CN102603439A - 氧化剂盐水溶液的杂质吸附粗滤精滤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及氧化剂盐水溶液的配制装置及粗滤精滤装置。具体地，本发明所述配制装置包括：制备罐、粗滤罐、精滤器、水罐，其中所述第四管道中设置有第四三通阀，由该第四三通阀引出的第五管道连接到所述粗滤罐中粗滤网的上部空间。本发明还涉及使用该配制装置配制氧化剂盐水溶液的方法。本发明装置和方法具有如说明书所述优点。

Description

氧化剂盐水溶液的杂质吸附粗滤精滤方法

技术领域

本发明涉及乳化炸药制造技术领域，尤其涉及一种氧化剂盐水溶液的杂质吸附粗滤精滤方法，所述氧化剂盐水溶液可用于制备乳化炸药。

背景技术

我国85％以上的矿山仍然采用包装炸药药卷装填，炸药使用包装材料，增加了二氧化碳排放，装填的均为雷管感度的1.1级的爆炸品，生产、储存、运输、保管、装填过程中不具备本质安全性，而发连国家的散装炸药占炸药总量的比例已经达到95％以上，我国仅为15％；推广含水的乳化炸药和现场混装散装炸药是我国民爆行业十二五期间一项重要的产业政策。

目前我国使用的散装乳化炸药配方相对比较复杂，为达到良好的储存稳定性和稳定的爆炸性能，原材料种类较多，达十几种，氧化剂盐制备技术相对落后，造成爆轰反应后有毒有害气体量大。氧化剂盐水溶液作为制备乳化炸药的生产过程中间环节，其质量好坏直接关系到乳化炸药的性能。

杂质在氧化剂盐中对乳化工序的安全性存在威胁，因为乳化工序通常是高速剪切，伴有高温，又在密闭容器中，含有可见杂质，肉眼不可见的杂质都将会对乳化器产生威胁，国内已经有多起乳化器爆炸的案例，杂质的混入增加了乳化工序的风险。氧化剂盐水溶液中含有杂质还会影响乳化的效果，对形成微细的液滴影响很大，直接影响乳化基质的品质以及储存稳定性。

作为配制上述氧化剂盐水溶液的原料，硝酸铵、硝酸钠等氧化剂在生产、储存、运输过程中会不可避免的混入杂质，生产氧化剂盐水溶液时溶于水中，相应地杂质亦混入溶液中。此外，硝酸铵、硝酸钠等氧化剂一般为颗粒结晶，需要经破碎进入氧化剂盐水溶液制备罐，破碎过程中的拆封、初碎、倒袋等操作也会混入杂质。再者，作为溶剂的水(甚至有时使用工艺过程的循环水)中同样可能混入杂质，它们作为溶剂可能会含有可见的或不可见的杂质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新颖的氧化剂盐水溶液的杂质吸附粗滤精滤装置，通过该装置可以有效地除去氧化剂盐水溶液中的杂质。在加入有定量的水以及硝酸铵和硝酸钠等氧化剂的制备罐内，加入硅藻土，充分搅拌，然后经过循环的粗滤和精滤可以有效地除去氧化剂盐水溶液中的杂质。

本发明第一方面提供一种氧化剂盐水溶液的配制装置及粗滤精滤装置，其包括：

制备罐，其中设置有搅拌器；

粗滤罐，其中设置有粗滤网，粗滤网的上部空间通过第一管道连接到所述制备罐的底部开口；

精滤器，其内设置有至少一个精滤体，该精滤体的底部通过第二管道连接到所述粗滤罐中粗滤网的下部空间，并且精滤体的顶部通过第三管道与所述制备罐相通；和

水罐，其通过第四管道与所述制备罐相通。

根据本发明的第一方面的配制装置，其中所述第四管道中设置有第四三通阀，由该第四三通阀引出的第五管道连接到所述粗滤罐中粗滤网的上部空间。

根据本发明的第一方面，其总体上提供的是一种氧化剂盐水溶液的包含粗滤精滤装置单元的配制装置。因此本发明第一方面是一种氧化剂盐水溶液的配制装置，或者说本发明第一方面是一种氧化剂盐水溶液的配制装置及粗滤精滤装置。

本发明第二方面提供了氧化剂盐水溶液的配制方法，其包括以下步骤：

(i)由进料口向制备罐中加入计算量的、破碎的氧化剂，以及从水罐经由第四管道向制备罐中加入计算量的水，在85-102℃(优选85-95℃)加热下搅拌使物料溶解，测定pH值和析晶点，必要时调整至pH值和析晶点合格；

