CN102503743A - 一种粉状硝铵炸药及其制备方法、设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉状硝铵炸药的制备方法及设备,这种粉状硝铵炸药主要由硝酸铵、水、复合油相制备而成,其中复合油相为白蜡、地蜡、十二烷基胺和其醋酸盐、十六烷基胺和其醋酸盐、十八烷基胺和其醋酸盐、硬脂酸之一或其组合,硝酸铵、水、复合油相按重量比为80~95∶1~10∶3~6;其制造方法为:(1)混合:将硝酸铵、消焰剂、水(或水蒸汽)、复合油相在70~110℃下混合成半溶解的糊状物;(2)制粉:将上述糊状物在0.005~0.025MPa负压下干燥成粉。本发明还包括一种混合真空干燥机。本发明制造工艺简单,生产安全可靠,产品密度大且传爆性能优良,生产能耗可降低90%以上。
Description
技术领域
本发明属于炸药领域,更具体地,本发明公开了一种炸药及其制备方法、制备设备。
背景技术
由于最早使用的岩石铵锑炸药存在含有有毒组分梯恩梯,产品成本较高、易吸湿结块等缺点,我国八十年代以来研究开发推广了粉状铵梯油炸药,将梯恩梯降至3-7%,爆炸性能接近2号岩石粉状铵梯炸药水平,在一定程度上提高了粉状硝铵炸药的防结块能力,降低了生产过程中梯恩梯粉尘的污染,但是没有从根本上克服已有技术的缺点。为了克服上述技术的缺点,长沙矿冶研究院提出了“高分散度粉状铵油炸药”,它采用乳化方式制备硝酸铵饱和水溶液和矿物油的水包油型乳状液,使矿物油分散在硝酸铵溶液中,然后在轮碾机中将乳状液与添加剂及木粉等混合,经干燥形成铵油炸药。该炸药优点是不含梯恩梯,提高了铵油炸药的爆炸性能,但仍存在以下问题:(1)水包油型乳状液在轮碾机中混合干燥过程中,硝酸铵开始结晶,并与油相材料和木粉等添加剂混合,该过程仍属于机械混合,只能在一定程度上改善现有技术的油膜在硝酸铵表面的包覆状况,并不能彻底解决炸药的防潮防结块问题和明显提高抗水性能力;由于晶粒的成长过程得不到有效控制,其分散均匀性仍然较差,它直接影响铵油炸药的爆炸性能;(2)常压干燥除水,干燥时间长,能耗高。
为了克服上述所有技术的缺点,十余年来,围绕无梯粉状炸药及其连续生产工艺,相继出现了膨化硝铵炸药、改性硝铵炸药、粉状乳化炸药等新品种。
中国专利CN1027637C、CN1067043A、CN1085202A、CN1566039A、各公开了一种粉状乳化炸药及其制造方法,它们采用高速乳化,气流式喷雾成粉或旋转闪蒸,或冷风气流冷却的制造方法。此种方法生产安全性差,设备庞大,能耗高,生产成本偏高。
中国发明专利申请CN 1517325A、中国发明专利CN 1513834A公开了一种“高性能粉状改性铵油炸药及其制备方法”,该方法将复合油相在高速搅拌下加入水相材料中,形成水包油型分散体系,再打入真空罐内干燥成粉。该方法安全性较差,质量不稳定,且密度较低。
中国发明专利申请CN 1837165A、CN 1837164公开了一种“无梯粉状改性铵油炸药及其制备方法”和“一种粉状铵油炸药及其制备方法”,其水相中需要加入胶结剂,水相与油相半成品制备好以后需要加入交联剂,且最后形成的炸药成品为水包油型,其自身固有的特性决定了防结块性及抗水性能差等缺陷。
中国发明专利申请CN 1513834A公开了一种“乳膨炸药及其制造方法”,该方法制得的产品较易结块,密度较低,爆炸性能不稳定;乳化搅拌的线速度仍然较高,生产安全性尚欠理想;各步骤操作温度较高,因而能耗也较高;生产成本也较高。
中国发明专利ZL200610136796.9公开了一种粉状炸药的生产工艺,该方法将复合油相与水相材料形成乳液,再减压干燥成粉。该方法生产温度高,能耗高,产品密度较低。
发明内容
为了解决上述问题,本专利公开了一种粉状硝铵炸药及其制备方法、设备,本发明公开的粉状硝铵炸药具有爆炸性能高、生产安全且可大规模降低能耗的优点,本专利公开的制备设备可以不仅使产品密度增大,提高了产品体积威力,而且减少了生产线存药量,提高了生产安全性,同时扩大了产能,降低了能耗,设备高度大大降低,也降低了房屋高度,降低了建设总投资。
