中不能形成“热点”的大气孔。这些微气孔在受到起爆能量瞬间冲击时，能够被绝热压缩而形成高温高压的“热点”，进而激发起整个炸药的爆炸。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

结合图1所示流程的具体实施方式为：

首先，将浓度94～99％、温度130～175℃的硝酸铵溶液与0.05～0.5％的微泡剂进行混合；然后将混合液泵入造粒塔，通过喷嘴进行喷雾造粒，喷雾塔内的压力为－0.01～－0.05 Mpa；从塔底输出的物料即为本发明的微孔粒状硝酸铵。

结合图2所示流程的具体实施方式为：

第一：首先，将微泡剂与水混合溶解，然后均匀喷洒在颗粒硝酸铵表面上，在低于90℃的温度下浸置5～20min；然后于压力－0.02～－0.05 MPa和温度不超过90℃的条件下在造粒机内干燥至水份≤0.03%，即得到本技术产品。

第二：首先，将微泡剂与水混合溶解，然后喷洒在颗粒硝酸铵表面上，在低于90℃的温度下浸置5～20min；然后于压力－0.01～－0.04 MPa、温度25和90℃的条件下在造粒机内反复晶变，并且干燥至水份≤0.03%，即为本技术产品。

结合图3所示流程的具体实施方式为：

首先，将粉碎至细度100％通过40目筛的结晶硝酸铵与0.01～0.5％微泡剂、0.2～1％粘结剂分散混拌至均匀；然后在压力－0.01～－0.05 MPa、温度25和90℃的条件下，在造粒机内反复晶变和造粒，进而获得本技术产品。

下面结合实施例作进一步详细描述。

实施例1. 首先，将浓度94％、温度130℃的硝酸铵溶液与0.05％的微泡剂进行混合；然后将混合液泵入造粒塔，通过喷嘴进行喷雾造粒，喷雾塔内的压力为－0.05 Mpa；从塔底输出的物料即为本发明的微孔粒状硝酸铵。

实施例2.首先，将浓度99％、温度175℃的硝酸铵溶液与0.5％的微泡剂进行混合；然后将混合液泵入造粒塔，通过喷嘴进行喷雾造粒，喷雾塔内的压力为－0.01 Mpa；从塔底输出的物料即为本发明的微孔粒状硝酸铵。

实施例3.首先，将浓度97％、温度160℃的硝酸铵溶液与0.2％的微泡剂进行混合；然后将混合液泵入造粒塔，通过喷嘴进行喷雾造粒，喷雾塔内的压力为－0.03 Mpa；从塔底输出的物料即为本发明的微孔粒状硝酸铵。

实施例4.首先，将微泡剂与水混合溶解，然后均匀喷洒在颗粒硝酸铵表面上，在低于20℃的温度下浸置20min；然后于压力－0.05 MPa和温度25℃的条件下在造粒机内干燥至水份≤0.03%，即得到本技术产品。

实施例5.首先，将微泡剂与水混合溶解，然后均匀喷洒在颗粒硝酸铵表面上，在90℃的温度下浸置5min；然后于压力－0.02 MPa和温度90℃的条件下在造粒机内干燥至水份≤0.03%，即得到本技术产品。

实施例6.首先，将微泡剂与水混合溶解，然后均匀喷洒在颗粒硝酸铵表面上，在低于75℃的温度下浸置10min；然后于压力－0.04 MPa和温度85℃的条件下在造粒机内干燥至水份≤0.03%，即得到本技术产品。

实施例7.首先，将微泡剂与水混合溶解，然后喷洒在颗粒硝酸铵表面上，在30℃的温度下浸置15min；然后于压力－0.01 MPa、温度25和90℃的条件下在造粒机内经历4次升温和降温，反复晶变，并且干燥至水份≤0.03%，即为本技术产品。

实施例8.首先，将微泡剂与水混合溶解，然后喷洒在颗粒硝酸铵表面上，在60℃温度下浸置5min；然后于压力－0.03MPa、温度25℃和90℃的条件下在造粒机的内经历3次升温和降温，反复晶变，并且干燥至水份≤0.03%，即为本技术产品。

实施例9.首先，将微泡剂与水混合溶解，然后喷洒在颗粒硝酸铵表面上，在90℃温度下浸置5min；然后于压力－0.04MPa、温度25℃和90℃的条件下在造粒机的内经历7次升温和降温，反复晶变，并且干燥至水份≤0.03%，即为本技术产品。

实施例10.将粉碎至细度100％通过40目筛的结晶硝酸铵与0.01％微泡剂、0.2％粘结剂分散混拌至均匀；然后在压力－0.05 MPa、温度25℃和90℃的条件下，在造粒机内经历5次升温和降温，反复晶变和造粒，进而获得本技术产品。

实施例11.将粉碎至细度100％通过40目筛的结晶硝酸铵与0.5％微泡剂、1％粘结剂分散混拌至均匀；然后在压力－0.01 MPa、温度25和90℃的条件下，在造粒机内反复晶变和造粒，进而获得本技术产品。

实施例12.将粉碎至细度100％通过40目筛的结晶硝酸铵与0.1％微泡剂、0.3％粘结剂分散混拌至均匀；然后在压力－0.03 MPa、温度25和90℃的条件下，在造粒机内反复晶变和造粒，进而获得本技术产品。

Claims

1.一种微孔粒状硝酸铵，其特征在于：硝酸铵颗粒中含有可以形成热点的微气孔。

2.一种微孔粒状硝酸铵的制备方法，其特征在于：将硝酸铵溶液和微泡剂混合，然后将混合液泵入造粒塔，通过喷嘴进行喷雾造粒，使硝酸铵颗粒内部形成微气孔，从造粒塔塔底输出的物料即为微孔粒状硝酸铵。

3.根据权利要求2所述的微孔粒状硝酸铵的制备方法，其特征在于：硝酸铵溶液浓度为94～99％，硝酸铵溶液初始温度为130～175℃，喷雾塔内的压力为－0.01～－0.05 MPa，微泡剂为有机胺类表面活性剂。

4.一种微孔粒状硝酸铵的制备方法，其特征在于：将粒状硝酸铵吸湿含有微泡剂的水分后放入造粒机中，在负压和加热或反复晶变条件下膨胀结晶，使硝酸铵颗粒内部形成微气孔。

5.根据权利要求4所述的微孔粒状硝酸铵的制备方法，其特征在于：吸湿后颗粒硝酸铵的初始含水量为0.05～0.2％，负压条件为－0.01～－0.05 MPa，造粒温度为<90℃或在25～90℃范围内反复晶变。

6.一种微孔粒状硝酸铵的制备方法，其特征在于：将细晶状硝酸铵与微泡剂、粘结剂分散混拌至均匀；然后在造粒机内反复晶变和造粒，使其形成含有微气孔的粒状硝酸铵。

7.根据权利要求6所述的微孔粒状硝酸铵的制备方法，其特征在于：硝酸铵粉碎后应100％通过40目筛；造粒机内压力条件为－0.01～－0.05MPa，温度范围为25～90℃，粘结剂为有机酯类化合物。