(ii)向制备罐中加入硅藻土，继续搅拌；

(iii)使制备罐中的物料经第一管道进入粗滤罐中的粗滤网的上部空间，在管道泵抽滤作用下物料通过粗滤网进入粗滤网的下部空间，物料进一步经由第二管道前行到精滤器；

(iv)物料经精滤器的精滤体过滤作用，进入第三管道，并进一步进入制备罐；

(v)任选地，使步骤(iii)和(iv)循环，直至溶液的浑浊度符合规定；

(vi)开启第一三通阀，使处理合格的氧化剂盐水溶液导入溶液出料口，进入氧化剂盐水溶液备用罐做生产备用，完成配制工序。

附图说明

图1是根据本发明氧化剂盐水溶液的配制装置及粗滤精滤装置的一个实施方案的示意图。

图2是根据本发明氧化剂盐水溶液的配制方法的一个实施方案的流程示意图。

在本发明中，使用的主要附图标记如下：

制备罐1              精滤器3

搅拌器11；           精滤体31

制备罐的底部开口12； 水罐4

加热层13             第一管道81

防爆电机14           第一三通阀811

进料口15             溶液出料口812

粗滤罐2              第二管道82

粗滤网21             管道泵821

粗滤网的上部空间22   第三管道83

粗滤网的下部空间23   第四管道84

紧固法兰手柄24       第四三通阀841

排污口25             第五管道85

具体实施方式

下面结合附图以示例的方式来对本发明的各个方面作进一步的说明。

参见图1，其中描绘了根据本发明第一方面氧化剂盐水溶液的配制装置的一个实施方案的示意图。本发明氧化剂盐水溶液的配制装置其包括：

制备罐1，其中设置有搅拌器11；

粗滤罐2，其中设置有粗滤网21，粗滤网的上部空间22通过第一管道81连接到所述制备罐1的底部开口12；

精滤器3，其内设置有至少一个精滤体31，该精滤体的底部通过第二管道82连接到所述粗滤罐中粗滤网的下部空间23，并且精滤体的顶部通过第三管道83与所述制备罐1相通；和

水罐4，其通过第四管道84与所述制备罐1相通。

根据本发明的第一方面的配制装置及粗滤精滤装置，其中所述第四管道84中设置有第四三通阀841，由该第四三通阀841引出的第五管道85连接到所述粗滤罐中粗滤网的上部空间22。第五管道85的设置有利于系统操作特别是它们在清洗系统各部件时使用，然而本领域技术人员理解不使用第五管道85亦可以实现本发明配制装置各部件的清洗。

根据本发明的第一方面的配制装置，其中所述制备罐1的罐体包括加热层13。即人们通常所说的加热夹套，加热介质为热水在该夹套中循环并使制备罐内的液体加热。在一个实施方案中，制备罐、粗滤罐、精滤器、和各种输送管道各自独立地设置了类似于制备罐1的罐体包括加热层13的保温层或者其它类型的保温层。

根据本发明的第一方面的配制装置，其中所述制备罐1中设置的搅拌器11由防爆电机14驱动。

根据本发明的第一方面的配制装置，其中所述制备罐1的顶部设置有进料口15。物料例如硝酸铵、硝酸钠等可以经该进料口15加入到制备罐1中。

根据本发明的第一方面的配制装置，其中所述第三管道83和/或第四管道84与所述制备罐1的顶部或者罐壁上部连通。

根据本发明的第一方面的配制装置，其中所述第一管道81中设置有第一三通阀811，由该第一三通阀811引出溶液出料口812。

根据本发明的第一方面的配制装置，其中所述第一管道81在第一三通阀811的下游与所述第五管道85汇合一起连接到所述粗滤罐中粗滤网的上部空间22。

根据本发明的第一方面的配制装置，其中所述粗滤网21是能够截留已经吸附杂质硅藻土的滤网。

根据本发明的第一方面的配制装置，其中所述粗滤罐2顶部设置有紧固法兰手柄24。该紧固法兰手柄24可以使该粗滤罐2开启或密封，从而在工作状态使整个粗滤罐2密封，而工作完成之后可以打开该紧固法兰手柄24，并可以对粗滤网21和/或粗滤罐2进行清理或清洗。

根据本发明的第一方面的配制装置，其中所述粗滤罐2底部设置有排污口25。在工作完成之后沉积在粗滤罐2底部的污物可从该排污口25排出。

根据本发明的第一方面的配制装置，其中所述第二管道82上设置有管道泵821。管道泵821可以驱动本发明配制装置中工作液体循环。

根据本发明的第一方面的配制装置，其中所述精滤体31中的填料是硅藻土。本领域技术人员理解，所述精滤体31的两端可以设置微孔垫片(图中未示出)，该微孔垫片可以让溶液通过但不能使硅藻土颗粒通过。当所述精滤体31有两个或两个以上时，它们可以是以并联或者是串联的方式组合；与并联组合相比，串联组合将有助于获得除杂效果更好的氧化剂盐水溶液，但过滤速度较慢。