本发明粉状硝铵炸药由硝酸铵,水,复合油相制备而成,其中复合油相为白蜡、地蜡、十二烷基胺及其其醋酸盐、十六烷基胺及其醋酸盐、十八烷基胺及其醋酸盐、硬脂酸之一或其组合,硝酸铵∶水∶复合油相按重量比为80~95∶1~10∶3~6,本发明粉状硝铵炸药还可以含有松散剂或/和消焰剂,其中松散剂可为硫酸酯淀粉钠盐、氧化铁黄、木粉、钙粉等,消焰剂可为氯化钠、氯化钾、硝酸钾,松散剂与消焰剂与上述原料组分按重量比为:硝酸铵80~95,水1~10,复合油相3~6,松散剂0-8,消焰剂0~10。
本发明制造方法包括以下步骤:
(1)混合:有三种方法,第一种是将硝酸铵、消焰剂(需要时加)破碎成1~3mm粉粒料,连续将上述粉粒料、水蒸汽、复合油相送入混合干燥机,加热至70~110℃(优选70~90℃)下,并混合成半溶解的糊状物;第二种是将硝酸铵、消焰剂(需要时加)破碎成1~3mm粉粒料后,加热下与水混合成70~110℃(优选70~90℃)的水相糊状物,再与油相材料混合成半成品糊状物;第三种办法是先将硝酸铵、消焰剂(需要时加)加入水中加热完全溶解,再与复合油相、1~3mm硝酸铵粉粒料混合成70~110℃(优选70~90℃)的糊状物。
(2)制粉:有三种方法,第一种是将(1)制得的糊状物直接在混合干燥机内减压干燥成粉,真空干燥绝压宜为0.005~0.025Mpa(优选0.01Mpa);第二种是将(1)制得的糊状物在负压罐、盘式干燥机等通用负压设备内干燥成粉,真空干燥绝压宜为0.005~0.025Mpa(优选0.01Mpa);第三种是将(1)制得的糊状物在带式真空干燥机(中国发明专利ZL200610136796.9)内干燥成粉,真空干燥绝压宜为0.005~0.025Mpa(优选0.01Mpa)。
(3)上述粉体经带式粉化机粉化成微粉。
(4)粉化的半成品与松散剂混合,即得成品粉状炸药。
所述第(1)、(2)步之混合干燥机由盖1、料槽2、真空装置3、桨叶4、测压装置5、布料器6、应急安全装置7、蒸汽布料管8、测温装置9、观测装置10、喷嘴11、进料口12、联轴器13、减速机14、出料口15、出料机构16、出料仓17、退料螺旋18、骨架密封19、隔离舱20、轴承21、轴承盒22构成。硝酸铵、蒸汽、油相分别由进料口12、蒸汽布料管8、喷嘴11进入料槽2内,经桨叶4混合成糊状物。该糊状物经真空装置3拉真空,干燥除水后的粉体,由桨叶4,经出料口15至出料仓17,由出料机构16排出。
所述第(4)步为优选步骤,可以省略。
本发明使用油包液态硝铵再包固态硝铵分散技术,其中固态硝铵干燥的微孔较少,液态硝铵干燥的微孔较多,使得微孔的数量得到了控制,在保持炸药敏感度的同时,也获得了较高的炸药密度。同时,由于制粉温度较低,也增加了生产的安全性,同时存药量大大降低,提高了产能。另外,由于采用半溶解工艺,生产省去了完全溶解需要的大量热能,节约能耗90%以上。
本发明公开的混合干燥机可以连续生产,具有生产密度高,产品体积威力大,而且减少了生产线存药量,提高了生产安全性,同时扩大了产能,降低了能耗,设备高度大大降低,也降低了房屋高度,降低了建设总投资等优点。
附图说明
附图1混合干燥机中心剖面图,其中1:盖,2:料槽,3:真空装置,4:桨叶,5:测压装置,6:布料器,7:应急安全装置,8:蒸汽布料管,9:测温装置,10:观测装置,11:喷嘴,12:进料口,13:联轴器,14:减速机,15:出料口,16:出料机构,17:出料仓,18:退料螺旋,19:骨架密封,20:隔离舱,21:轴承,22:轴承盒22。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的说明,这些附图及实施例仅对本发明进行进一步的说明,不应理解为对本发明的限制。
参照附图,混合干燥机由盖1、料槽2、真空装置3、桨叶4、测压装置5、布料器6、应急安全装置7、蒸汽布料管8、测温装置9、观测装置10、喷嘴11、进料口12、联轴器13、减速机14、出料口15、出料机构16、出料仓17、退料螺旋18、骨架密封19、隔离舱20、轴承21、轴承盒22构成,硝酸铵、蒸汽、油相分别由进料口12、蒸汽布料管8、喷嘴11进入料槽2内,经桨叶4混合成糊状物。该糊状物经真空装置3拉真空,干燥除水后的粉体,由桨叶4,经出料口15至出料仓17,由出料机构16排出。
本发明粉状硝铵炸药的制造方法实施例
实施例1
称取硝酸铵860kg,30kg水,复合油相(白蜡20kg、地蜡15kg、十二烷胺醋酸盐5kg)40kg,蒸汽30kg,松散剂(硫酸酯淀粉钠盐5kg、氧化铁黄10kg、木粉15kg、滑石粉10kg)40kg.