根据本发明的第一方面的配制装置，为了操作上的方便，还可以在各管道中设置阀门，例如可以在第一管道81与第五管道85汇合点前、后各自独立地设置阀门；又例如还可以在管道泵821的上游或下游设置阀门。这些阀门的设置有助于使整个操作工艺连续进行并且在出现故障时便于中止操作。

根据本发明的第一方面的配制装置，所述粗滤网21可以是水平设置于所述粗滤器中，由此将粗滤器的内部空间分开成上、下两部分，即上部空间22和下部空间23。本领域技术人员理解，粗滤网21可以是垂直设置于所述粗滤器中，由此将粗滤器的内部空间分开成液料的上游、下游两部分，该上游和下游两部分可以分别称为上部空间22和下部空间23。就本发明而言，粗滤网21水平设置是优选的。

根据本发明第一方面的配制装置，其中精滤器3和水罐4二者可以各自独立地在其底部设置排污口，例如类似于粗滤罐2底部的排污口25，以便工艺操作或清理。

再参见图2，其中描绘了根据本发明第二方面氧化剂盐水溶液的配制方法的一个实施方案的流程示意图。在一个实施方案中，所述配制方法包括以下步骤：

(i)由进料口15向制备罐1中加入计算量的、破碎的氧化剂，以及从水罐4经由第四管道84向制备罐1中加入计算量的水，在85-102℃(优选85-95℃)加热下搅拌使物料溶解，测定pH值和析晶点，必要时调整至pH值和析晶点合格；

(ii)向制备罐1中加入硅藻土，继续搅拌；

(iii)使制备罐1中的物料经第一管道81进入粗滤罐2中的粗滤网的上部空间22，在管道泵821抽滤作用下物料通过粗滤网21进入粗滤网的下部空间23，物料进一步经由第二管道82前行到精滤器3；

(iv)物料经精滤器3的精滤体31过滤作用，进入第三管道83，并进一步进入制备罐1；

(v)任选地，使步骤(iii)和(iv)循环，直至溶液的浑浊度符合规定；

(vi)开启第一三通阀811，使处理合格的氧化剂盐水溶液导入溶液出料口812，完成配制工序。

本发明所得合格的氧化剂盐水溶液可以直接用于后续乳化工序或者导入氧化剂盐水溶液备用罐用于后续乳化工序。

根据本发明第二方面的配制方法，其中在步骤(i)之前和/或在步骤(vi)之后，还包括对配制装置进行清洗的步骤。这些清洗步骤可以使用到管路中的阀门及其它相关部件，例如在清洗过程中可以开启第四三通阀841使水罐4中的水直接引入粗滤器中；又例如可以打开粗滤器2的紧固法兰手柄24，以对粗滤网21和粗滤器2进行清洗。

根据本发明第二方面的配制方法，在步骤(v)的循环过程中，如果粗滤罐中粗滤网的下部空间23有明显的沉积物，则可在操作过程中通过排污口25将该沉积物排出。由此，第二管道82从粗滤罐中粗滤网的下部空间23引出，引出口优选不是设置在粗滤器的底部，而排污口25则优选设置在粗滤器的底部的最底部。

同时在精滤器底部也设计排污口，便于清除底部沉积物及清洗污水。

根据本发明第二方面的配制方法，其可通过本发明第一方面所述配制装置的任一实施方案来执行，换言之，本发明第一方面任一实施方案均可适用于本发明第二方面的配制方法(本领域技术人员理解可以对第一方面的这些实施方案进行适当调整以适应第二方面的方法)。

根据本发明，所述氧化剂盐水溶液含有的主要原材料是硝酸铵、硝酸钠等硝酸盐氧化剂，它们易溶于水，通常而言具有腐蚀性。

根据本发明，在氧化剂盐水溶液制造过程中，进行杂质吸附、粗滤、精滤、循环抽滤，可以有效地达到纯化的目的。

根据本发明，氧化剂盐水溶液的最终质量指标可通过检测浑浊度、pH值、析晶点、温度来衡量所得氧化剂盐水溶液的品质。

根据本发明，浑浊度是衡量氧化剂盐水溶液质量的最主要的指标，经粗滤精滤后检测浑浊度，过高，继续抽滤，直至合格。根据本发明，氧化剂盐水溶液经粗滤精滤后测量浑浊度，最终得到的氧化剂盐水溶液优选浑浊度小于3NTU，更优选小于2NTU，更优选小于1NTU；