制造步骤:第一步:将硝酸铵破碎成1~3mm粉粒料,再将硝酸铵粒料、水、复合油相、蒸汽,加入混合干燥机内加热至80℃,制成糊状物;
第二步:糊状物在混合干燥机内真空干燥成粉体,真空干燥绝压为0.01Mpa;
第三步:粉体粉化成细粉;
第四步:冷却后,加入松散剂。出料温度为35±5℃。
产品性能经测试:装药密度0.98g/cm3,炸药爆速3552m/s,猛度14.2mm,殉爆距离70mm,爆力355ml。
实施例2
称取硝酸铵950kg,70kg水,复合油相(白蜡55kg、十二烷胺醋酸盐5kg)60kg,松散剂(硫酸酯淀粉钠盐15kg、钙粉15kg)30kg.
制造步骤:第一步:将硝酸铵破碎成1~3mm粉粒料后,加热下与水混合成90℃的水相糊状物,再与油相材料混合成半成品糊状物
第二步:糊状物在通用盘式干燥内真空干燥成粉体,真空干燥绝压为0.025Mpa;
第三步:粉体粉化成细粉;
第四步:冷却后,加入松散剂。出料温度为35±5℃。
产品性能经测试:装药密度0.96g/cm3,炸药爆速3672m/s,猛度15.1mm,殉爆距离80mm,爆力365ml。
实施例3
称取硝酸铵800kg,20kg水,复合油相(地蜡20kg、十六烷胺醋酸盐10kg)30kg
制造步骤:第一步:将硝酸铵加热下与水混合成110℃,再与破碎成1~3mm的粉粒料、油相材料混合成半成品糊状物
第二步:糊状物在通用真空机内真空干燥成粉体,真空干燥绝压为0.005Mpa;
第三步:粉体粉化成细粉;
第四步:冷却至温度为35±5℃。
产品性能经测试:装药密度0.95g/cm3,炸药爆速3772m/s,猛度16.1mm,殉爆距离90mm,爆力380ml。
实施例4
称取硝酸铵950kg,100kg水,复合油相(白蜡35kg、地蜡20kg、十二烷胺醋酸盐5kg)60kg,消焰剂(硝酸钾)80kg.
制造步骤:第一步:将硝酸铵、硝酸钾加热下与水混合成110℃,再与破碎成1~3mm的粉粒料、油相材料混合成半成品糊状物
第二步:糊状物在通用真空机内真空干燥成粉体,真空干燥绝压为0.01Mpa;
第三步:粉体粉化成细粉;
第四步:冷却至温度为35±5℃。
产品性能经测试:装药密度0.95g/cm3,炸药爆速3672m/s,猛度14.3mm,殉爆距离80mm,爆力375ml。
Claims (1)
1.一种制备粉状硝铵炸药的设备,其特征在于由盖(1)、料槽(2)、真空装置(3)、桨叶(4)、测压装置(5)、布料器(6)、应急安全装置(7)、蒸汽布料管(8)、测温装置(9)、观测装置(10)、喷嘴(11)、进料口(12)、联轴器(13)、减速机(14)、出料口(15)、出料机构(16)、出料仓(17)、退料螺旋(18)、骨架密封(19)、隔离舱(20)、轴承(21)、轴承盒(22)构成。
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