根据本发明，硅藻土必须是符合国标的产品，精滤器中加入的硅藻土需定期更换，一般30个批次更换会有助于氧化剂盐水溶液的配制。

在本发明的的一个实施方案中，基本工艺过程是：在氧化剂盐水溶液制备罐中加入经计量的水，硝酸铵、硝酸钠等氧化剂盐经计量破碎后加入到制备罐中，利用循环热水加热至规定的温度，通常是85-102摄氏度之间，测量温度，测量调节PH值，检测析晶点，合格时加入硅藻土搅拌吸附，通过抽滤的方式，经粗滤器、精滤器过滤，循环30分钟，检测浑浊度，浑浊度合格时，停止抽滤，泵送至批次罐备用。

根据本发明，向制备罐1加入硅藻土的量是本领域技术人员根据已有知识容易确定的，例如硅藻土的制备罐1中液料量的0.1～0.5％(w/v)，优选0.1～0.4％(w/v)，优选0.1～0.3％(w/v)。根据本申请案的装置和方法，其中可用的工艺控制参数例如包括PH值3.5-4.0、溶液浊度＜1NTU、和/或析晶点69℃-71℃，在这些参数范围内为优选的水溶液。

根据本发明，各三通阀可以是电子换向模式的三通阀，在本发明中亦可称为电子换向阀。

在本发明的一个实施方案中，所述配制装置中制备罐、过滤器及输料管路等部件各自独立地设置有热水保温层(即加热介质夹层)。

根据本发明，在日工作结束后，制备罐中制成氧化剂盐水溶液已经转移至储备罐或已经使用完毕，切换水罐的电子换向阀，用清水冲洗管道，将清洗水排入制备罐。

根据本发明，管道清洗结束后，打开粗滤器法兰盖，清除过滤出的杂质；打开精滤器法兰盖，查看是否正常，并定期更换精滤装置。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所速的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (12)

1.氧化剂盐水溶液的配制装置及粗滤精滤装置，其特征在于包括：

制备罐，其中设置有搅拌器；

粗滤罐，其中设置有粗滤网，粗滤网的上部空间通过第一管道连接到所述制备罐的底部开口；

精滤器，其内设置有至少一个精滤体，该精滤体的底部通过第二管道连接到所述粗滤罐中粗滤网的下部空间，并且精滤体的顶部通过第三管道与所述制备罐相通；和

水罐，其通过第四管道与所述制备罐相通，

其中，所述第四管道中设置有第四三通阀，由该第四三通阀引出的第五管道连接到所述粗滤罐中粗滤网的上部空间。

2.根据权利要求1的配制装置，其特征在于所述制备罐、粗滤罐、精滤器、管道各自独立地设置保湿层。

3.根据权利要求1的配制装置，其特征在于所述制备罐中设置的搅拌器由防爆电机驱动。

4.根据权利要求1的配制装置，其特征在于所述制备罐的顶部设置有进料口。

5.根据权利要求1的配制装置，其特征在于所述第三管道和/或第四管道与所述制备罐的顶部或者罐壁上部连通。

6.根据权利要求1的配制装置，其特征在于所述第一管道中设置有第一三通阀，由该第一三通阀引出溶液出料口。

7.根据权利要求1的配制装置，其特征在于所述第一管道在第一三通阀的下游与所述第五管道汇合一起连接到所述粗滤罐中粗滤网的上部空间。

8.根据权利要求1的配制装置，其特征在于所述粗滤网是能够截留硅藻土的滤网。

9.根据权利要求1的配制装置，其特征在于所述粗滤罐底部设置有排污口。

10.根据权利要求1的配制装置，其特征在于所述第二管道上设置有管道泵，其用于驱动所述配制装置中工作液体循环。

11.根据权利要求1的配制装置，其特征在于所述精滤体中的填料是硅藻土。

12.氧化剂盐水溶液的配制方法，其特征在于包括以下步骤：

(i)由进料口向制备罐中加入计算量的、破碎的氧化剂，以及从水罐经由第四管道向制备罐中加入计算量的水，在85-102℃加热下搅拌使物料溶解，测定pH值和析晶点，必要时调整至pH值和析晶点合格；

(ii)向制备罐中加入硅藻土，继续搅拌；

(iii)使制备罐中的物料经第一管道进入粗滤罐中的粗滤网的上部空间，在管道泵抽滤作用下物料通过粗滤网进入粗滤网的下部空间，物料进一步经由第二管道前行到精滤器；

(iv)物料经精滤器的精滤体过滤作用，进入第三管道，并进一步进入制备罐；

(v)任选地，使步骤(iii)和(iv)循环，直至溶液的浑浊度符合规定；

(vi)开启第一三通阀，使处理合格的氧化剂盐水溶液导入溶液出料口，完成配制工序。

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